CDIO在统一建模语言课程教学中的应用探讨

商鹏　苏晶

【摘 要】对于统一建模语言课程，传统的课堂教学和改进的案例式教学在提高课程实践应用方面具有局限性。将CDIO工程教育模式引入课程教学，以培养学生工程能力为目标，重点从教学过程、评价过程与其他课程结合等方面进行CDIO课程应用的探讨，着力培养学生的工程价值观和解决工程问题的能力。

【关键词】统一建模语言；CDIO；工程能力

中图分类号： TP311.5-4；G642.0 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）30-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.082

Application of CDIO in UML course teaching

SHANG Peng SU Jing

（College of Computer Science and Technology， ShanDong University of Technology， Zibo Shandong 255049， China）

【Abstract】For the course of Unified Modeling Language， traditional classroom teaching and case-based teaching have limitations in improving the practical application of the course. CDIO engineering education mode is introduced into curriculum teaching， aiming at cultivating students'engineering ability. The application of CDIO course is discussed from the aspects of teaching process， evaluation process and combination with other courses， so as to cultivate students' engineering values and ability to solve engineering problems.

【Key words】Unified Modeling Language； CDIO； Engineering ability

0 引言

目前很多高校的計算机专业和软件工程专业都开设了软件建模的相关课程，而统一建模语言是软件建模的主要构成。但课程在开课过程中存在很多问题和限制，按部就班的理论教学、细节知识繁多的课程内容和枯燥乏味的抽象表示等都给知识的应用带来很大困难，学生难以理解UML的实际应用价值，难以对课程与软件开发实践的联系感同身受。将工程理念和CDIO模式引入统一建模语言课程教学，注重课程的工程性和实践性是课程改革和发展的必然。

1 CDIO模式介绍

CDIO代表了构思、设计、实现和运作。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念。CDIO 的理念从产品研发到产品运行，以其生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程类课程和知识。

基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面的能力是CDIO对学生的全面要求，采用综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。现今，已有多所世界著名高校加入了CDIO组织，在多个专业和领域，按照CDIO模式培养学生。在国内，很多高校和专业已经或正在展开CDIO工程教育模式的推广和普及。

2 CDIO的课程应用意义

统一建模语言课程是软件工程课程体系的重要组成，是面向对象分析与设计的重要工具和方法。本课程在此之前已经抛掉了传统的填鸭式知识教授方式，采用了案例驱动式教学，以案例贯穿教学过程。但课程特点决定了工程性的内容仍让学生感到无从下手、难以把握。CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达，将CDIO工程教育模式应用于统一建模语言UML课程教学，将“构思—设计—实现—运作”融入课程实践，不仅有利于进一步解决目前教学中存在的问题，还加快了课程的工程化脚步，更好的达到工程化教育的目标。

3 CDIO课程应用探讨

CDIO模式在本课程的应用规划从教学方式、实践锻炼和教学评价考核等多个方面进行。在教学方式和教学过程上，对教学内容和教学方案进行改革，改进前期基于案例项目的学徒式设计，延续“做中学”的教学模式，将项目分析、项目设计、文档能力等融入课程体系，零散知识点之间通过项目衔接，化点为线，形成“知识+能力+素质”的培养思路；实践锻炼采用课上+课下、课堂+教学平台、小项目+大项目的方式，让学生接触更多的实践项目，在实践中理解理论知识，体验团队合作，更好的体会UML在分析和设计中的作用；评价考核，更多的融入对学生能力和素质的考察，通过实践锻炼和成果展示、评议等方式帮助学生更好的提高综合能力水平。

3.1 教学方式设计

在教学方案上，改进前期基于案例项目的学徒式设计，延续“做中学”的教学模式，采用以产品为导向的渐进式项目。摈弃散碎的知识点罗列，通过项目贯穿和衔接知识点，采用合适的项目产品连接抽象理论知识与具体产品，在项目中学习知识，帮助学生体会抽象知识的工程价值。

教学过程设计为理论知识+项目训练并进，边学边练，网络教学资源辅助的形式。理论知识在项目中学习，体现本课程理论与实践并重的特点。采用课堂讲解、项目串联知识点、案例分析与讨论、课外拓展等形式，理论指导项目，渐进式项目贯穿课程。项目训练设计为课堂训练+课外作业的形式，课堂训练奠定理论基础，课外作业以简单项目为主，强调作业之间的相关性，让学生体会到产品建模和开发的连续性，通过实践向学生传输可持久化的工程理念。充分利用网络教学资源，发布高阶知识内容，学习案例、训练项目、展开讨论、学生项目展示和评议等，增强学生自主学习能力培养。教学过程模式设计为“课堂教学-课堂训练-网络提高-课外作业-讨论交流”的闭环循环教学模式。

3.2 实践教学设计

实践教学设计为基础实践+综合实践的形式。基础实践为理论知识提供实践支撑，注重专业知识的掌握和启发性，帮助学生进一步理解UML的各种模型以及它们在系统建模中的作用；综合实践提倡学生自主选择项目设计，团队开发模式，结合工程案例，以项目小组的方式分工合作，积极主动查阅相关系统的资料，构建系统模型，按照软件工程思想展开设计开发过程，启发学生在系统中灵活应用已学的知识和方法。尽量采用启发式教学模式，给学生留下充足的自学和独立思考的余地，以此拓宽思路，培养解决问题能力，并激发学生创新性，加强学生的设计能力，使实践效果得到最大程度的发挥。

3.3 教学过程评价改进

教学过程评价从教学过程的各个环节得到反馈。通过课堂训练、课外作业和学生讨论的情况考察学生对各相关模型的掌握情况，据此结合各模型的特点对教学过程和教学方案进行差异化设计；实践训练、自主项目和互动评议等，考察学生综合应用UML 模型进行系统分析与设计的能力，据此制定对实践过程项目内容和项目过程的改进方案；期末考核不以考核而以进一步提高能力为目的，反馈教学改革实施的效果、不足，据此改进课程的教学过程。

4 UML与其他课程结合

统一建模语言UML课程教学过程和教学体系成型后，可以将本課程与软件工程课程体系其他课程，如软件工程、软件测试、面向对象、IT项目管理等更紧密结合，实现案例互通、项目互通、过程互通，将项目的开发过程贯穿课程体系的多门课程，避免单门课程与软件开发过程的脱节，使学生更深入的体会从项目计划、构建系统模型，编程实现系统、项目测试、项目管理等的完整工程过程。

5 总结

在工程教育认证的大背景下，专业课程与CDIO工程教育理念的融合和应用，成为必然要求。本文探讨将CDIO工程教育模式应用于统一建模语言课程教学，整个课程教授过程形成“知识+能力+素质”的培养思路，通过分析并完成项目模型，学生可以体会到抽象的软件工程知识和各种UML模型的工程价值，将项目设计、能力培养、自主学习、团队合作等融入课程体系，培养学生的综合工程能力。将理论性强的软件工程类课程更好的与工程教育、工程培养、工程能力相结合，使学生更好的理解软件工程的应用，将专业理论知识转化为个人的工程能力和专业技能。

【参考文献】

[1]宗欣露，徐慧.基于CDIO教育模式的软件工程课程教学改革[J].教育教学论坛，2015（4）：96-97.

[2]付丹丹，王健，蔡朝晖，马英瑞.基于CDIO的统一建模语言课程教学改革研究与实践[J].福建电脑，2014（4）：53.

[3]商鹏.UML课程实践化教学改革方案研究[J].科技视界，2017（17）：89-90.