基于CDIO模式的软件技术专业教学改革*

朱亚玲　张睿敏（兰州工业学院，甘肃兰州730050）



基于CDIO模式的软件技术专业教学改革*

朱亚玲张睿敏
（兰州工业学院，甘肃兰州730050）

引言

我国大学生工程能力培养过程中目前存在的问题主要有以下几点：陈旧的培养模式、僵化的课程体系、单一的教学手段、填鸭式教学、不合理的大学生评价和激励机制、创新环境的缺乏[1]等等。课题组经过多年的探索，认为：激发学生的学习兴趣，启发学生主动学习和实践，是“三个能力”培养的关键所在。课题组针对这一情况，以我国及甘肃省软件产业发展作为背景，从分析并解决软件技术专业教学改革过程中的主要矛盾着手，打破传统教育观念的桎梏，充分借鉴了CDIO切实可行的工程教育理念及国内同类学校相关专业的教学改革经验，结合我校的实际教育现状，采取“边研究，边改革，边实践”的技术路线，以提升学生的工程设计能力、工程实践能力和工程创新能力为目标进行了探索与实践。

一、CDIO工程模式简介

CDIO是2000年起，麻省理工学院等四所大学经过四年探索研究创立的工程教育理念。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)四个部分。它的核心思想是以真实软件系统为基础，将软件产品从构思、设计、研发到运行的生命周期作为载体，教导学生寻找问题、分析问题、解决问题的手段和方法，让学生主动地把课程知识结构有机地融入到学习、实践的全部过程当中，培养学生的工程实践能力。这种工程能力不仅包括专业知识本身，而且还包括学生的终身学习能力、团队交流能力，从而达到培养适应社会需求的人才目标。

培养理论与实践相结合，工程技术与市场需求相结合的高级专门人才是应用型高校本科专业的培养目标。所以，CDIO的教学目标完全符合应用型高校本科专业的培养目标。因此，我们借鉴CDIO工程教育理念对我校软件技术专业进行了教学改革，这种改革不是简单的教材的变换或课程内容的更新，而是对软件技术专业的人才培养方案、课程体系、教学模式、评价标准和师资队伍等多方面进行了工程化的改革[2]。

二、CDIO实施原则

CDIO教学大纲中详细阐述了工程化人才的培养目标。同时，CDIO教学大纲按照技术知识、个人能力、人际交往能力和在企业与社会环境下的工程综合能力四个方面，对工程化人才应该具备的知识、能力和态度以逐级细化的方式表达出来，形成具体化的，对教师和学生都具有重要指导意义的目标体系[3,4]。

同时，CDIO组织参照工业界需求提出了12条CDIO改革的评价和实施指南标准。标准1阐述了专业培养理念，标准2、3、4论述了课程计划开发，标准5、6给出了设计-实现经验和实践场所，标准7、8提出教与学的方法，标准9、10考察师资能力的提高，标准11、12是考核和评估标准[3]。12条标准主要围绕系统能力培养大纲和全面实施指导的培养计划、教学方法、实施过程和结果检验展开，完成了从理念到课程到教学到评估的整体改革。

三、CDIO模式的教学改革

CDIO的标准是对培养方法的具体指引。我们学习并研讨了CDIO培养大纲和标准，对照教学大纲，找出现有差距，针对实际情况，明确教改目标，依据CDIO课程计划设计“一体化课程计划、工程化导论、设计-实现经验”[6]的基本准则进行相关的改革。

（一）构建一体化课程教学体系

CDIO标准3是“一体化课程计划”，要求课程体系按照CDIO教学大纲描述的技术知识、个人能力、人际交往能力和

工程综合能力四方面进行构建，课程应是跨学科的和相互联系相互支撑的。在课程设置和教学内容方面，按照“理论、实践、素质”三条主线构建课程体系，通过基本素质、专业基础知识与技术、专业应用理论与技术、职业技术和岗位应用能力四个层面遴选内容。以专业优质的核心课程建设为重点，带动其它课程的建设，建设共享教学资源库，提升专业整体教学水平；在教学方式上，实行案例教学，将理论教学与实践教学融为一体，对学生实行分类指导，突出实践性，注重学生创新意识和创新能力的培养，如图1所示。

图1　CDIO理念的一体化教学体系

（二）基于“工作过程”的项目教学

CDIO标准5是“培养设计经验”，要求课程计划中包含多门培养设计经验的课程，既包括培养基本技能的课程，又包括培养高级技能的课程；引导学生在课内外活动中多多参与软件产品的构思、设计、实施和运行[6]。借鉴CDIO教育理念，课程围绕项目以软件系统研发到运行的生命周期作为载体，根据教学内容将软件产品开发过程中的典型工作任务进行提炼和加工，分解成适宜教学的工作任务，并且将课程依据完成工作任务需要的职业能力进行序列化，以一个完整的工作任务的完成所需要的基本知识、基本技能和素质结构设计教学方案，按照完成一个任务的工作过程组织并实施教学。软件开发的5个工作环节（需求分析、设计、编码、测试、运行）分别对应教学过程的5个阶段。学生通过课程内容地学习逐步渐进完成教学项目，从而将零散、无头绪的知识汇聚成整体，并对知识的应用有了更深层次的理解。

（三）分阶段分层次主动式学习

CDIO标准7是“综合性学习经验”，即通过综合学习经验，让学生获得基本知识、基本能力、人际关系技能、软件系统建构技能和软件产品的设计、实施和运作等能力；CDIO标准8是“主动学习”，即让学生直接参与到软件项目开发中，引导学生独立思考问题，让学生运用知识去操作、应用、主动解决问题和评测[6]，尽量避免让学生被动的接受知识。借鉴CDIO先进的工程教育理念，采用“项目教学、分阶段分层次实践”的措施，实现学生工程能力的逐步增长。我们以项目和案例为主线，将职业岗位能力的形成过程分为技能的积累、能力的发展和综合实践三个阶段，从而将教学氛围基础实验、课程实训、课程群实训、综合性真实实训四个层次，学生在完成工作任务的过程中，逐步提高职业能力，形成了完整的“初级渗透、中级提高、高级思维”的学习过程，达到人才培养目标的要求。

基础实验将项目依据教学内容进行分解成多个实验任务，学生通过学习课程内容逐步累加地完成实验任务。

在某门课程学习结束后开设基于该课程的实训，从构思、设计、实施、运行，全部由学生自主完成，教师从旁协助，培养学生设计、创新、协调、沟通能力，使学生学会以探究方式获取知识、应用知识，有机会把知识有机的联系起来，达到由知识积累向能力生成的转化过程。

针对课程群布置综合性项目，教师扮演客户，学生建立项目开发团队，分别担任项目组长、系统分析师、程序设计师、测试员、数据库管理员。各角色成员根据职责划分任务，相互协作，相互配合完成任务，使学生能够将课程知识有机的结合成一个整体，认识到有机、关联的知识群而非孤立的知识点，加强学生对所学知识总体的把握和综合运用的能力。

依托校企合作、实践实训基地建设、或以老师科研中的真实项目为基础开展综合性真实实训，引导学生发现问题，让学生对问题主动地分析讨论，进而给出问题的解决方案，使得学生能够主动地在学习和实践过程中将课程知识结构融入其中。通过完成一个真实完整的工程项目，加强对知识的理解、应用和强化，提高学生的工程设计能力、工程实践能力和工程创新能力。

四、结束语

随着经济发展与社会的需要，软件技术专业人才培养质量的不断提高是一项艰难的系统工程。以典型工作任务为载体，工学结合为手段，将CDIO先进的工程教育理念贯穿于软件技术专业人才培养体系，改革人才培养方案，强化实践教学，加强师资队伍建设，紧密结合行业需求，培养出高质量的软件工程师是计算机教育工作者的不懈追求。

参考文献

[1]康全礼，陆小华，熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报，2008（12）：15-18.

[2]张桦，温显斌，王劲松.基于CDIO模式的计算机专业教学改革[J].计算机教育，2010，6（11）：71-73.

[3]康岚兰，胡健，彭洁.CDIO工程教育模式在独立学院计算机专业中的探索与实践[J].江西理工大学学报，2012，4（2）.

[4]赵丽萍.基于CDIO的计算机专业项目课程体系构建[J].电脑知识与技术，2011，6（17）.

[5]克劳雷（Crawley.E），等.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，译.北京：高等教育出版社，2010.

[6]易著梁，黄伟.基于CDIO教育模式软件技术专业项目教学实践[J].计算机教育，2010，6（11）：140-143.

摘要：本文以高校软件技术专业学生工程能力的培养问题作为切入点，在软件技术专业人才培养中引入CDIO工程教育理念。依据CDIO大纲和实施标准，针对软件技术专业探索改革CDIO人才培养模式的课程体系的建立、理论教学和实践教学的设置。

关键词：CDIO；教学改革；项目教学；工程教育

*基金项目院全国创新教学方法与创新型教师培养行动研究课题渊CTF120573冤院CDIO创新教育模式在软件技术类课程教学中的实践与研究渊GS0961冤曰兰州工业学院教学改革项目渊基于CDIO的软件技术类课程教学模式的改革研究冤遥

Abstract:In this paper, the CDIO engineering education concept is introduced into the training of software technology professionals for the aim of improving the engineering ability of software technology professional in uni-versity. According to the CDIO program and the standards of implementation, the paper focuses on the establishment of the curriculum system, theory teaching and practice teaching based on CDIO mode for the software technology specialty.

Keywords:CDIO; teaching reform; project teaching; engineering education

作者简介：朱亚玲（1983-），女，汉，甘肃兰州，讲师，工学硕士，主要研究方向：数据挖掘。

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：2096-000X（2016）02-0117-02