以CDIO為導(dǎo)向的計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革探索

李貫峰 劉平

摘要：畢業(yè)設(shè)計是高校本科教育中的重要實踐環(huán)節(jié)。為提升計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，以CDIO工程理念為導(dǎo)向，分別從設(shè)計選題模式、實施過程、校企合作以及畢業(yè)設(shè)計評價等幾個方面提出了應(yīng)對措施。實現(xiàn)提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和業(yè)務(wù)水平，推動畢業(yè)設(shè)計教學(xué)與產(chǎn)業(yè)需求的良性銜接。

關(guān)鍵詞：CDIO;畢業(yè)設(shè)計;計算機專業(yè);教學(xué)改革

中圖分類號：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）32-0137-02

計算機專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計是實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生運用本學(xué)科的基本理論和知識，提高分析和解決實際問題能力的重要途徑，也是對學(xué)生業(yè)務(wù)能力和專業(yè)素質(zhì)的全面檢查。畢業(yè)設(shè)計是衡量高校教育質(zhì)量和辦學(xué)水平的一項重要評價內(nèi)容。近年來，隨著高校的大量擴招，師資力量嚴(yán)重不足，同時學(xué)生面臨實習(xí)、求職和深造等諸多現(xiàn)實問題，本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量質(zhì)量下降已經(jīng)成為當(dāng)下本科畢業(yè)設(shè)計中的普遍現(xiàn)象。

CDIO理論基礎(chǔ)來源于認(rèn)知心理學(xué)派的建構(gòu)主義（constructivism）思想，強調(diào)知識需借助他人的幫助，通過人際協(xié)助活動，依據(jù)自身已有的知識和經(jīng)驗主動的加以建構(gòu)。CDIO所代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）4個環(huán)節(jié)是企業(yè)在真實社會環(huán)境中的產(chǎn)品開發(fā)流程。它以從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[1]。實施CDIO教育模式需要學(xué)校、社會和產(chǎn)業(yè)密切合作，需要學(xué)校各個環(huán)節(jié)、各個部門積極配合，需要方案設(shè)計、實施、評估等一系列的具體環(huán)節(jié)，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程[2]。

本文借鑒CDIO教育理念，以培養(yǎng)具有扎實的工程基礎(chǔ)知識、創(chuàng)造性應(yīng)用能力、良好的團(tuán)隊合作精神、工程系統(tǒng)實踐素養(yǎng)的應(yīng)用型人才為教學(xué)目標(biāo)，對計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式進(jìn)行了系統(tǒng)化，工程化的改革。

一、計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題

由于諸多現(xiàn)實問題，使得當(dāng)下計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了一些亟待解決的問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.專業(yè)基礎(chǔ)知識的整體把握不夠，缺乏系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，科研思維和獨立解決問題能力不足，知識串聯(lián)和綜合技能應(yīng)用能力欠缺。多數(shù)軟件功能不完善，論文寫作內(nèi)容空洞，重點不突出，格式不規(guī)范。

2.多數(shù)學(xué)生認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計時間安排不合理，項目不能在充裕的時間內(nèi)完成，加之學(xué)生外出找工作、考研、實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計時間部分重疊，畢業(yè)生關(guān)注重心轉(zhuǎn)移，學(xué)生普遍忽視了畢業(yè)設(shè)計，真正用在畢業(yè)設(shè)計上的時間大大縮水。項目進(jìn)度偏慢，難以實現(xiàn)預(yù)期的畢業(yè)設(shè)計效果。

3.學(xué)生在認(rèn)識上存在誤區(qū)，思想上不重視

近年來，受高校擴招和教育產(chǎn)業(yè)化等社會大環(huán)境的影響，學(xué)生在思想上對畢業(yè)設(shè)計不夠重視。一些學(xué)生認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計只要能合格就行，從而忽視畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，甚至有的同學(xué)認(rèn)為從網(wǎng)上下載代碼和論文就可以過關(guān)或者直接把上一屆同學(xué)的畢業(yè)成果拿來上交，加之畢業(yè)設(shè)計過程中監(jiān)管不力，使得抄襲現(xiàn)象時有發(fā)生。

4.畢業(yè)設(shè)計的題目具有局限性，選題不合理，學(xué)生缺乏主觀能動性

目前，絕大多數(shù)設(shè)計（論文）題目由指導(dǎo)教師給定，并非根據(jù)學(xué)生個人興趣、愛好和特點來選定，學(xué)生往往只是按教師的指導(dǎo)查閱部分資料，然后根據(jù)教師的設(shè)計或方法完成后續(xù)工作，因而畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中缺乏學(xué)生本人的創(chuàng)新性思考。

5.指導(dǎo)老師傾向放寬要求，畢業(yè)答辯流于形式

因為師資力量嚴(yán)重不足，教師的教學(xué)和科研任務(wù)重，造成教師在畢業(yè)設(shè)計的投入上力不從心。另外教師不希望看到學(xué)生因畢業(yè)設(shè)計（論文）不合格而影響就業(yè)，所以對畢業(yè)設(shè)計（論文）的答辯檢查就相對放松，沒有嚴(yán)格要求，幾乎沒有學(xué)生因畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量不合格而推遲畢業(yè)，這無形中致使學(xué)生對此項教學(xué)環(huán)節(jié)不夠重視。加之學(xué)校在制度上對答辯的監(jiān)督不夠，在畢業(yè)設(shè)計的過程中缺乏有效的管理，造成了答辯過程流于形式，未達(dá)到真正的檢驗?zāi)康摹?/p>

二、構(gòu)建基于 CDIO 工程理念的畢業(yè)設(shè)計模式

為了解決畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)普遍存在的一些問題，縮小企業(yè)用人要求與計算機專業(yè)人才培養(yǎng)之間的差距，更好地實現(xiàn)工程教育改革目標(biāo)，以CDIO能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，按照構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行4個環(huán)節(jié)進(jìn)行計算機畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革，保證畢業(yè)設(shè)計改革的合理性和科學(xué)性。

1.結(jié)合工程需求，明確設(shè)計任務(wù)，構(gòu)思實施方案

改變目前的“導(dǎo)師命題-學(xué)生選題”畢業(yè)設(shè)計模式，充分強調(diào)整個畢業(yè)設(shè)計過程中以學(xué)生為主體的理念。畢業(yè)設(shè)計題目的確定是一個復(fù)雜的過程，畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)置應(yīng)具有一定的工程性、實踐性和創(chuàng)新性。一方面題目應(yīng)反映學(xué)生專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。另一方面要體現(xiàn)出計算機專業(yè)的工程背景的特點，結(jié)合學(xué)生本科階段學(xué)習(xí)的主要課程。學(xué)生可以根據(jù)他們在企業(yè)實習(xí)中發(fā)現(xiàn)的工程實際問題進(jìn)行研究，也可以根據(jù)企業(yè)工程師或校內(nèi)指導(dǎo)教師的相關(guān)科研項目進(jìn)行研究。選擇具有實際應(yīng)用價值和明確工程背景的題目作為畢業(yè)設(shè)計題目，選題源于生產(chǎn)實際現(xiàn)場，其目的在于培養(yǎng)和加強學(xué)生的綜合工程能力。畢業(yè)論文選題過程采取項目申報、立項的形式進(jìn)行，學(xué)生打算參加哪個項目，小組成員要共同協(xié)作寫出項目申請書。確定具有應(yīng)用價值和明確工程背景的題目作為畢業(yè)設(shè)計題目，不但可以提高學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的積極性，而且有助于學(xué)生勝任未來相關(guān)技術(shù)崗位工作。學(xué)生在明確設(shè)計任務(wù)后，構(gòu)思實施方案，同時指導(dǎo)教師要對方案進(jìn)行審核，讓學(xué)生修改完善。方案確定后要進(jìn)行任務(wù)分解，制訂相應(yīng)的工作進(jìn)度。

2.綜合運用專業(yè)知識，倡導(dǎo)團(tuán)隊合作，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力

由于學(xué)生在相關(guān)課程的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握計算機軟、硬件系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)理論和方法，而分析和設(shè)計是計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計過程中的關(guān)鍵過程。因此，該階段的任務(wù)是集中完成具體的設(shè)計，即描述實現(xiàn)設(shè)計的計劃、需求、流程以及算法。計算機軟件的設(shè)計不僅僅是可行性分析、需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計等基本過程，還需要確定系統(tǒng)中功能模塊的范圍、定義和功能設(shè)計等細(xì)節(jié)。由于課題小組成員各自分工不同，需要團(tuán)隊成員經(jīng)常溝通、討論。遇到困難問題，團(tuán)隊成員應(yīng)該在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下尋找解決問題的途徑。在畢業(yè)設(shè)計過程中學(xué)生遵從CDIO工程理念，以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)知識。設(shè)計階段應(yīng)完成系統(tǒng)的體系架構(gòu)、功能模塊的劃分、接口的規(guī)范設(shè)計、開發(fā)工具的使用說明等任務(wù)，并提交相關(guān)設(shè)計說明書等資料。

3.加強過程監(jiān)控，利用校企聯(lián)合的形式提升學(xué)生的工程素養(yǎng)

項目的實現(xiàn)、運作實現(xiàn)階段，即把設(shè)計的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實際的軟、硬件系統(tǒng)，包括編碼、調(diào)試、測試等過程。在編碼階段主要是讓學(xué)生養(yǎng)成好的開發(fā)習(xí)慣，保證代碼的結(jié)構(gòu)化、可讀性和可移植性;及時進(jìn)行模塊測試，寫出測試計劃，提交測試分析報告。此外，這一階段教師還要做好畢業(yè)設(shè)計評估工作中對畢業(yè)設(shè)計工作的中期檢查，完成中期報告。除了闡述設(shè)計思路、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)外，教師還要參照任務(wù)書檢查已完成的任務(wù)、尚需完成的任務(wù)、存在的問題、解決方法等，同時對畢業(yè)設(shè)計工作進(jìn)度給予評價。教師通過中期檢查及時發(fā)現(xiàn)并糾正存在的問題，督促學(xué)生按任務(wù)書中的要求和時間進(jìn)度完成工作[3]。

中國的工科高校大多是關(guān)門辦學(xué)，缺乏與產(chǎn)業(yè)和社會的溝通互動，這樣的工程教育難以滿足產(chǎn)業(yè)需求。培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的是為了服務(wù)于實踐和生產(chǎn)。為了加強學(xué)生解決實際工程問題的能力，學(xué)校要考慮學(xué)生就業(yè)實際，促進(jìn)校企合作，探索“走出去”（送學(xué)生到企業(yè)實習(xí)）和“請進(jìn)來”（聘請崗位一線人員為指導(dǎo)教師）相結(jié)合的新路子。企業(yè)為學(xué)生提供了實習(xí)和就業(yè)的機會，學(xué)生在實習(xí)階段可一邊學(xué)習(xí)，一邊進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計和論文的撰寫?，F(xiàn)在大部分學(xué)校都采用“3+1”的教學(xué)模式，即學(xué)生在學(xué)校進(jìn)行3年的理論學(xué)習(xí)加1年的實踐學(xué)習(xí)。學(xué)生在第七學(xué)期就到實習(xí)企業(yè)，熟悉工作環(huán)境，適應(yīng)崗位需求，盡快勝任工作。另外，通過聘請企業(yè)的工程師擔(dān)任畢業(yè)設(shè)計的副導(dǎo)師，對學(xué)生進(jìn)行工程實戰(zhàn)的培訓(xùn)，從工程師的寶貴經(jīng)驗中得到啟示。通過對企業(yè)的管理程序、生產(chǎn)流程等方面的研究，提高了學(xué)生的工程素養(yǎng)、業(yè)務(wù)技術(shù)和社交能力。

4.制定科學(xué)的的評價體系，完善各項規(guī)章制度

評價標(biāo)準(zhǔn)是實施CDIO的關(guān)鍵，根據(jù)CDIO工程理念對學(xué)生的要求，對畢業(yè)設(shè)計教學(xué)的評價應(yīng)從專業(yè)技術(shù)知識、創(chuàng)新能力、實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力4個方面進(jìn)行，通過制訂多元化、多層次、可供組合的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)，實現(xiàn)科學(xué)合理的評價模式。評價不能像傳統(tǒng)評價模式，只集中在畢業(yè)設(shè)計答辯環(huán)節(jié)，應(yīng)該體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計的多個方面，貫穿整個畢業(yè)設(shè)計過程中，突出階段性的特點。引人CDIO模型后，評價的功能應(yīng)由側(cè)重成績“優(yōu)差”轉(zhuǎn)向側(cè)重包括品德、興趣、特長、能力等學(xué)生的個性特點，力求知識與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，突出對學(xué)生的工程意識建立、工程實踐能力和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的評價。

完善的畢業(yè)設(shè)計過程管理和健全的規(guī)章制度是提升畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的保障和必要條件。首先，學(xué)校通過制定統(tǒng)一的規(guī)章制度，在管理者、指導(dǎo)教師和學(xué)生中形成工作規(guī)范和約束機制。這些規(guī)章制度要包括畢業(yè)設(shè)計基本要求、過程管理和監(jiān)控等具體內(nèi)容，明確對指導(dǎo)教師和學(xué)生的基本要求，規(guī)范畢業(yè)設(shè)計過程中任務(wù)書、開題報告、中期檢查報告和論文的格式。學(xué)校要結(jié)合專業(yè)特點，組織相關(guān)專家制定合理的開題、畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)、答辯程序及考核工作條例等，并依據(jù)畢業(yè)設(shè)計工作流程建立網(wǎng)絡(luò)化管理、實時跟蹤過程管理，使整個畢業(yè)環(huán)節(jié)的過程管理有章可循。其次，學(xué)校要成立專門的畢業(yè)設(shè)計工作委員會并聘請經(jīng)驗豐富的退休教授成立學(xué)院畢業(yè)設(shè)計督導(dǎo)組，通過抽查措施形成監(jiān)督機制，對畢業(yè)過程每個階段的工作進(jìn)行監(jiān)督檢查。各階段檢查的主要內(nèi)容如下：前期檢查學(xué)生的選題是否合理，審查任務(wù)書填寫是否規(guī)范，落實學(xué)生的開題工作情況，了解課題研究所需的條件是否具備;中期主要檢查學(xué)生執(zhí)行情況、畢業(yè)設(shè)計的記錄情況、畢業(yè)設(shè)計的工作進(jìn)度及畢業(yè)設(shè)計工作中存在的困難;后期主要檢查畢業(yè)設(shè)計任務(wù)完成的情況，審查各階段提交的文檔是否完整規(guī)范，畢業(yè)設(shè)計成績評定是否合理。通過畢業(yè)設(shè)計督導(dǎo)組評價、學(xué)生對設(shè)計畢業(yè)工作的反饋等機制，將畢業(yè)教學(xué)方法的改進(jìn)和教學(xué)效果的提高落到實處。通過各種教學(xué)獎勵、學(xué)生綜合測評等措施形成激勵機制。按照不同階段不同權(quán)重進(jìn)行全面考核評價，對學(xué)生以及指導(dǎo)教師分別進(jìn)行表揚、獎勵，這樣可激勵廣大師生更為重視畢業(yè)設(shè)計。

三、結(jié)束語

畢業(yè)設(shè)計是一項綜合性的訓(xùn)練，本文在面對計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中存在的問題，以CDIO工程理念為導(dǎo)向，提出解決問題的路徑。按照構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行4個環(huán)節(jié)進(jìn)行計算機畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革，同時加大對畢業(yè)設(shè)計過程的監(jiān)督和檢查力度，提高計算機專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李貫峰，李萍，秦飛舟.融入CDIO理念的計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計[J].計算機教育，2014，（8）：22-26.

（責(zé)任編輯：劉翠枝）