PMO-CDIO工程教育与人才培养模式改革

姚志强，曾章瑞，郑小建

（福建师范大学 软件学院，福建 福州350108）

PMO-CDIO工程教育与人才培养模式改革

姚志强，曾章瑞，郑小建

（福建师范大学 软件学院，福建 福州350108）

针对软件工程专业存在的一些教学方法问题，分析CDIO工程教育模式对软件工程人才培养质量发挥的作用，提出保障CDIO的组织实施和加强项目管理能力的PMO-CDIO创新模式，阐述项目管理办公室概念、人才培养体系与PMO-CDIO模式之间的适应性，介绍这种新模式实施经验和成效。

PMO-CDIO；工程教育；人才培养；项目管理

0 引 言

以往软件工程专业毕业生虽然具有一定的专业技术能力，但是培养模式上存在一些普遍的问题：传统的授课方式不能满足需要，学生缺乏自主学习、自主实践的能力，教学实践脱离工程和项目管理实际，教师队伍工程背景欠缺。

CDIO刻画现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程，CDIO工程教育理念以这个全过程为载体培养学生的现代工程能力，不仅包括学科知识，还包括终身学习能力、团队协作能力，以及在企业（社会）环境下产品、过程、系统的建造能力和项目管理能力[12]。

1 突出能力培养的软件工程人才培养设计

软件工程专业旨在培养系统掌握计算机科学基础理论、软件开发方法、项目质量控制技术，具有较强的工程实践能力、团队交流协作能力、创新精神与项目组织管理基本能力，能从事软件工程项目分析、技术研究、设计、管理、服务工作的高素质工程型、应用型人才。

根据这样的目标，可以建立如图1所示的人才培养体系，包含每个实训阶段的能力项和关键域[3]，其中基本技能实训由数学、计算理论、计算系统、开发工具、外语、人文素养、基础设计实践等关键域组成，关键域支持能力成长。基础项目实训中的能力项是由工程技术、工程管理和专业设计实践支持成长的，大型项目实训阶段是由项目规划、平台架构、团队软件过程、团队动力支持成长，企业实习与毕业设计阶段由创新创业、工程实践、科研训练支持成长。

2 PMO-CDIO工程教育模式

2.1 PMO-CDIO概念

CDIO工程教育模式引导学生像工程师一样思考，能够带给他们从事产品、过程或系统的构思、设计、实现和运作中的某个环节或全部过程（见表1）的全新体验，其中构思阶段分为确定目标和概念设计，设计阶段细分为初步设计和施工设计，实现包含组件制造和系统集成，运行阶段包括全生命支持和演化。

图1 软件工程人才培养体系

表1 CDIO模式工程生命期系统过程

PMO指项目管理办公室，它于20世纪90年代提出后，经过行业实践发现，将项目放到整个企业的运作中统一管理的需要变得越来越明显。不论是对于项目经理还是企业主管人员来说，PMO都被证明是理想的选择[4]。

项目是为了完成或创造一个特定的产品或服务而做出的暂时性努力，而项目管理过程在每个项目的全寿命期间却是重复发生的，并且每个过程均是为了得到一个结果而重复发生的行为、变化和功能的组合。项目管理办公室就是为了项目的成功实施而创建或总结连续不断的实践经验。目前，对PMO比较普遍认可的一个概念是：PMO是在组织内部将实践、过程、运作形式化和标准化的部门，这些标准化的程序应该能形成一致和可重复的结果，同时项目成功的机率是上升的。换句话说，PMO是组织内部项目管理最优实践的中心，是组织提高项目分析、设计、管理、检查等方面能力的关键资源。

为了保证CDIO整个生命周期更有效地运行，加强各团队之间的交流，让各自的成果更紧密完整地结合在一起，我们引进PMO理念。PMO-CDIO培养模式模拟企业PMO组织架构进行CDIO系统的PMO项目管理实务运作，通过项目管理的5个过程——启动、计划、实施、控制、收结等，以及9大知识领域——项目的整理、范围、时间、费用、质量、人力资源、沟通、风险、采购管理等的运用让CDIO绩效更加突出，实现实务系统的需求分析、开发、测试、集成与运作。

PMO-CDIO是以项目管理知识为经、实务案例为纬而创建的经纬交织模式，使学生从一般概念的学习切人到系统化的项目知识架构，并了解相关知识的应用特性;同时通过对项目管理方面实务案例的了解及讨论，掌握项目管理工作的挑战与成功诀窍。在教学实施中，我们创新PMO-CDIO教育模式，将学生组成不同团队，分别进行综合性IT项目研发、管理，完成构思、设计、表达、改进的全过程，这对于未深人企业工作的大学生来说是前所未有的体验。

2.2 PMO-CDIO教学设计

PMO的成员在整个CDIO过程中起到提高自我、服务团队的作用，其概念结构如图2所示，主要分为表2中的X、Y和Z阶段。

图2 PMO-CDIO概念结构

X阶段开始时设置团队，到Y阶段时进行团队重组，将两个或多个小组合并，以中型团队的形式进行项目管理及施行的实践。进人Z阶段时模仿信息系统整合公司的编组运作管理形式来进行编组的组织、分工与运作。

PMO—CDIO模式坚持理论与实践结合、学校与企业协同的原则，采取企业公司发展软件系统的项目管理方法，开展以产学科技术项目为驱动的教学改革和工程能力培养，完成需求分析、技术开发、系统集成、测试、部署和测试维护评估等全过程。

2.3 具体教学案例

2.3.1 PMO-CDIO组织架构

表2 PMO-CDIO过程管理

为保证CDIO整个生命周期更有效地运行，加强各个组之间的交流，让各自的成果更紧密完整地结合在一起，我们必须契合PMO理念，以企业界项目管理的最高运作模式，采用企业运作组织架构，因此在Z阶段开始之时，我们把大组实作的编组按照企业PMO组织架构分配人力资源。

执行长（CEO）分为联合执行长与班级执行长，其共同的职责为确立PMO发展目标，发现PMO运行过程中出现的异常并采取恰当的解决方案，联合CEO应跟进各个部分的工作进展和老师做好沟通事宜，协助解决问题;班级CEO则应该跟进各小组的项目实施进度，协调小组之间的关系，对各类人力资源有充分了解。

技术长应组建独立的技术组（技术组成员仍需在各阶段实践教学的小组中担任角色并完成任务），在项目开展前期制定编码规范，跟踪各组的项目开发进度，在遇到技术难题时提供各种求助方式并在短时间内为其进行解答，在项目实施中后期组织每周的技术答疑例会，在项目即将终结阶段安排完成测试工作和软体品质控制管理。在项目实施的整个过程中负责服务器及数据库的运行、维护、备份。

需求长负责在各项目实施的需求分析阶段收集学生对需求的反馈，并及时与老师做商讨，将从老师那里获取的需求反馈给各组，掌握全体的需求分析规划。

知识长在项目实施的各阶段，向各小组收取各类文档资料并进行整理，记录并整理项目开发中的技术经验并定期进行公示，负责教材/资料的复印或订阅。

总务长需主持项目的会议演示，主要内容为提前制定会议具体流程，负责会议教室的租借与管理，选定主持人并准备演讲稿及服饰。

秘书长协同总主持人完成工作，负责每次会议的记录及整理，登记每次会议的缺勤人员，发放每次的会议的通知，参与完成财务的管理以及PMO成员的考核工作。

总而言之，PMO组织在整个CDIO课程的定位就是：服务与责任。

由此可见，课程以PMO来支撑CDIO执行，以PMO作为策略管理嫁接，帮助达到在校人才培养与企业人才需求的无缝接轨;以实践项目为载体让学生学习并运用专业基础知识，锻炼学生的实际项目开发能力，锻炼师生集成式CDIO实践能力，锻炼师生集成式教学知识能力，并且培养学生成熟的工程技能及人格素养，锻炼成熟的沟通及组织人力管理能力，把基于CDIO理念的工程教育改革向前推进一步。

2.3.2 项目案例设计

近三年来，我们开展PMO-CDIO工程教育模式创新改革实践，从产学合作项目中凝炼教学案例，经过三届学生的X/Y/Z计划螺旋式提升，成功研发了若干成型的得以在企业应用的项目，包括学立方在线教育服务管理平台、学立方视频学习管理系统、高教学生事务平台、实验室管理系统、创新就业管理平台、O2O履历化学习管理平台、企业经营管理信息系统和工时系统等。下面我们以工时系统为例适当阐述X/Y/Z计划实施过程。

工时系统是人力资源管理的重要课题，成为我们PMO-CDIO中的教学案例，在成本、效率、质量之间通过有效的工作时间管理，使CDIO创造更大的教学质量以及价值，旨在准确记录每位同学参与CDIO的工时，并在学期末考评时作为一条重要参考指标。

在2013级CDIO教学中，工时系统包含11个主要功能：

（1）登录功能：学生填人用户名、密码，登录到工时管理系统;

（2）注册功能：学生可以通过快捷的人口，注册使用。鉴于该系统用于工时的审核，故要求注册时填人自己的学号;

（3）提交工时功能：使用该功能的权限有组员、组长和CEO，需提交工作类别、时长及所做内容简述，作业过程用选择方式，工作类别是系统定义好的;

（4）审核工时系统：管理员、CEO、技术长、需求长、知识长、总分长、秘书长等对下级权限者提交的工时进行审核，同时可以查看工作类型以及完成度;

（5）查看提交记录功能：小组长、CEO可以查询到指定的学生提交的工时情况，同时可以查询己提交的工时记录，并且可修改审核情况;

（6）查看工时总表功能：CEO、管理员可以查看历次工作的工时情况，包括每个人的工时、工作情况、全组人员的工作记录，允许以表格形式导出成绩数据;

（7）小组管理功能：拥有此功能权限的仅为管理员，和班级管理功能类似;

（8）班级管理功能：基于工时系统的“具有可成长性”的需求，管理员可以通过此功能创建或者删除班级，给班级指派CEO，在此基础上，班级可以无限扩展，班级名称不再限定于“CDIO”，使得本项目不仅可在CDIO上使用，同样适用于其他领域;

（9）工时类别管理功能：管理员随着需要增加工时类别;

（10）人员管理功能：管理员可任命班级CEO相关职务;

（11）查看工时统计图功能：不同权限的用户可看到的范围也不一样。

X计划开始时，各团队对项目案例进行探索和理解，选取如工时系统的动态开放设计型项目[5]，规模以独立型的可后续成长为Y、Z阶段的为最佳。

进人Y阶段时，先对X计划的团队重组，多数团队负责技术，另有后勤组和特项组各1～2个。后勤组确保各小组进人运营测试评估阶段的准备，并持续完善工时管理与CDIO平台服务质量，特项组负责驻点、文档、测试等工作，其中驻点的任务有市场调研、线上工作的筹备、项目运营模式分析、项目市场运作，文档的任务涉及与测试组的对接并撰写手册，根据项目系统功能制作PPT和视频。Y+Z1阶段细分为Y1，Y2，Y3，Z1.1，Z1.2和Z1.3等子阶段，其中Y1阶段主要制订和提报总项目规划和资源进度计划，随后各阶段每组分别实现Y+Z1子阶段目标（见表3），针对每个组项目企业架构的系统需求规划，拟定系统需求、系统功能与提出用例功能架构与用例数目，计算难、中、易类别的工作人时数和有效代码行数等。Y阶段完成时要进行需求演示、原型演示，Z1的三个子阶段从软件模块设计到数据库设计，确保学生在实践过程中学习到项目管理理念，让项目能够走向成功。

表3 Y+Z1子阶段目标

Z2—Z4计划分别开展系统开发、集成、测试和运营维护评估，体验软件项目过程管理与质量控制。

PMO-CDIO强调的是应用型人才培养，注重的是每个人的成长，但因个人差距等问题，同一问题对于不同的同学来说处理的难度和所用时间都大不相同，因此若仅仅通过成果来判断个人的参与度是不准确的。另外，一个完整的项目并不只是由技术人员完成，文档和后勤也不可或缺，若代码是唯一的评判标准，则对于团队中的非编码人员有很大的不利，这也就是工时系统存在的意义——记录成长，由过程看结果。

3 成效分析

经过多年尝试、改进和提升，PMO-CDIO工程教育创新模式在我校软件工程专业中得到推广应用，学生的学习积极性持续提高，教学效果越来越突出，近年我们学生在国家级、省级专业赛事中取得包括“中国软件杯”和“挑战杯”在内的上百项奖项，整体上产生多个方面的作用。

（1）面向教学需求，优化师资结构，建设一支适应软件工程教育改革创新的师资队伍。教师队伍由专任教师、IT企业专家、境外专家组成，专任教师积极到知名IT企业带薪顶岗实习，青年骨干选派到境外高校研修。

（2）面向工程教育改革，强化协同育人，营造国际化、产学合作、开放式的人才培养环境。PMO-CDIO模式促进产学研协同、校地协同育人机制建设，可充分利用教育资源，与企业建立人才培养和实践基地的长效合作机制，开展订单式人才培养和带薪顶岗实习，为师生提供丰富的实践平台。

（3）完善人才培养体系，改革教学方式。基本技能实训、强化项目与基础项目实训、大型项目实训等条块明晰，各阶段承上启下，学生边做边学，边学边实践，从感性认识新技术到透彻理解原理与体系，起到事半功倍的作用，激发学生自主学习、独立钻研的积极性。

（4）改革考评方式方法。注重学习过程考查和学生能力评价，对学生能力的评价不仅要来自学校教师和学生群体，也要来自软件产业界。期终考试采取以学生为主持人，以学生团队为单位，以演示和演讲的方式进行答辩;以课程组教师和企业专家组成的评委组评分的方式进行考核，并将之与平时考评综合而得。

（5）强化实践育人环节。及时将科研成果转化为教学案例，建立学习小组，以问题、任务、项目为驱动，缩小理论和实践的差距，激发学生学习兴趣，也通过跨学科研究小组和教学小组，为学生带来不同的学科视野和综合化的知识结构。

4 结 语

教师在教学过程中起主导作用，创新人才培养有赖于教师教学能力的提高。在教学模式上，我们确立理论与实践能力并重的教学理念，避免工程应用型人才培养受“重理论、轻实践”的传统影响，构建PMO-CDIO新型人才培养模式，着力推动基于项目、基于案例学习等多种学习方法，注重启发式、探究式、讨论式、参与式教学，鼓励学生独立思考、自由表达。

[1] 王刚. CDIO工程教育模式的解读与思考[J]. 中国高教研究, 2009(5): 86-87.

[2] 胡文龙. 基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J]. 高等工程教育研究, 2014(1): 163-168.

[3] 陈启元, 任胜兵, 胡志刚, 等. 工科大学生CDIO能力成熟度评估与改进体系研究[J]. 中国高等教育, 2009(8): 31-32.

[4] 项目管理办公室. MBA智库百科[EB/OL]. (2013-04-04)[2016-04-05]. http://wiki.mbalib.com/wiki/项目管理办公室.

[5] 孙明, 田蜜, 康文杰. 设计型项目驱动的软件工程实践教育改革[J]. 计算机教育, 2016(3): 156-159.

（编辑： 史志伟 ）

1672-5913(2017)01-0053-06

G642

福建师范大学创新创业教育改革项目和福建省入库建设项目（L201502002）；福建师范大学研究生教育改革研究项目（MSY201414）。

姚志强，男，教授，研究方向为大数据安全与服务，yzq@fjnu．edu．cn。