基于CDIO模式的軟件人才工程實踐能力成熟度模型

　　摘要：軟件學(xué)院軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)體系是軟件學(xué)院人才整體培養(yǎng)方案的重要組成部分，本文重點闡述了我院軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)模型，并介紹了我院人才培養(yǎng)的實踐與特色。
　　關(guān)鍵詞：軟件工程；工程實踐；成熟度模型
　　
　　華中科技大學(xué)軟件學(xué)院定位于培養(yǎng)具有國際競爭力的高素質(zhì)應(yīng)用型軟件工程人才。建院以來，學(xué)院建立以軟件工程本科學(xué)位和專業(yè)碩士學(xué)位等多層次的軟件工程人才培養(yǎng)體系；構(gòu)建以計算機軟件基礎(chǔ)知識、數(shù)學(xué)、工程和職業(yè)基礎(chǔ)知識為基礎(chǔ)，以軟件工程’知識體系為核心，以軟件應(yīng)用、軟件工具和領(lǐng)域知識為擴展的專業(yè)教育知識體系；綜合設(shè)計理論教學(xué)與實踐教學(xué)方案，建立強化學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)、突出工程實踐和創(chuàng)新能力、適應(yīng)產(chǎn)業(yè)人才需求的一體化課程體系以及實驗、實訓(xùn)、工程實踐一體化的工程實踐能力訓(xùn)練體系。
　　
　　
　　
　　
　　1　軟件工程人才培養(yǎng)鏈
　　
　　軟件工程人才培養(yǎng)鏈?zhǔn)擒浖W(xué)院人才培養(yǎng)的理論模型，是軟件學(xué)院遵循的人才培養(yǎng)規(guī)范。在人才培養(yǎng)鏈的探索過程中，軟件學(xué)院建立了具有自身特色的軟件人才實踐教學(xué)培養(yǎng)體系和課程體系，形成了軟件人才培養(yǎng)的新模式。
　　在人才培養(yǎng)的課程體系中，60％以上的專業(yè)課程采用雙語教學(xué)。基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實驗課、實訓(xùn)課、工程實踐、論文及答辯構(gòu)成了軟件人才知識和技能培養(yǎng)的鏈條。基礎(chǔ)語言課、聽說語言課、人文課和講座、創(chuàng)業(yè)課和講座等構(gòu)成了軟件人才的綜合素質(zhì)培養(yǎng)鏈條。英語和日語成為必修課或指定選修課。
　　圖1和圖2分別是軟件學(xué)院本科生和研究生的人才培養(yǎng)鏈?zhǔn)疽鈭D，圖中圓括號數(shù)字意義如下：
　?、僭诰幗處?；②IT公司教師；③境外教師；④公司團隊教師(多位教師按角色上同一門課)：⑤工程實踐基地導(dǎo)師。
　　
　　2　軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)模型
　　
　　2.1　模型框架
　　通過教學(xué)實踐，我們總結(jié)出了軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)模型，又稱為軟件人才工程實踐能力成熟度模型(Soff-ware Talent Practice Capability Maturity
　　CSDA涉及的15個知識領(lǐng)域Model，STP-CMM)。STP-CMM分為四個級別，分別是面向認(rèn)知的實踐級別(認(rèn)知級)、面向課程群的實踐級別(課程級)、面向項目案例的實踐級別(項目級)和面向軟件工程的實踐級別(企業(yè)級)。軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)模型是軟件學(xué)院人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，如圖3所示。
　　
　　2.2　模型等級
　　2.2.1　等級1——認(rèn)知級
　　在認(rèn)知級時，學(xué)生剛剛?cè)雽W(xué)，一般不具備軟件項目實踐的基本知識，對于軟件行業(yè)也沒有清楚、系統(tǒng)的認(rèn)識。在這個階段，學(xué)生需要學(xué)習(xí)計算機和軟件相關(guān)基礎(chǔ)知識課程，如大學(xué)計算機基礎(chǔ)、信息技術(shù)導(dǎo)論等，還要掌握一門基礎(chǔ)性編程語言，如c語言等。
　　等級1時，學(xué)生的實踐能力基本為零，因為他們的行業(yè)背景比較弱。所以該階段的實踐內(nèi)容主要集中在計算機系統(tǒng)的認(rèn)識和編程領(lǐng)域的起步。
　　等級1的關(guān)鍵過程域如下：
　　(1)掌握高級編程語言。學(xué)生需要學(xué)習(xí)并掌握一門高級編程語言，能夠獨立自主完成一些初步的編程問題，開始了解軟件項目開發(fā)的一些基本知識。
　　(2)行業(yè)接觸。本階段學(xué)生的行業(yè)背景相關(guān)性弱，所以在提高實踐能力的過程中要了解一些行業(yè)的相關(guān)知識和信息，增進對軟件行業(yè)的認(rèn)識。
　　2.2.2　等級2——課程級
　　在課程級時，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了本科一年級的課程，對軟件工程領(lǐng)域有了基本認(rèn)識。這一年，學(xué)生將接觸軟件工程基礎(chǔ)核心課程群，如軟件工程導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計、操作系統(tǒng)原理等，專業(yè)知識和編程能力比等級1都有階段性提高。
　　等級2時，學(xué)生的實踐能力比等級1有了質(zhì)的提高，能夠高效完成核心課程涉及的項目實踐，還能夠?qū)崿F(xiàn)一些行業(yè)內(nèi)特定問題的解決方案，同時要了解一些簡單的工程管理細(xì)節(jié)。
　　等級2的關(guān)鍵過程域如下：
　　(1)核心課程實踐。學(xué)生要能夠靈活運用課上學(xué)到的核心課程的知識，編程實現(xiàn)其中的實踐內(nèi)容。
　　(2)實現(xiàn)問題解決方案。本階段的學(xué)生需要靈活運用學(xué)到的軟件工程理論知識和編程技巧，實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)一些特定問題的解決方案，在實現(xiàn)過程中做到理論和實踐的統(tǒng)一。
　　2.2.3　等級3——項目級
　　項目級時，學(xué)生經(jīng)過兩年的學(xué)習(xí)實踐，已經(jīng)打下了堅實的理論知識基礎(chǔ)，并且具備了良好的動手實踐能力。在這一學(xué)年，學(xué)生上課學(xué)習(xí)的是專業(yè)核心課程群的內(nèi)容，例如需求工程、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、軟件構(gòu)架實踐等。
　　等級3時，學(xué)生已經(jīng)不僅僅局限在實踐課程內(nèi)容上了，要慢慢開始接觸各類中小型項目級別的實踐活動，開始體會項目團隊開發(fā)的流程，包括角色扮演、團隊協(xié)作等。
　　等級3的關(guān)鍵過程域如下：
　　(1)提出并實現(xiàn)問題解決方案。學(xué)生對軟件行業(yè)有了更加詳細(xì)的了解，編程水平有了更大的提升。這時他們需要分析一些行業(yè)內(nèi)的特定問題，提出自己的解決方案，并運用掌握的知識和編程能力實現(xiàn)提出的解決方案。
　　(2)開發(fā)角色模擬。本階段的學(xué)生要開始組成團隊，完成軟件項目，學(xué)生在開發(fā)過程中需要擔(dān)任團隊中的具體角色，與其他團員分工合作，提高團隊協(xié)作意識及溝通能力。
　　2.2.4　等級4——企業(yè)級
　　在企業(yè)級時，學(xué)生已經(jīng)到了畢業(yè)班，專業(yè)知識、專業(yè)技能都已經(jīng)得到良好鍛煉，職業(yè)能力也有了一定提升。在這一學(xué)年，學(xué)生主要接觸一些專業(yè)方向課程，如前沿技術(shù)和領(lǐng)域動態(tài)講座。
　　等級4時，學(xué)生最重要的目標(biāo)是提升職業(yè)能力。在這個階段，學(xué)生將體驗業(yè)界真實開發(fā)環(huán)境，扮演企業(yè)級項目開發(fā)團隊中的角色。同時，學(xué)生還要具備提出并實踐行業(yè)深度解決方案的能力。
　　等級4的關(guān)鍵過程域如下：
　　(1)領(lǐng)域問題接觸。本階段的學(xué)生除了要提出并實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)某些單一特定問題的解決方案，還要對領(lǐng)域問題作深入調(diào)查研究，以鍛煉學(xué)生提出和實現(xiàn)行業(yè)深度問題解決方案的能力。
　　(2)企業(yè)級開發(fā)管理。學(xué)生已經(jīng)在等級3體驗過中小型項目管理流程，本階段將更進一步體驗企業(yè)真實項目開發(fā)過程中的管理流程，具備更良好的職業(yè)素質(zhì)，畢業(yè)后更快更好地實現(xiàn)與企業(yè)的對接。
　　(3)遵守職業(yè)道德標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生即將踏入社會，這時進行職業(yè)道德教育，對學(xué)生成為真正意義上的軟件工程人才具有重要的意義。
　　
　　2.3　模型內(nèi)涵分析
　　在介紹了STP-CMM的四個成熟度等級后，我們對STP-CMM模型進行一定的分析說明，其特征和目標(biāo)總結(jié)如圖4所示。
　　圖4中的“表現(xiàn)方式”一欄清晰地說明了學(xué)生綜合實踐能力的成長過程。在認(rèn)知級，學(xué)生初步接觸軟件工程領(lǐng)域知識，對學(xué)到的基礎(chǔ)課程知識不能進行系統(tǒng)級別的認(rèn)識，所以各科知識呈分散狀態(tài)。到了課程級，接觸了學(xué)科基礎(chǔ)核心課程群后，學(xué)生已經(jīng)能夠?qū)⒏鞣N知識組織成一個聚合的系統(tǒng)，但對于學(xué)科間內(nèi)容的交互還沒有明確認(rèn)識。然后是項目級，通過中小型項目的鍛煉，學(xué)生已經(jīng)能夠靈活地運用各科知識交互解決問題，也開始接觸項目團隊開發(fā)流程。最后是企業(yè)級，學(xué)生已經(jīng)能夠在企業(yè)化開發(fā)管理的框架內(nèi)，通過運用學(xué)到的知識和掌握的編程能力，遵循特定的企業(yè)文化，合作完成企業(yè)級項目開發(fā)的目標(biāo)。
　　
　　3　軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)實踐與特色
　　
　　2001年12月，原國家計劃經(jīng)濟委員會和教育部批準(zhǔn)華中科技大學(xué)首批設(shè)立國家級示范性軟件學(xué)院。2002年4月，華中科技大學(xué)軟件學(xué)院正式成立，同年開始招收全日制軟件工程領(lǐng)域工程碩士學(xué)位研究生和學(xué)歷研究生。2002年9月，軟件學(xué)院同時招收四年制軟件工程專業(yè)本科生和兩年段軟件工程專業(yè)2+2本科生；2003年起停止招收兩年段軟件工程專業(yè)2+2本科生，開始招收在職申請軟件工程領(lǐng)域工程碩士學(xué)位研究生。
　　2006年底，華中科技大學(xué)軟件學(xué)院順利通過教育部示范性軟件學(xué)院驗收評估，專業(yè)建設(shè)和教學(xué)工作特別是實訓(xùn)實踐環(huán)節(jié)得到了好評。2007年，華中科技大學(xué)軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)、數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)均入選教育部質(zhì)量工程——高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點。2008年，“國家示范性軟件學(xué)院人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”項目分別獲得華中科技大學(xué)教學(xué)成果一等獎和湖北省教學(xué)成果獎。我院的人才培養(yǎng)特色主要體現(xiàn)在以下三方面：
　　一是著力構(gòu)建產(chǎn)學(xué)合作的教學(xué)框架體系。軟件學(xué)院充分發(fā)揮華中科技大學(xué)的綜合辦學(xué)優(yōu)勢，努力爭取行業(yè)、產(chǎn)業(yè)等各方資源，以創(chuàng)新的思路構(gòu)筑校企合作的工程型軟件人才培養(yǎng)平臺與環(huán)境。學(xué)院建立了以系為核心的教學(xué)組織架構(gòu)，每一個系都與一個或多個企業(yè)和組織機構(gòu)合作，積極探索校企合作、院所合作的辦學(xué)模式，建立學(xué)校教學(xué)與產(chǎn)業(yè)實踐互動，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情和創(chuàng)新實踐的培養(yǎng)機制，共同開展教學(xué)研究與人才培養(yǎng)，努力實現(xiàn)人才培養(yǎng)與社會需求無縫接軌，成為培養(yǎng)高層次、復(fù)合型、國際化、工程型軟件精英人才基地。
　　二是優(yōu)化配置三三制師資隊伍結(jié)構(gòu)。由于軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展快、升級迅速，軟件企業(yè)對人才的需求不斷發(fā)生變化，這就要求軟件學(xué)院人才培養(yǎng)計劃和教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著市場需求和技術(shù)變化做出快速反應(yīng)，并及時跟進。為此，我們提出構(gòu)建面向軟件產(chǎn)業(yè)需求的高層次、復(fù)合型、國際化工程型軟件人才培養(yǎng)的三三制結(jié)構(gòu)的師資隊伍，即教師隊伍由學(xué)院專職教師、IT公司兼職教師和境外外聘教師組成，實行動態(tài)管理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
　　三是精心設(shè)計工程化的軟件人才培養(yǎng)方案(鏈)。為加強應(yīng)用型軟件工程人才的培養(yǎng)，學(xué)院構(gòu)建了理論教學(xué)、課程實踐、項目實訓(xùn)、工程實踐一體化的軟件人才培養(yǎng)鏈，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、行業(yè)需求和教學(xué)計劃，與企業(yè)聯(lián)合制定分層次、階梯式的綜合實訓(xùn)實踐方案，豐富理論教學(xué)內(nèi)涵，彌補實踐教學(xué)不足，做到軟件工程能力綜合實訓(xùn)、實踐不斷線，循序漸進，校企合作，共同實施。我們強調(diào)實踐能力層次培養(yǎng)貫穿整個教學(xué)過程，通過設(shè)定階段能力目標(biāo)分步實施實訓(xùn)實踐教學(xué)計劃，并從基本技能、專業(yè)技能、技術(shù)應(yīng)用能力、職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力等多個層面培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，最終達到人才培養(yǎng)方案設(shè)定的目標(biāo)，實現(xiàn)學(xué)校與社會的無縫對接。
　　
　　4　結(jié)語
　　
　　軟件學(xué)院軟件工程人才工程實踐能力培養(yǎng)體系是軟件學(xué)院軟件工程人才整體培養(yǎng)方案的重要組成部分，我們將基于“軟件人才工程實踐能力成熟度模型”框架，根據(jù)技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)需求變化，不斷豐富和更新方案的具體內(nèi)容，以滿足產(chǎn)業(yè)對高層次、復(fù)合型、國際化的軟件生產(chǎn)、服務(wù)的工程型人才和應(yīng)用型軟件工程技術(shù)研究的研究型人才的需