基于CDIO標準的信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)工程類課程群建設(shè)

摘要：從信息管理專業(yè)的工程性特點出發(fā)，針對工程類課程群在教與學(xué)的雙向過程中存在的問題，秉承CDIO工程教育模式的基本理念，兼顧地區(qū)性產(chǎn)業(yè)和學(xué)生生源，基于12條CDIO標準，從培養(yǎng)目標、課程群組織架構(gòu)、自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式與學(xué)習(xí)考核體系等4個方面，提出一個階梯遞進式的工程類課程群建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：CDIO；信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)；課程群

“信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)”（以下簡稱為“信管專業(yè)”）是“管理科學(xué)與工程”的下屬二級學(xué)科，其核心課程體系無論在教學(xué)內(nèi)容還是在教學(xué)方法上，都帶有非常明顯的工程性特點，但在目前的教學(xué)實踐中存在著學(xué)生積極性不高、教師教學(xué)能動性不足、教學(xué)水平不盡如人意、教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量不高等問題。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是由麻省理工學(xué)院等4所國際一流工科大學(xué)發(fā)起并創(chuàng)立的、我國教育部大力倡導(dǎo)的先進工程教育模式。目前，汕頭大學(xué)走在工程教育改革的最前沿，提出了EIP-CDIO工程教育理念。文獻[4]針對中國學(xué)生的特點，提出了基于興趣和自主的CDIO教學(xué)模型IACDIO。文獻[5]把CDIO人才培養(yǎng)理念引入到課程建設(shè)中，提出了基于CDIO的“軟件工程”課程建設(shè)方案。

CDIO代表構(gòu)思（coneeive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）。CDIO工程教育模式倡導(dǎo)工程教育應(yīng)該以項目的CDIO全過程為載體，將實踐與課程有機地聯(lián)系在一起。通過項目的研發(fā)過程，使學(xué)生掌握工程基礎(chǔ)知識，提高個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)的適應(yīng)與調(diào)控能力。在“如何培養(yǎng)人”方面，CDIO采用了建構(gòu)主義教育理論，并通過CDIO的12條標準指引工程教育的實施方法，這12條標準從基本理念（標準1：背景環(huán)境）、培養(yǎng)目標（標準2：學(xué)習(xí)效果）、課程體系（標準3：一體化課程體系；標準4：工程導(dǎo)論；標準5：設(shè)計實現(xiàn)經(jīng)驗；標準7：一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗）、自主學(xué)習(xí)模式構(gòu)建（標準8：主動學(xué)習(xí)）、師資與環(huán)境保障（標準9：教師工程能力；標準10：教師教學(xué)能力；標準6：工程實踐場所）和考核與評估（標準11：學(xué)生考核；標準12：專業(yè)評估）等各個方面指導(dǎo)工程教育的實踐，圍繞培養(yǎng)目標一體化而實現(xiàn)工程教育的培養(yǎng)目標。

針對信管專業(yè)工程類課程群教學(xué)中存在的問題，我們分析了信管專業(yè)的工程性特點，并基于CDIO的12條標準，從培養(yǎng)目標、課程群組織架構(gòu)、自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式和學(xué)習(xí)考核體系等4個方面提出信管專業(yè)工程類課程群建設(shè)方案。

1.信管專業(yè)的工程性特點

信息系統(tǒng)是實施信息管理的基石，信息系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計是信管專業(yè)知識架構(gòu)的核心，而信息系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計所采用的方法學(xué)和過程都借鑒了工程化思想，即要以工程理論、原理、方法和技術(shù)來指導(dǎo)信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程，因而使得信管專業(yè)的人才培養(yǎng)體系帶有一定的工程性特點。

在培養(yǎng)目標上，信管專業(yè)所培養(yǎng)的人才應(yīng)該具有工程人才的知識和能力。實際上，信管專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)后所從事的也多是信息管理工程師、軟件開發(fā)工程師、軟件實施工程師、軟件測試工程師等工程類職業(yè)。

在教學(xué)內(nèi)容上，信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計是信管專業(yè)知識架構(gòu)的核心，其相關(guān)課程與實驗、相關(guān)課程設(shè)計構(gòu)成了信管專業(yè)工程類課程群。如表1所示是信管專業(yè)工程類課程群主干課程，顯示了各課程及其在信管專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用和定位。其中，“軟件工程”是整個課程群的核心，它提供信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計的方法論，也就是說要以工程理論、原理、方法和技術(shù)來指導(dǎo)信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程。

2.工程類課程群培養(yǎng)目標

不同的地區(qū)性產(chǎn)業(yè)，不同的學(xué)生生源，決定著教學(xué)手段的差異性。經(jīng)統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)中南民族大學(xué)有三成左右的生源來自少數(shù)民族地區(qū)，基礎(chǔ)相對薄弱，導(dǎo)致學(xué)生在文化背景、基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新意識、各種能力素養(yǎng)等諸多方面存在很大差異。因此，中南民族大學(xué)信管專業(yè)的定位應(yīng)當(dāng)與生源狀況相適應(yīng)，在教學(xué)方法與手段等方面增加更多的基礎(chǔ)訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

根據(jù)CDIO大綱以及CDIO標準2，同時考慮工程師應(yīng)具備的各種能力和職業(yè)素養(yǎng)，信管專業(yè)工程類課程群的培養(yǎng)目標是講授信管專業(yè)工程類課程群的相關(guān)知識，以工程實踐為教育的內(nèi)容和背景環(huán)境，使學(xué)生熟練掌握現(xiàn)代信息技術(shù)手段和信息管理與信息系統(tǒng)的理論、方法；培養(yǎng)學(xué)生的工程價值觀，使其具備工程技術(shù)能力、基本的工程創(chuàng)新能力、工程師職業(yè)道德、團隊工作和人際交往能力；培養(yǎng)達到CDIO大綱要求，能夠從事信息管理以及信息系統(tǒng)規(guī)劃、分析、設(shè)計、實施與管理工作的高級工程人才。

3.工程類課程群組織架構(gòu)

依據(jù)CDIO標準3、4、5和7，以工程實踐作為工程教育的內(nèi)容和背景環(huán)境，增加實踐、實習(xí)和操作訓(xùn)練，以指定項目或自選項目組織教學(xué)，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，將信管專業(yè)工程類課程群構(gòu)建成一個圖1所示的魚骨型的階梯遞進式組織架構(gòu)。

階梯遞進式組織架構(gòu)分為結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)分析與設(shè)計、面向?qū)ο笮畔⑾到y(tǒng)分析與設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計3個階段。其中，第一階段采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析與設(shè)計方法，把算法（“C語言”與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”）和數(shù)據(jù)（“軟件工程”與“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”）組織起來，進行課程傳授和實訓(xùn)；第二階段，按照面向?qū)ο蠓椒?，使用JAVA、JSP語言和UML，傳授面向?qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)分析與設(shè)計方法，并進行相關(guān)實訓(xùn)；第三階段是在前兩個階段的基礎(chǔ)上，引入“IT項目管理”知識，提供實訓(xùn)平臺，讓學(xué)生自主創(chuàng)新完成畢業(yè)設(shè)計。

在實驗、實習(xí)與操作訓(xùn)練的組織形式上，按照“課程內(nèi)實驗→課程設(shè)計→綜合設(shè)計”的階梯遞進方式，從左至右按時間順序組織相關(guān)教學(xué)內(nèi)容（標準3），使學(xué)生通過圖1的階梯遞進式組織架構(gòu)中的3個遞進階段的學(xué)習(xí)任務(wù)，完成3個級別的設(shè)計實現(xiàn)訓(xùn)練（標準5），使其獲得一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗（標準7）。其中，“課程內(nèi)實驗”提供基礎(chǔ)級實現(xiàn)驗證訓(xùn)練；其后進階為“課程設(shè)計”，綜合基本方法和工具，提供進階級課程設(shè)計訓(xùn)練；最后，進一步上升為“綜合設(shè)計”，分階段遞進式提供3個階梯的系統(tǒng)分析與設(shè)計訓(xùn)練。另外，“計算機組成原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程主要為信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計訓(xùn)練提供計算機基礎(chǔ)知識支撐，但不提供設(shè)計實現(xiàn)訓(xùn)練，在圖1中用虛線框標注。

3.1基礎(chǔ)級實現(xiàn)驗證訓(xùn)練

3.1.1教學(xué)方法

課程教學(xué)以課堂形式展開。課內(nèi)實驗以指定的典型案例為依托，讓學(xué)生以個人為單位，指定技術(shù)手段，完成指定內(nèi)容的驗證與實現(xiàn)。實現(xiàn)驗證訓(xùn)練成績由任課老師根據(jù)學(xué)生的完成情況進行審定，并計人課程最終考核成績，一般所占比例為20%-30%。

3.1.2內(nèi)容組織

為進一步夯實基礎(chǔ)，在表1中除專業(yè)基礎(chǔ)類課程外，其他課程均需組織課內(nèi)實驗，以保障充分的實現(xiàn)驗證訓(xùn)練。特別值得一提的是，為更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和工程師職業(yè)道德，在“軟件工程”課程教學(xué)中，按照CDIO標準4，特別引入了“工程概論”的知識內(nèi)容。

3.2進階級課程設(shè)計訓(xùn)練

3.2.1教學(xué)方法

1）教學(xué)組織。

以二級團隊為單位，2-3人一組，按照二級團隊自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式（見4.1節(jié)），在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，利用2-3周左右的集中時間，完成課程設(shè)計。

2）指導(dǎo)團隊。

由一名指導(dǎo)老師和2-3名助教構(gòu)成指導(dǎo)團隊，指導(dǎo)所有的二級團隊。

3）設(shè)計選題。

課程設(shè)計選題應(yīng)該是操作性很強、復(fù)雜程度不高的設(shè)計類題目，大多數(shù)是由指導(dǎo)老師指定，亦可由學(xué)生團隊自選，但自選題的可操作性和復(fù)雜程度需由指導(dǎo)老師論證。

4）所用技術(shù)。

課程設(shè)計的技術(shù)手段由指導(dǎo)老師根據(jù)課程指定。

5）成績評定。

按照二級團隊成績評定方法（見4.1節(jié)），由指導(dǎo)老師和學(xué)生共同評定成績。

3.2.2內(nèi)容組織

進階級課程設(shè)計主要包括“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計”、“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”和“JSP課程設(shè)計”，即圖1中的中心水平線上方的課程設(shè)計。其中，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計”要求使用“c語言”組織相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進行諸如DES加密算法、大數(shù)四則運算等中等難度算法的實現(xiàn)訓(xùn)練，以幫助學(xué)生熟悉C語言，完成算法的實現(xiàn)與優(yōu)化?！皵?shù)據(jù)庫課程設(shè)計”要求按照軟件生命周期的流程，完成指定的諸如校園圖書館、超市等環(huán)境相對熟悉的案例的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)?！癑SP課程設(shè)計”則要求使用JAVA和JSP語言，采用面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)，完成與“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”相同案例的設(shè)計與實現(xiàn)工作，以幫助學(xué)生熟悉JAVA和JSP語言，掌握面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)。通常，同一個二級團隊的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”的選題要與“JSP課程設(shè)計”的選題相同，這樣，兩個課程設(shè)計完成之后，所得的數(shù)據(jù)庫和JSP程序就可以集成為一個相對完善的信息系統(tǒng)。

3.3綜合級系統(tǒng)分析與設(shè)計訓(xùn)練

3.3.1教學(xué)方法

1）教學(xué)組織。

以一級團隊為單位，4～6人一組，按照一級團隊自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式（見4.2節(jié)），在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，完成項目開發(fā)任務(wù)。

2）指導(dǎo)團隊。

1-2個一級團隊配備一位指導(dǎo)老師。

3）設(shè)計選題。

課程設(shè)計選題應(yīng)該是操作性較強、中等復(fù)雜程度的分析與設(shè)計類題目，大多由學(xué)生團隊自選，但自選題的可操作性和復(fù)雜程度需由指導(dǎo)老師論證。

4）所用技術(shù)。

課程設(shè)計所用的技術(shù)由指導(dǎo)老師根據(jù)課程指定，或由學(xué)生自選。

5）成績評定。

成績按照一級團隊成績評定方法（見4.2節(jié)）由指導(dǎo)老師組共同評定。

3.3.2內(nèi)容組織

綜合級系統(tǒng)分析與設(shè)計訓(xùn)練主要包括“結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”、“面向?qū)ο笮畔⑾到y(tǒng)分析與設(shè)計”和“畢業(yè)設(shè)計”3個階段，均串聯(lián)在圖1的中心水平線中。其中，“結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”要求學(xué)生自選題目，按照結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)分析與設(shè)計的流程，讓學(xué)生在6-10周左右的時間內(nèi)，完成中等復(fù)雜度的信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計。如果條件允許，學(xué)生（優(yōu)秀學(xué)生）可自選語言實現(xiàn)該系統(tǒng)?！懊嫦?qū)ο笮畔⑾到y(tǒng)分析與設(shè)計”要求學(xué)生自選題目（自選題可與“結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”的選題相同），依托面向?qū)ο蠓椒?，按照面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的流程，使用JSP語言，或自選語言形式，讓學(xué)生在6-10周左右的時間內(nèi)，完成中等復(fù)雜度的信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)與測試任務(wù)。而“畢業(yè)設(shè)計”則要求在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生自選題（需經(jīng)過老師論證，也可由老師指定選題），自選信息系統(tǒng)分析與設(shè)計的方法和技術(shù)手段，在15周左右的時間內(nèi)，完成復(fù)雜度較高的信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)與測試任務(wù)。通常，在“畢業(yè)設(shè)計”環(huán)節(jié)，每一個選題可考慮組內(nèi)配備1-2名學(xué)生負責(zé)完成所選題的項目管理工作。

4.自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)與考核

針對圖l所示的課程群組織架構(gòu)，我們按照CDIO教學(xué)大綱和CDIO標準8與標準11，構(gòu)建階梯式自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)與考核模式?？己诵〗M由指導(dǎo)教師團隊與學(xué)生評審團組成。該培養(yǎng)與考核模式也相應(yīng)分為3個級別：基礎(chǔ)級、二級團隊級、一級團隊級培養(yǎng)與考核模式。其中，基礎(chǔ)級培養(yǎng)與考核模式依托課程群，主要在課程講授和基礎(chǔ)級實現(xiàn)驗證訓(xùn)練中體現(xiàn)。學(xué)生以個體為單位，接受老師的課堂傳授，配以課堂作業(yè)、實現(xiàn)驗證訓(xùn)練以及學(xué)生課堂匯報環(huán)節(jié)，輔以多種形式的答疑，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力?；A(chǔ)級培養(yǎng)與考核模式基本基于日常教學(xué)，操作形式相對簡單，在此不予贅述。

4.1二級團隊級培養(yǎng)與考核模式

4.1.1自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式

二級團隊面對的是操作性強且復(fù)雜程度不高的訓(xùn)練任務(wù)，因此在進階級課程設(shè)計訓(xùn)練的實際流程中，引入敏捷開發(fā)、極限編程以及測試驅(qū)動開發(fā)等概念，相對精簡地組織二級團隊的自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式。

二級團隊的任務(wù)不進行分工，所有工作任務(wù)均由小組成員共同完成。團隊成員在任務(wù)期內(nèi)共同作息、共同討論、共同接受老師的指導(dǎo)、共同解決問題，以培養(yǎng)學(xué)生的工程協(xié)作能力、團隊工作能力和人際交往能力。

為幫助二級團隊按時完成工作任務(wù)，指導(dǎo)老師在任務(wù)期內(nèi)，每天均需與所指導(dǎo)的團隊碰面，以幫助成員解決實際工作中出現(xiàn)的問題。所謂“授之以魚不如授之以漁”，在答疑過程中，指導(dǎo)教師不要求直接回答二級團隊的疑問，但要求指導(dǎo)解決問題的方法和途徑，讓學(xué)生自己掌握“漁”的方法。針對典型問題，在問題解決后，我們組織相關(guān)二級團隊進行現(xiàn)場展示，并由他們回答其他二級團隊的問題。通常，二級團隊的現(xiàn)場展示每兩天進行一次。

4.1.2學(xué)習(xí)考核模式

由學(xué)生自行推選優(yōu)秀學(xué)生組成學(xué)生評審團，學(xué)生評審團人數(shù)通常占學(xué)生總?cè)藬?shù)的10%。二級團隊完成工作任務(wù)后，組織答辯會，由團隊成員介紹項目完成情況，由指導(dǎo)老師和學(xué)生評審團共同進行評審。最終評審成績由指導(dǎo)老師評定成績（60%）和學(xué)生評審團的平均成績（40%）加權(quán)平均獲得。

二級團隊的考核主要從知識掌握程度（涵蓋原理與方法掌握程度、語言熟悉程度和工具熟悉程度等）、課程設(shè)計成果（包括實現(xiàn)的程序以及分析、設(shè)計、實現(xiàn)和測試過程中的相關(guān)文檔）、個人貢獻與能力（涵蓋工程技術(shù)能力、工程師職業(yè)道德團隊、團隊工作和人際交往能力）等多個方位全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

4.2一級團隊級自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)與學(xué)習(xí)考核

4.2.1自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式

一級團隊面對復(fù)雜程度較高的實際項目任務(wù)。在項目的實施過程中，應(yīng)用整合與劃分，即“分為治之，合而擊之”的團隊協(xié)作思想，由學(xué)生在團隊內(nèi)分化項目任務(wù)，由學(xué)生自主控制項目過程，完成團隊任務(wù)及答辯。

一級團隊項目開發(fā)與過程控制的主體均是學(xué)生團隊，教師只負責(zé)監(jiān)督、指導(dǎo)與答疑。在項目開發(fā)過程中，主要由學(xué)生團隊自行分解項目任務(wù)、組織項目開發(fā)過程、進行項目進度控制與管理、完成項目任務(wù)。

為了保證項目任務(wù)的有效完成，在項目開發(fā)過程中，我們借鑒《高效能人士的七個習(xí)慣》中的思想，以周為時間管理的基本單元，要求一級團隊每一位成員每周周末向指導(dǎo)老師提交周報和下周計劃，并在本周周末或下周周一由指導(dǎo)老師主持召開周例會，實時監(jiān)督項目的完成情況。其中，周報是項目成員完成本周工作任務(wù)后的總結(jié)性文檔，要求與上周計劃對應(yīng)，主要包括每個工作日的工作進展、學(xué)習(xí)情況以及有待解決的關(guān)鍵問題。周計劃是項目成員展開下周工作的綱領(lǐng)性文檔，周計劃的制訂要兼顧本周項目任務(wù)的完成情況和項目的總體計劃，以便于解決本周存在的問題，推進項目進度。周例會是每周指導(dǎo)老師與學(xué)生的碰頭討論會。在會上，項目組成員介紹本周的工作任務(wù)完成情況和下周計劃，并在指導(dǎo)老師的主持下，針對項目成員所遇到的問題及下周計劃展開討論，以給出解決方案或合理化建議。

此外，為進一步幫助學(xué)生及時完成項目任務(wù)，指導(dǎo)團隊建立“一周一講”機制，通常在周中進行。在項目初期，“一周一講”主要由指導(dǎo)老師主講，介紹項目開發(fā)的相關(guān)方法、語言、工具以及典型問題的解決方法；項目中后期，則主要由一級團隊的項目成員主講，介紹其近期所學(xué)到的新知識、所遇到的問題及解決方案。這樣，既可以幫助項目組成員互通有無，拓展知識面，使其學(xué)得更多，學(xué)得更快，也可以提高項目組成員的團隊工作和人際交往能力。

4.2.2學(xué)習(xí)考核模式

由全體指導(dǎo)老師一起組成評審團。一級團隊完成工作任務(wù)后，組織個人答辯會，每個成員在會上獨自介紹項目完成情況，由指導(dǎo)教師評審團進行評審。最終評審成績由該一級團隊指導(dǎo)老師和其他指導(dǎo)老師的成績加權(quán)平均獲得，其權(quán)重分別為70%和30%。

在二級團隊考核的基礎(chǔ)上，一級團隊的學(xué)習(xí)考核添加了過程考核和創(chuàng)新考核兩個環(huán)節(jié)。其中，過程考核關(guān)注項目實施過程中學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工作情況，依據(jù)周報、周計劃、周例會以及“一周一講”中學(xué)生的表現(xiàn)，進行過程考核。而創(chuàng)新考核關(guān)注項目實施過程中學(xué)生的創(chuàng)新能力，包括發(fā)現(xiàn)問題的能力、新方法的原發(fā)性創(chuàng)新能力和相關(guān)技術(shù)手段的模仿性創(chuàng)新能力。

5.結(jié)語

針對信管專業(yè)工程類核心課程群教學(xué)中存在的問題，我們基于12條CDIO標準，從培養(yǎng)目標、課程群組織架構(gòu)、自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式和學(xué)習(xí)考核體系等4個方面，提出了信管專業(yè)階梯遞進式的課程群建設(shè)方案。信管系的初期實踐表明，該方案讓學(xué)生在“做中學(xué)”，教師在“做中教”，從而在一定程度上提高了專業(yè)的整體教學(xué)質(zhì)量。之后信管系的老師將通過實踐進一步驗證該方案的有效性，并逐步完善該方案。

（見習(xí)編輯：劉麗麗）