本科計算機(jī)類專業(yè)CDIO培養(yǎng)模式的研究

韋良芬，王 樂

(1.安徽三聯(lián)學(xué)院 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，合肥 230601;2.東北師范大學(xué) 信息化管理與規(guī)劃辦公室，長春 130024)

工程技術(shù)水平的進(jìn)步直接推動著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而工程技術(shù)人才的培養(yǎng)對工程技術(shù)水平和發(fā)展速度都起著決定性的作用。因此，世界各國都非常重視工程教育，并趨于一致的認(rèn)為培養(yǎng)現(xiàn)代工程師是高等教育的軸心［1］。但我國的高等工程教育明顯不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，培養(yǎng)的工程技術(shù)人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的要求。就其原因主要是我國一直沒有找到有效的實踐教學(xué)模式及方法，教學(xué)中通常只重視知識學(xué)習(xí)而忽略了開拓創(chuàng)新思維的培養(yǎng)、只強(qiáng)調(diào)個人學(xué)術(shù)能力的提高而忽略了團(tuán)隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。我國培養(yǎng)的工程技術(shù)人才中大部分不能適應(yīng)國際化公司的公司的工作，因此，在高等教育中接受project和團(tuán)隊工作的實際訓(xùn)練，培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師是我國高等工科教育所面臨的迫切任務(wù)。

CDIO是指構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)。CDIO教育理念強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行為周期，讓學(xué)生能夠主動的體驗、實踐和熟悉真正的工程［4］，國內(nèi)外的經(jīng)驗表明該教育理念是先進(jìn)可行的，是系統(tǒng)培養(yǎng)工科學(xué)生工程技術(shù)能力的有效方法。因此，根據(jù)計算機(jī)類專業(yè)的特點及現(xiàn)狀，應(yīng)用CDIO教育理念為導(dǎo)向，實施基于工程項目的實踐教學(xué)模式，讓學(xué)生“學(xué)中做”、“做中學(xué)”對培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)及創(chuàng)新型人才將起著積極的作用。

1 計算機(jī)類專業(yè)實踐教學(xué)現(xiàn)狀

重視實踐教學(xué)已經(jīng)成為高等教育的共識。但是對于大多數(shù)高校來說，重視實踐教學(xué)就是增加實踐教學(xué)時間和實踐環(huán)節(jié)，相應(yīng)的也就壓縮了理論教學(xué)的時間和內(nèi)容。當(dāng)前高校計算機(jī)類專業(yè)的實踐教學(xué)形式已經(jīng)非常豐富，通常有:與理論同步的基礎(chǔ)實驗、校內(nèi)外實習(xí)、課程設(shè)計、實習(xí)項目、畢業(yè)設(shè)計、參加各種技能競賽等等。實踐環(huán)節(jié)非常豐富，實踐時間也不少，但卻沒起到應(yīng)有的教學(xué)效果，就其原因是當(dāng)前的實踐教學(xué)主要存在如下問題:

(1)實驗環(huán)節(jié)的開設(shè)沒有充分考慮專業(yè)課程特點及各課程之間的縱向聯(lián)系，實踐環(huán)節(jié)相互孤立，沒有形成循序漸進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的實踐教學(xué)體系，致使學(xué)生“只見樹木，不見森林”，沒有整體的項目思路;

(2)決策理念與執(zhí)行情況不統(tǒng)一，決策落實情況差;

(3)沒有給每個實驗環(huán)節(jié)提供合適的實驗環(huán)境及場所，致使實踐過程得不到保障，難以得到滿意的實踐結(jié)果;

(4)人才培養(yǎng)模式單一，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法陳舊;

(5)面向?qū)嶋H的工程訓(xùn)練不足，實踐內(nèi)容與企業(yè)需求嚴(yán)重脫節(jié);

(6)教師本身缺乏工程實踐經(jīng)驗與能力，嚴(yán)重影響工程教育質(zhì)量的提高。

在這些因素及背景的影響下，很多實踐環(huán)節(jié)流于形式，使得學(xué)生花費(fèi)了大量的時間進(jìn)行實踐學(xué)習(xí)，結(jié)果畢業(yè)時既不了解真正的項目案例，也不知道項目開發(fā)流程，實踐技能非常薄弱;另外還由于實踐教學(xué)占用了大量的學(xué)時而影響了理論教學(xué)，致使理論基礎(chǔ)不扎實，這些都嚴(yán)重的影響了工程技術(shù)型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。因此，聯(lián)系企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，改善實踐教學(xué)模式是工程教育中最重要的研究內(nèi)容之一。

在工程型人才培養(yǎng)中，實踐教學(xué)和理論教學(xué)一樣，需要循序漸進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣的體系。實驗環(huán)節(jié)的安排不僅要考慮專業(yè)特色、課程特色、課程間的聯(lián)系、實踐形式等，還需要從知識掌握，技能訓(xùn)練，課程綜合設(shè)計，課程間綜合設(shè)計，工程理念培養(yǎng)，創(chuàng)新性思維引導(dǎo)等角度考慮，讓學(xué)生在不知不覺中掌握工程理念。因此，基于CDIO教育理念，構(gòu)建一個合理的工程型實踐教學(xué)模式，讓學(xué)生在實踐中體驗崗位角色，了解企業(yè)化管理方式，是培養(yǎng)合格的工程技術(shù)型人才的有效方法和手段。

2 CDIO教學(xué)模式的構(gòu)建

CDIO培養(yǎng)大綱將工程型畢業(yè)生的能力分為:工程基礎(chǔ)知識、個人能力、團(tuán)隊合作能力和工程系統(tǒng)開發(fā)能力四個層面。CDIO培養(yǎng)大綱強(qiáng)調(diào)的是以綜合的培養(yǎng)模式讓學(xué)生在這四個層面上達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)［5］。根據(jù)我國高校當(dāng)前的現(xiàn)狀，實現(xiàn)工程教學(xué)，將CDIO培養(yǎng)模式應(yīng)用在實際教學(xué)中，還存在如下問題:

(1)學(xué)校對企業(yè)的實際人才需求不夠了解、缺乏企業(yè)實際項目案例，無法根據(jù)社會需求快速更新課程體系;

(2)大多數(shù)教師一直在教育領(lǐng)域工作，習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)，缺少實際的工程經(jīng)驗，解決企業(yè)實際問題存在困難，因此不能很好的運(yùn)用工程理念進(jìn)行教學(xué)。

(3)學(xué)校無法提供工程實踐場所，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)工程理念解決問題的同時，培養(yǎng)其團(tuán)隊協(xié)作精神并了解企業(yè)文化，實現(xiàn)角色轉(zhuǎn)換。

鑒于這些問題，深入開展校企合作，并構(gòu)建與之相適應(yīng)的課程體系，是有效推廣CDIO工程教育模式的有效途徑。

(1)校企合作模式的構(gòu)建

圖1 校企合作培養(yǎng)模式

高校目前的教學(xué)體制及條件很難滿足CDIO工程教育模式的教學(xué)需求，構(gòu)建合理的校企合作模式，充分利用企業(yè)的項目案例及實踐型人才，以及企業(yè)在項目管理方面的豐富資源和經(jīng)驗，才能更好的實施CDIO工程教育，培養(yǎng)合格的工程人才，從而起到校企雙贏的目的。

按照中軟國際的“5R”(5個Real)校企合作培養(yǎng)理念，即真實的企業(yè)環(huán)境、真實的項目經(jīng)理、真實的項目案例、真實的工作壓力、真實的就業(yè)機(jī)會［6］。學(xué)校和企業(yè)進(jìn)行全方位的合作，構(gòu)建如圖1所示的校企合作培養(yǎng)模式。

在這樣的校企合作模式中，學(xué)校和企業(yè)的合作主要分為三個方面，第一，企業(yè)對一些已經(jīng)成功的項目案例進(jìn)行提煉和整理，并提出相關(guān)教學(xué)要求，學(xué)校根據(jù)企業(yè)的案例和要求對培養(yǎng)計劃、實驗大綱和教學(xué)大綱進(jìn)行修改，從而為工程教學(xué)形成理論依據(jù);第二，企業(yè)派遣資深工程師到高校執(zhí)教，同時為高校教師提供工程培訓(xùn)崗位;第三，企業(yè)給學(xué)生提供階段性實踐場所，讓學(xué)生進(jìn)入企業(yè)體驗項目開發(fā)過程。

在這樣的校企合作中，將課堂教學(xué)與工程實踐教學(xué)融為一體，讓學(xué)生能夠真實的體驗項目案例團(tuán)隊合作開發(fā)過程及工作環(huán)境，實現(xiàn)角色轉(zhuǎn)換，不僅能夠有效培養(yǎng)工程技術(shù)技能，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神及職業(yè)道德素養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后可以直接勝任企業(yè)的工作，而不需要企業(yè)再進(jìn)行崗前培訓(xùn)，起到了雙贏的目的。另外，在校企合作過程中，現(xiàn)有高校教師也能夠感受工程并接受工程培訓(xùn)，提高自身的工程理念及工程技術(shù)水平，從而使老師能夠更加勝任工程型人才模式的教學(xué)工作。

(2)課程體系的構(gòu)建

構(gòu)建合理的課程體系是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。課程體系是人才培養(yǎng)模式是否能夠落實的重要因素之一，也是人才培養(yǎng)質(zhì)量的決定因素。圖2是安徽三聯(lián)學(xué)院基于CDIO模式構(gòu)建的的工程型人才培養(yǎng)模式的課程體系結(jié)構(gòu)。

該體系結(jié)構(gòu)中將整個教學(xué)分為三個階段，即基礎(chǔ)教學(xué)階段、專業(yè)培養(yǎng)階段和畢業(yè)設(shè)計綜合實踐階段。在第一階段的基礎(chǔ)通識模塊中，主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課及素質(zhì)教育類課程;第二階段主要任務(wù)是進(jìn)行專業(yè)技能的培養(yǎng)，將專業(yè)課進(jìn)行模塊劃分，有針對性的進(jìn)行一個模塊一個模塊的學(xué)習(xí)，一個模塊學(xué)習(xí)完了再學(xué)習(xí)另一個模塊，每個模塊的相關(guān)課程集中開課，在同一階段內(nèi)主攻一個模塊，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)非常明確，學(xué)習(xí)效果能夠很快得到體現(xiàn)，因此可以有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和積極性。但由于同一模塊中有些課程可能存在前后銜接問題，因而不能平行開設(shè)，所以課程開設(shè)時不再以一學(xué)期作為時間跨度，而是根據(jù)相關(guān)課程的特點確定開設(shè)周期并將一學(xué)期進(jìn)行階段劃分，合理安排。另外，這一階段每個模塊的教學(xué)中都會涉及到項目案例，這些項目案例的基本設(shè)計流程如圖3所示。

通過這一階段的培養(yǎng)，學(xué)生已經(jīng)具備了基本的項目理論和工作經(jīng)驗;第三階段進(jìn)入了頂崗實習(xí)階段，此時學(xué)生正式進(jìn)入公司參加項目工程，解決實際問題，承擔(dān)公司項目的實質(zhì)性崗位。為畢業(yè)后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

圖2 CDIO模式課程體系結(jié)構(gòu)

圖3 項目案例的基本設(shè)計流程

3 結(jié)語

基于CDIO理念工程型校企合作培養(yǎng)模式能夠讓學(xué)生直接體驗項目。學(xué)生在實踐學(xué)習(xí)中能夠多次體驗項目需求分析、項目設(shè)計、項目提交和項目驗收的全過程，因而能夠有效的樹立學(xué)生的工程理念;提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力;同時還能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。另外，該培養(yǎng)模式還能夠培養(yǎng)教師的工程技術(shù)水平，提高教師的工程教育技能，是培養(yǎng)雙師型的合格的高校教師的有效方法。

［1］宋旭明.構(gòu)思:21世紀(jì)大學(xué)生“計算機(jī)能力結(jié)構(gòu)”［J］.計算機(jī)教育，2009(5):10－12.

［2］陳洋 閆達(dá)遠(yuǎn).國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃實施的實踐與思考［J］.北京理工大學(xué)學(xué)報，2009(2):2.

［3］劉書華 張春生.高校計算機(jī)專業(yè)實驗教學(xué)改革實踐探索［J］.教育與職業(yè)，2010(5):165－166.

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

［5］雷霈.基于CDIO培養(yǎng)模式在計算機(jī)本科學(xué)生實踐教學(xué)中的改革研究［J］.信息與電腦，2013年02月:203－204.

［6］李竹林.基于CDIO教育理念的高校計算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)改革探討［J］.教育與職業(yè)，2012(20):127－128.