基于CDIO模式的軟件工程專業(yè)課程體系研究

摘要：該文在分析軟件工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念和綜合能力素質(zhì)以及企業(yè)對軟件人才實際需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合面向服務(wù)外包的軟件工程特點和軟件企業(yè)對工程實踐能力要求的實際，探討基于CDIO工程教育模式的課程體系的開發(fā)與實踐。

關(guān)鍵詞：CDIO；軟件工程；課程體系

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）10-2415-03

CDIO 工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO 是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement） 和運作（Operate）四個英文單詞的縮寫[1]。CDIO 工程教學(xué)模式是一種倡導(dǎo)以工程項目為主線，將項目研發(fā)不同階段涉及的知識與課程進(jìn)行有機的結(jié)合，教師針對課程在工程項目的地位，運用多種教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，注重能力培養(yǎng)的一種教學(xué)模式。

1 軟件工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念

1.1 人才培養(yǎng)目標(biāo)

軟件工程專業(yè)要求培養(yǎng)適應(yīng)計算機應(yīng)用學(xué)科的發(fā)展，特別是軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具備計算機軟件的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，具有用軟件工程的思想、方法和技術(shù)來分析、設(shè)計和實現(xiàn)計算機軟件系統(tǒng)的能力，能在IT行業(yè)、科研機構(gòu)、企事業(yè)中從事軟件工程項目的開發(fā)與測試、網(wǎng)站開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)游戲設(shè)計的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

1.2 基于CDIO模式的人才培養(yǎng)過程

CDIO 理念下的軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)以軟件工程項目為主線，采用理論、實踐、案例分析、綜合項目實踐和工程化畢業(yè)設(shè)計的一體化教學(xué)模式。在整個人才培養(yǎng)過程中，按照軟件工程項目的基礎(chǔ)知識、分析、開發(fā)、運行和維護(hù)的流程組織教學(xué)，同時培養(yǎng)學(xué)生具有較強的外語能力、扎實的軟件工程基礎(chǔ)知識，并熟練掌握軟件開發(fā)與測試技術(shù)，熟悉服務(wù)外包軟件開發(fā)流程。

軟件工程是注重系統(tǒng)化和工程性的專業(yè)， 其內(nèi)容具有厚基礎(chǔ)、更新快、實踐重等特點，這些特點決定了軟件工程人員要具備堅實的理論基礎(chǔ)、一定的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。本著培養(yǎng)“技術(shù)基礎(chǔ)厚、應(yīng)用能力強、綜合素質(zhì)高”應(yīng)用型技術(shù)人才為宗旨，軟件工程專業(yè)的教學(xué)安排如下：第一學(xué)年主要學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)基礎(chǔ)課程，使學(xué)生掌握從事軟件工程領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)工程職業(yè)基礎(chǔ)和人文素養(yǎng)；第二學(xué)年主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)核心課程，重點結(jié)合工程項目進(jìn)行“做中學(xué)”，形成自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊協(xié)作和計算機軟件基礎(chǔ)及軟件工具軟件產(chǎn)品的基本工程能力；第三學(xué)年主要學(xué)習(xí)方向核心課程和專業(yè)拓展課程，引進(jìn)當(dāng)前軟件開發(fā)新技術(shù)、新方法和新平臺，采取合作探究式學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)軟件系統(tǒng)與應(yīng)用及軟件工程軟件管理能力；第四學(xué)年主要進(jìn)行綜合項目實踐類課程的學(xué)習(xí)，塑造學(xué)生軟件工程能力、團(tuán)隊協(xié)作能力，對學(xué)生的職業(yè)崗位能力進(jìn)行訓(xùn)練，使學(xué)生在進(jìn)入崗位前就具備較好的工程經(jīng)驗，實現(xiàn)從學(xué)校到職場的轉(zhuǎn)變。

1.3 項目貫穿學(xué)習(xí)過程

CDIO模式的核心就是項目教學(xué)，可將企業(yè)真實項目直接引入課堂，也可以由教師設(shè)計項目，要求項目涵蓋該教學(xué)任務(wù)的大多數(shù)知識點，并且能有明確的階段性目標(biāo)。在項目教學(xué)中，教師的身份也就集工程師、導(dǎo)師、教師“三師”為一體，從軟件項目的構(gòu)思（C）、設(shè)計（D）、實現(xiàn)（I）到運行（O），教師的工程化指導(dǎo)至關(guān)重要，這就要求教師進(jìn)行自身工程實踐的經(jīng)驗積累。項目教學(xué)中采用過程化考核方式，以成果為考核依據(jù)。

2 軟件工程專業(yè)綜合能力素質(zhì)的分解

2.1 綜合能力素質(zhì)分解原則

軟件工程專業(yè)綜合能力素質(zhì)的分解基于以能力培養(yǎng)為主線，突出實踐性、發(fā)展性和工程性，注重學(xué)生的基本人文素質(zhì)、職業(yè)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生潛在發(fā)展能力、職業(yè)適應(yīng)能力和職業(yè)遷移能力的養(yǎng)成，注重專業(yè)素質(zhì)和身心素質(zhì)的鍛煉培養(yǎng)。同時結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展，強調(diào)專業(yè)素質(zhì)和非專業(yè)素質(zhì)并重。

2.2 綜合能力素質(zhì)分解

結(jié)合CDIO模式的特點，軟件工程專業(yè)核心能力分解為項目構(gòu)思階段的計算機軟件基礎(chǔ)（CSE）能力、項目設(shè)計階段的軟件工程軟件管理（SEM）能力、項目實現(xiàn)階段的軟件系統(tǒng)與應(yīng)用（SSA）能力、項目運行階段的軟件工具軟件產(chǎn)品（STP）能力，非專業(yè)技能素質(zhì)的數(shù)學(xué)工程職業(yè)基礎(chǔ)（MEP）能力和基本素質(zhì)（BAS）貫穿這個項目的CDIO模式過程。CDIO模式下的軟件工程專業(yè)綜合能力素質(zhì)分解如圖1所示。

3 基于專業(yè)綜合能力素質(zhì)分解的軟件工程專業(yè)課程體系模型

專業(yè)人才的培養(yǎng)要體現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則?？茖W(xué)認(rèn)識和分析知識、能力、素質(zhì)的辨證關(guān)系，以“知識是基礎(chǔ)、是載體，能力是知識的綜合體現(xiàn)，素質(zhì)是知識和能力的升華”先進(jìn)理念為指導(dǎo)思想，要設(shè)計適當(dāng)?shù)闹R為載體，實施素質(zhì)和能力培養(yǎng)；設(shè)計適當(dāng)?shù)闹R群構(gòu)成知識體系，要強化知識體系的設(shè)計與建設(shè)，使專業(yè)教育內(nèi)容的每一個教學(xué)模塊構(gòu)成一個以知識體系為載體，實施素質(zhì)和能力培養(yǎng)有效的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

3.1 課程體系開發(fā)思路

課程體系是達(dá)成人才培養(yǎng)目標(biāo)的有力支撐，科學(xué)合理的課程體系會促成高端技能型人才的培養(yǎng)。根據(jù)專業(yè)綜合能力素質(zhì)分解的結(jié)果，基于CDIO 的軟件工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建原則從以下幾方面進(jìn)行考慮：

1） 充分發(fā)揮工程性的專業(yè)特點，基于CDIO培養(yǎng)大綱設(shè)置課程體系，實現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)零距離接軌。

2） 注重公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程的課程設(shè)置， 借助當(dāng)前主流的軟件開發(fā)平臺，做到軟件開發(fā)語言和技術(shù)四年不斷線。

強調(diào)學(xué)生工程性、技術(shù)性、實用性、系統(tǒng)性、綜合性、復(fù)合型和適應(yīng)軟件工作流程等素質(zhì)的培養(yǎng)，實現(xiàn)“熟悉軟件工程技能、更完整的系統(tǒng)級認(rèn)識、掌握某一方向的軟件設(shè)計開發(fā)技術(shù)和適應(yīng)軟件企業(yè)的英語加計算機能力”四個目標(biāo)。在這一階段中，綜合考慮主干專業(yè)課程和特色課程的設(shè)置，全面考慮課程之間的關(guān)聯(lián)，強調(diào)統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一規(guī)劃。

3） 結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點，根據(jù)軟件的新興技術(shù)和行業(yè)軟件的發(fā)展需要設(shè)置專業(yè)選修課， 形成獨特的教育內(nèi)容、教育途徑和教育體系。

4） 遵循軟件行業(yè)的先進(jìn)性、靈活性、工程性原則。

3.2 模塊化平臺課程體系框架

按照頂層設(shè)計的方法，軟件工程專業(yè)教育內(nèi)容由普通教育內(nèi)容、專業(yè)教育內(nèi)容和綜合教育內(nèi)容三個類別，公共基礎(chǔ)（通識教育、基本素質(zhì)）課程平臺、學(xué)科及專業(yè)基礎(chǔ)課程平臺、專業(yè)（核心）課程平臺、專業(yè)拓展（選修）課程平臺、集中實踐教學(xué)項目平臺等五個平臺及13個教學(xué)模塊構(gòu)成：

普通教育內(nèi)容包括：①人文社會科學(xué)，②自然科學(xué)，③外語，④體育，⑤實踐訓(xùn)練等教學(xué)模塊。

專業(yè)教育內(nèi)容包括：①本學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)，②專業(yè)核心，③專業(yè)方向，④專業(yè)實踐訓(xùn)練等教學(xué)模塊。

綜合教育內(nèi)容包括：①思想教育，②學(xué)術(shù)與科技活動，③文體活動，④自選活動等教學(xué)模塊。

課程體系中五大教學(xué)平臺之間的關(guān)系如圖2所示。

各平臺的內(nèi)容包括：

1）公共基礎(chǔ)課程平臺

該平臺是依據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)格而設(shè)置的，包括較寬廣的基礎(chǔ)課程、通用課程。包括英語、政治理論課、德育和體育、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等。側(cè)重培養(yǎng)基本素質(zhì)、職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)道德。主要課程有思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”、馬克思主義基本原理、中國近代史綱要、大學(xué)英語、體育與健康、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)語文等課程。

2）學(xué)科及專業(yè)基礎(chǔ)課程平臺

該平臺是依據(jù)軟件工程學(xué)科來設(shè)置課程，側(cè)重于軟件工程中的專業(yè)技術(shù)。包括軟件基礎(chǔ)課程群、硬件基礎(chǔ)課程群和理論基礎(chǔ)課程群等，主干課程包括順序開設(shè)的程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、工程數(shù)學(xué)等課程。

3）專業(yè)（核心）課程平臺

該平臺是依據(jù)人才培養(yǎng)主線而設(shè)置課程，主要培養(yǎng)學(xué)生面向軟件開發(fā)崗位群的應(yīng)用能力，并為其解決實際應(yīng)用問題打下堅實的理論基礎(chǔ)。主要包括以下順序開設(shè)的課程：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、建模課程、系統(tǒng)開發(fā)、軟件工程、項目管理、軟件質(zhì)量保證、計算機網(wǎng)絡(luò)等。

4）專業(yè)拓展（選修）課程平臺

該平臺是依據(jù)應(yīng)用型本科定位而設(shè)置的?？紤]到計算機應(yīng)用型人才在知識結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有知識面寬、基礎(chǔ)扎實、應(yīng)用性強的特點，在該課程平臺上設(shè)置的課程具有學(xué)科知識面寬；理論深度稍低，學(xué)科知識在應(yīng)用有針對性，共設(shè)計了職業(yè)素質(zhì)、軟件體系、行業(yè)軟件應(yīng)用、游戲軟件等模塊，設(shè)置了如下課程：國際軟件工程師職業(yè)道德、軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件項目管理、物流信息技術(shù)、大宗商品交易系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、RIA編程技術(shù)、游戲腳本編程、3DMAX建模制作、心理學(xué)、Flash動畫制作、中國文化史等。

5）實踐教學(xué)項目平臺

4 人才培養(yǎng)評估

CDIO 模式下的軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式以提高學(xué)生工程實踐能力為本，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團(tuán)隊能力和工程系統(tǒng)能力。在CDIO工程教育模式中，參照 CDIO 標(biāo)準(zhǔn)11，采用多元化過程式的模式評估學(xué)生的軟件工程能力和職業(yè)素養(yǎng)。其中，工程能力主要從軟件開發(fā)與實現(xiàn)、軟件測試與質(zhì)量保證、軟件建模、軟件開發(fā)過程管理、軟件方法、文檔寫作和英文閱讀寫作能力等方面進(jìn)行評估；職業(yè)素養(yǎng)主要從職業(yè)道德、職業(yè)素質(zhì)、主動學(xué)習(xí)能力、行業(yè)知識技術(shù)和團(tuán)隊合作能力等方面進(jìn)行評估。評估采用理論考核、實踐考核、大作業(yè)和小組評價等方式。理論考核主要考查學(xué)生對軟件工程基礎(chǔ)知識的掌握程度，實踐考核主要考查學(xué)生的工程系統(tǒng)能力，大作業(yè)主要考查學(xué)生對項目工程的理解和掌控程度，小組評價主要考查學(xué)生的團(tuán)隊合作能力。這種多種方式結(jié)合的考核模式能夠比較全面有效地反映學(xué)生的工程構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行各個階段的情況，促進(jìn)學(xué)生全方位發(fā)展。

5 結(jié)束語

基于CDIO 的軟件工程專業(yè)課程體系符合軟件工程專業(yè)的工程性和學(xué)科性的特點，圍繞軟件工程基礎(chǔ)知識、軟件管理能力、軟件系統(tǒng)與應(yīng)用能力和軟件工具和產(chǎn)品能力四個方面開展工作，創(chuàng)新了人才培養(yǎng)模式，加強了軟件開發(fā)技術(shù)和工程方面的課程教學(xué)，這些課程通常都能使學(xué)生擁有自己的作品，教學(xué)效果良好。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)無疑是與企業(yè)無縫連接最好的渠道，通過設(shè)置多種方式的實踐教學(xué)，使學(xué)生真實的接觸企業(yè)項目，按照企業(yè)要求模擬軟件開發(fā)流程，在畢業(yè)設(shè)計完成后，學(xué)生的實踐動手能力達(dá)到企業(yè)要求。真正做到了“技術(shù)基礎(chǔ)厚、應(yīng)用能力強、綜合素質(zhì)高”，這是CDIO教育模式的本土化，為促進(jìn)工程教育模式的改革和創(chuàng)新、卓越工程師的培養(yǎng)和現(xiàn)代職教體系的建設(shè)提供借鑒。

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