基于CDIO模式下的软件工程课程体系的构建

娄兰芳 郭艳燕 贺秉庚

（烟台大学计算机控制与工程学院 山东省烟台市 264005）

1 前言

软件工程专业以软件开发为重点,培养学生在工程实践中运用软件需求分析、软件体系结构设计、软件测试、软件维护和软件项目管理等知识的能力，具备与软件工程相关的专业知识、专业能力、工程素养和项目组织能力，能从事软件工程技术研究、设计、开发、管理、服务等工作的应用型人才能。

传统的授课方式教学内容主要集中在课堂，主动性由教师掌握，主要以理论讲授为主，学生往往被动的接受，并且参与课堂的积极性不高，再加上课程间的关联度不高，实践教学中团队协作和沟通能力等方面存在不足。引入CDIO理念，对软件工程课程进行教学和实践方面改革。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，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[1]。

CDIO教学理念颠覆了传统课堂中以教师为主角满堂灌的现象，把课堂的中心转移到学生端，让学生积极主动的参与到课堂中来，强调在工程的实践中理解及运用项目研发不同阶段涉及的理论知识，把不同课程间的知识能够衔接起来融会贯通，实现“做中学”原则，培养学生在学会具体知识的同时切实提高应用技能。

2 教学方法的改革

2.1 加强课程间的关联性

软件工程专业是一个综合的、系统的课程体系，尤其是专业基础课程、专业方向课程和实验实践课程之间具有很强的关联性，所以在课程学习时应避免各门课程过于孤立，否则会导致课程之间、课程群之间缺乏关系和联系，进而使学科知识体系间的关联较少，课程之间没有有机融合起来，尤其是实验环节的教学内容完全考虑本课程的知识点的运用，重点关注也是该课程的理论知识的理解和应用，忽视了学生综合能力的培养。因此无论是理论教学还是实践教学的重点是如何使学生将所学的专业知识无缝衔接起来、连贯起来，将软件工程各门课程相互连接，使学生在对一个新知识点进行学习时会思考与整体之间的关联，由此引起学生对软件工程的学习兴趣，让学生更多的去主动学习知识，使各个相对孤立的知识点在学生的记忆中连接，针对上述问题，提出了软件工程专业科目体系如何在CDIO模式下进行构造。

图1：利用雨课堂的混合式教学设计

首先应建立系统的教学体系，这要求将培养方案里关联紧密的的科目进行整合分类。教学体系按课程之间学习的先后次序分为以下几种，分别是先导课，当下课程和后继课程三种类型。如专业导论（软件工程）、程序设计基础、数据结构看成是先导课，软件工程、Java面向对象程序设计、数据库系统原理及应用为当下课，软件项目管理、软件过程管理、软件质量保证与测试等为后继课程，每个课程体系设置一定规模的、综合性的实训项目，课程实践中引导学生将项目中所涉及到的知识点进行综合及连贯运用，提高学生的解决问题能力，在实际的软件项目的开发过程中，让学生将不同课程间联系紧密科目的的知识点触类旁通。项目开发时应分组完成，设置每五人为一组，按照CDIO的理论的指导，构思项目方案，项目设计，实现项目，运作项目的过程，让学生在项目开发的实践中体会到理论知识的综合应用。基于CDIO模式下的软件工程课程体系的构建，倡导以工程项目为主线，将项目研发不同阶段涉及的知识与课程进行有机的结合，让学生把所学的各门课程知识集中在一起[2]，融会贯通，提高学生的综合应用能力。以此让学生参加各种软件设计大赛。

2.2 项目驱动式教学

基于CDIO模式下的软件工程课程体系的构建，加强了课程间（当下课）的关联，以及课程间（先导课与当下课程，当下课与后继课程）的衔接，使课程的学习不再孤立，在“做中学”的过程中让学生更好的理解学科知识体系间的关联，提高学生的综合应用能力。

在实践教学中各门课程的实验之间的联系较少。强调以学生为主，开展项目教学，学生以项目开发为主线，使学生在做的过程中理解课程间的相互关系，把学到的理论更好的应用于实践。相关专业课教师用同一个项目，针对该课程重点讲解与本项目相关的内容，这样学生对项目熟悉，另外一方面能把课程的知识点连贯起来，成为一个整体。

图2：实验的评价标准

以组为单位的实践教学，强调学生的团队意识，锻炼学生的合作能力和沟通能力。同时，也重视了技术技能之外的素质的培养，特别是目前大学生走向社会要具备的适应团队的团队精神的培养。培养了学生适应社会的综合能力。

2.3 混合式教学设计

在教学设计上采用混合式教学法，将线上教育和线下教育有机的融合在一起，如图1利用雨课堂的混合式教学设计所示。

在课程内容组织上分成线上和线下两部分。线上学习可以让学生把“零散”的时间充分利用起来，用手机、电脑或PAD等工具灵活选择学习的知识点，实现移动学习。线下学习课堂讲授体现教与学的互动，通过互动，教师及时掌握学生的听课效果，有针对性的解决问题，提高课堂的效率。

教学平台主要利用雨课堂，把课前预习、课中互动和课下复习有机的融合在一起。

雨课堂中有丰富的教学资源，如清华大学等慕课视频，教师在制作预习课件时利用“插入慕课视频”工具，选择与本课程有关的相关视频，除此之外若网络上有好的视频，也可以通过“插入网络视频”工具插到课件中，点击上传手机课件，教师再打开手机，点击查看详情，此时可以对每张PPT加上语音讲解，点击发布后，选择要发布的班级，发布即可。此时学生手机微信的雨课堂就会收到作业提交申请。点击进入就可以预习了。预习课件的制作让学生开阔了视野、拓展知识面。教师可以通过雨课堂的预习详情，可以查看学生的预习完成请况，有多少人预习，知识点不懂的页数以及具体哪些页数不懂，非常清楚，这样上课有针对性重点讲解不懂的知识点。课中为避免“填鸭式”教学，让学生主动参与课堂，活跃课堂气氛，利用雨课堂中弹幕、投稿等实时交互工具让每位同学参与到课堂中来，匿名互动减少了学生的心理负担，使学生参与课堂的表现更加踊跃，重要知识点讲解完后跟上几个小的测试题（单选题、多选题、投票题，主观题），设置限时时间，发布到手机上。学生的手机端收到试题，在规定的时间内提交答案。教师通过手机遥控器，查看习题中的数据，从每道题的柱形图中分析出该题回答情况，以及每位同学的作答时间，及时检验课堂知识点的掌握情况。课下复习，通过雨课堂教学日志中的试卷，发布一定的习题，让学生在规定的时间提交。通过教学平台雨课堂将线下教学和线上教学结合起来，应用CDIO的教育理念，激发学生的学习兴趣，变被动为主动，带着问题去听讲，教师实时的掌握学生的学习动态和效果，有针对性的进行授课，极大的提高课堂效率和教学效果。

3 考核方式的多元化

期末总评主要由三部分组成，其中平时成绩占20%，实验占30%，期末考核占50%的比例。

平时成绩反映出学生的平日学习的主动性、课堂参与性及课堂表现。依据教学平台雨课堂提供的数据，预习情况、课堂表现及课后作业情况等。

实验环节是以小组的形式组成一个团队，成员分工明确，每队指派一个负责人，学生在做项目过程中体会到团队合作的重要性，以及沟通能力的培养。答辩验收时是以小组为单位，负责人陈述项目的功能及基本情况，每个成员描述自己的所做的工作，教师有针对性的提问，给出客观公正的评价，评价标准如图2所示。但由于团队成员分工的不同，每个人的表现应能从评价结果中体现出来，避免“滥竽充数”的现象。

平时和实验占50%，加大了平时考核的力度，调动学生平时学习的积极性，避免了为应付考试临时“抱佛脚”的现象。

4 结束语

应用CDIO的教育理念，提倡自主的构思、设计、实践和操作。利用教学平台雨课堂让学生积极参与到课堂教学中，调动学生的学习主动性和积极性，注重学生发现问题和解决问题能力的培养，加强学科知识体系课程间的关联，理论课上采用项目驱动式教学，使抽象的知识点具体化，让学生很好的体会到“做中学”，混合式教学方法的设计、考核方式的多样化重视及实验考核等若干教学改革措施, 这些措施促进了课程建设，有效地提高了教学质量。