基于CDIO的軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)課程的改革

郭 威

基于CDIO的軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)課程的改革

郭 威

（鹽城師范學(xué)院 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇鹽城 224002）

綜合實(shí)訓(xùn)是軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的重要組成部分，其教學(xué)效果直接影響專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。鑒于傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模式存在的種種弊端，結(jié)合綜合實(shí)訓(xùn)課程的定位和培養(yǎng)目標(biāo)，引入CDIO工程教育模式，對軟件工程專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行改革，探索新的實(shí)訓(xùn)模式。實(shí)踐表明，新的實(shí)訓(xùn)模式能顯著提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，有利于高水平應(yīng)用型、工程型軟件人才的培養(yǎng)。

CDIO模式；軟件工程；工程教育；綜合實(shí)訓(xùn)

軟件工程是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程型專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)的效果直接影響專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，綜合實(shí)訓(xùn)作為整個(gè)實(shí)踐教學(xué)體系中承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力具有舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程化、系統(tǒng)化意識和綜合素質(zhì)與能力的提高。

CDIO是當(dāng)前國際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面效果顯著［1］。借鑒CDIO工程教育理念和標(biāo)準(zhǔn)，對軟件工程專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行改革與探索，革新傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教學(xué)思路和教學(xué)模式，對培養(yǎng)出符合產(chǎn)業(yè)需求的高水平應(yīng)用型、工程型軟件人才具有重要意義。

1 CDIO工程教育模式概述

CDIO是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的整個(gè)生命周期為載體，通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系系統(tǒng)地、有機(jī)地結(jié)合起來，學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式參與到課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)課程學(xué)習(xí)要與項(xiàng)目設(shè)計(jì)相聯(lián)系，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力［2］。

CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人與職業(yè)技能、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)［3］。CDIO不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，還提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)、完整的實(shí)施過程和嚴(yán)格的結(jié)果檢驗(yàn)的12條標(biāo)準(zhǔn)，具有很強(qiáng)的可操作性［4］。

2 綜合實(shí)訓(xùn)課程的定位與培養(yǎng)目標(biāo)

按照循序漸進(jìn)，由淺入深，逐層推進(jìn)的原則，鹽城師范學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院將軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系分為四個(gè)層次：課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。其中，綜合實(shí)訓(xùn)是以前期課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用多門相關(guān)課程（群）知識完成一個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，并作為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)演，是整個(gè)實(shí)踐教學(xué)體系中承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在軟件工程領(lǐng)域，軟件開發(fā)與軟件測試是目前兩個(gè)主流的就業(yè)方向，也是綜合實(shí)訓(xùn)課程訓(xùn)練的重點(diǎn)。軟件開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)要求以軟件生命周期為主線，綜合運(yùn)用程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、軟件工程、軟件項(xiàng)目管理等學(xué)科知識，嚴(yán)格遵守軟件開發(fā)的流程與規(guī)范，完成一個(gè)軟件項(xiàng)目的開發(fā)，最后提交軟件產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)文檔；軟件測試綜合實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生以軟件開發(fā)綜合實(shí)訓(xùn)所完成的軟件產(chǎn)品為被測對象，綜合運(yùn)用軟件測試與質(zhì)量保證、軟件測試流程與方法、測試框架與自動(dòng)化測試等學(xué)科知識，使用軟件測試的方法與技術(shù)，設(shè)計(jì)測試用例和測試腳本，完成被測軟件的功能測試與性能測試，生成測試報(bào)告，并對測試結(jié)果進(jìn)行分析。

綜合實(shí)訓(xùn)的培養(yǎng)目標(biāo)為：通過軟件開發(fā)與軟件測試項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，全面提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技術(shù)解決實(shí)際工程問題的素質(zhì)與能力，進(jìn)一步加深學(xué)生對工程化、系統(tǒng)化原則與方法的理解，為勝任現(xiàn)代軟件工程環(huán)境下高質(zhì)量軟件的開發(fā)、測試和維護(hù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 CDIO模式下課程改革與實(shí)踐

根據(jù)綜合實(shí)訓(xùn)課程的定位和培養(yǎng)目標(biāo)，借鑒和吸收CDIO工程教育理念和標(biāo)準(zhǔn)，按照“以CDIO培養(yǎng)大綱為指南、以項(xiàng)目為載體任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)”的原則，對我們綜合實(shí)訓(xùn)課程改革進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

3.1 全真模擬企業(yè)環(huán)境，實(shí)施一體化訓(xùn)練模式

軟件開發(fā)和軟件測試是綜合實(shí)訓(xùn)的主體內(nèi)容，傳統(tǒng)的訓(xùn)練模式將二者割裂開來，分兩個(gè)階段分別完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，這種方式?jīng)]有考慮軟件開發(fā)與軟件測試的內(nèi)在關(guān)聯(lián)與協(xié)同性，與企業(yè)真實(shí)環(huán)境也不相符合；并且由于兩個(gè)實(shí)訓(xùn)階段時(shí)間跨度較大，項(xiàng)目銜接性差，效率低下，實(shí)訓(xùn)效果也大打折扣；而在真實(shí)的企業(yè)環(huán)境中，軟件開發(fā)小組和軟件測試小組共同對同一個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)，各司其職，協(xié)同完成整個(gè)項(xiàng)目。

鑒于此，我們采取“全真模擬、同步協(xié)作、角色互換”的策略，實(shí)施軟件開發(fā)與軟件測試一體化的訓(xùn)練模式。具體地說，整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程完全模擬企業(yè)真實(shí)環(huán)境，將某個(gè)項(xiàng)目分配給由若干學(xué)生臨時(shí)組成的項(xiàng)目組，該項(xiàng)目組又細(xì)分為開發(fā)小組和測試小組，分別負(fù)責(zé)軟件的開發(fā)與測試工作；項(xiàng)目完成后，開發(fā)小組和測試小組角色互換，重做該項(xiàng)目。

實(shí)踐表明，一體化的訓(xùn)練模式能實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)與軟件測試的無縫銜接，學(xué)生能在更為真實(shí)的環(huán)境中參與整個(gè)項(xiàng)目過程，體驗(yàn)不同角色的職責(zé)范圍，并通過不同的角色轉(zhuǎn)換，使學(xué)生更深刻認(rèn)識到開發(fā)人員與測試人員協(xié)同合作對完成整個(gè)軟件項(xiàng)目的重要性。

3.2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，全面實(shí)踐CDIO

CDIO的核心就是企業(yè)與社會(huì)環(huán)境下的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作系統(tǒng)，它展示了一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)完整的開發(fā)過程，也體現(xiàn)了“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的精髓。從軟件開發(fā)與軟件測試的角度，無論是以軟件生命周期為主線的開發(fā)過程，還是以測試流程為主線的測試過程，無不體現(xiàn)著軟件產(chǎn)品從構(gòu)思到運(yùn)作的整個(gè)生產(chǎn)過程，與CDIO理念不謀而合。這里，我們以項(xiàng)目為載體、任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以CDIO方法論為指導(dǎo)，嚴(yán)格按照“構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作”四個(gè)不同階段來開展實(shí)訓(xùn)過程，以培養(yǎng)學(xué)生對產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的構(gòu)建能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程化意識。

CDIO與軟件開發(fā)、軟件測試過程的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 對應(yīng)關(guān)系表

3.3 分組互學(xué)互助，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

團(tuán)隊(duì)能力是CDIO大綱要求工程畢業(yè)生必備的一種能力，也是軟件企業(yè)非?？粗氐囊环N職業(yè)能力。在實(shí)際實(shí)訓(xùn)過程中，我們模擬企業(yè)真實(shí)環(huán)境，將所有學(xué)生分為若干項(xiàng)目組，每個(gè)項(xiàng)目組又細(xì)分為開發(fā)小組和測試小組，各小組由一名組長和若干名組員構(gòu)成。根據(jù)任務(wù)分工不同，每名學(xué)生都被賦予一定的角色，組員在組長的指揮協(xié)調(diào)下通力合作，共同完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。實(shí)踐表明，分組模式能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率，而且也營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，組員之間分工協(xié)作，互學(xué)互助，學(xué)生的溝通能力、協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識大為提升。

3.4 面向全體，務(wù)實(shí)勿虛，促進(jìn)共同進(jìn)步

綜合實(shí)訓(xùn)是一種典型的自主學(xué)習(xí)課程，學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下以小組為單位協(xié)作完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，但由于任務(wù)分工不合理、學(xué)生自制力差等原因，容易導(dǎo)致小組內(nèi)個(gè)別技術(shù)較好、自覺性高的學(xué)生承擔(dān)大部分甚至全部工作，而部分學(xué)生卻人浮于事，使團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作流于形式，不利于全體學(xué)生的共同進(jìn)步與提高。

為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，我們考慮在角色分配和任務(wù)分工時(shí)，盡量使學(xué)生都能承擔(dān)軟件設(shè)計(jì)、編碼、測試用例設(shè)計(jì)、腳本設(shè)計(jì)、測試實(shí)施等較為具體的工作，使學(xué)生通過具體的訓(xùn)練來提高專業(yè)技能，而對于需求分析、計(jì)劃制定、總結(jié)報(bào)告等相對較“虛”的工作則由組長帶領(lǐng)全體組員共同完成；同時(shí)，任務(wù)分工也充分考慮學(xué)生原有的技術(shù)基礎(chǔ)、興趣愛好和特長。這種分工方式在尊重學(xué)生個(gè)體意愿的基礎(chǔ)上使得每個(gè)人都有具體明確而又力所能及的任務(wù)分工，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)全體學(xué)生的共同進(jìn)步與提高。

3.5 實(shí)施多維度考評體系，注重過程考核和能力考核

考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的認(rèn)定和評價(jià)，良好的考核機(jī)制能對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正確的指引作用，促進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。在實(shí)訓(xùn)課程的考核上，我們以CDIO大綱要求的能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果并舉，實(shí)施多維度的考評機(jī)制，考評體系表如表2所示。

表2 多維度考評體系表

在表2所示的考評體系表中，每名學(xué)生的成績由平時(shí)成績、所在小組成績和個(gè)人成績?nèi)糠纸M成。其中，平時(shí)成績主要考評學(xué)生的職業(yè)態(tài)度與能力，小組成績主要考評學(xué)生所在小組的整體表現(xiàn)和工程實(shí)作能力，個(gè)人成績主要考評學(xué)生個(gè)體所承擔(dān)任務(wù)的完成質(zhì)量，且每項(xiàng)成績的考評方式也是多元的，力求做到公平、公正、合理。在小組內(nèi)部，同組學(xué)生的小組成績相同，但平時(shí)成績和個(gè)人成績各異，引導(dǎo)學(xué)生在努力完成各自任務(wù)的同時(shí)，重視組內(nèi)的協(xié)作互助，并通過各個(gè)個(gè)體的高質(zhì)量工作提高整個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作質(zhì)量。

實(shí)踐表明，該考評體系既重視最終學(xué)習(xí)成果的呈現(xiàn)也關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)；既重視團(tuán)隊(duì)整體的工作效率也關(guān)注學(xué)生個(gè)體在團(tuán)隊(duì)中的價(jià)值；既強(qiáng)調(diào)學(xué)生專業(yè)技能的訓(xùn)練和工程能力的培養(yǎng)也關(guān)注學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和個(gè)人能力的提高，有效避免了傳統(tǒng)評價(jià)方式只看結(jié)果不看過程、評價(jià)指標(biāo)單一化、評價(jià)結(jié)果趨同化的弊端。

4 結(jié)束語

綜合實(shí)訓(xùn)是軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力具有重要作用。為克服傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模式存在的不足，引入CDIO工程教育理念和標(biāo)準(zhǔn)，對軟件工程專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行改革，探索了新的實(shí)訓(xùn)模式。新模式以CDIO培養(yǎng)大綱為指南，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體、任務(wù)為驅(qū)動(dòng)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)過程，將學(xué)科知識、專業(yè)技能與工程實(shí)踐有效結(jié)合，強(qiáng)調(diào)知識應(yīng)用與拓展、技能訓(xùn)練與提高、工程實(shí)踐與實(shí)作、職業(yè)精神與素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作等能力的全方位、一體化的培養(yǎng)。實(shí)踐表明，新的實(shí)訓(xùn)模式能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，顯著提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，有利于培養(yǎng)出符合產(chǎn)業(yè)需求的高水平應(yīng)用型、工程型軟件人才。

［1］吳玉峰.基于CDIO模式的計(jì)算機(jī)本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式［J］.教育與職業(yè)，2013（17）：115－116.

［2］郭威.CDIO模式在“軟件體系結(jié)構(gòu)”課程中的探究與實(shí)踐［J］.中國電力教育，2010（24）：121－122.

［3］王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式—基于對CDIO課程大綱的解讀［J］.理工高教研究，2009，28（4）：116－119.

［4］查建中.論“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）：1－6，9.

Reform of Comprehensive Training on Software Engineering Based on CDIO

GUOWei
（College of Information Science and Technology，Yancheng Teachers University，Yancheng 224002，China）

Comprehensive training is an important part of software engineering practical teaching system，the teaching effect of which directly affects the cultivation quality of graduates.In view of the shortcomings of traditional training pattern，according to the curriculum orientation and cultivation goal，the CDIO engineering education pattern was introduced to reform and explore new trainingmode. Practice shows that the new trainingmode can significantly improve the students'engineering practice ability and the team cooperation ability，which is helpful for the cultivation of high level practical and project-based software talents.

CDIOmode；software engineering；engineering education；comprehensive training

G642.0；TP311.5

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.038

2013－11－14

鹽城師范學(xué)院教改基金資助項(xiàng)目“基于CDIO的工程型軟件人才培養(yǎng)模式研究”（12YCTCJY053）。

郭 威（1983－），男，博士研究生，講師，研究方向：軟件工程、數(shù)據(jù)挖掘。