“做中學，產(chǎn)學合作和國際化”工程教育改革戰(zhàn)略下的CDIO軟件人才培養(yǎng)模式

鄭小建， 王 興

(福建師范大學 軟件學院， 福州 350108)

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“做中學，產(chǎn)學合作和國際化”工程教育改革戰(zhàn)略下的CDIO軟件人才培養(yǎng)模式

鄭小建， 王 興

(福建師范大學 軟件學院， 福州 350108)

面對經(jīng)濟全球化新形勢下對創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)的迫切需求，福建師范大學軟件學院堅持開放辦學的理念，注重學生實踐能力和解決問題能力的培養(yǎng)，針對人才培養(yǎng)存在的問題，提出新的基于CDIO的軟件人才培養(yǎng)模式，取得良好的實踐效果。文章討論了工程人才培養(yǎng)過程中存在的問題，提出了新的解決方法和措施，展示了培養(yǎng)人才的應用情況，最后對學院多年來人才培養(yǎng)的成果和經(jīng)驗進行總結(jié)。

產(chǎn)學合作；國際化；工程教育；CDIO；人才培養(yǎng)

1 引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展，作為信息產(chǎn)業(yè)的核心，軟件產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，關(guān)系國家政治、經(jīng)濟和社會的安全。自1978年以來，軟件工程教育已從計算機專業(yè)的一門孤立課程發(fā)展成為新的一級學科，軟件工程人才的培養(yǎng)對軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著決定性的推動作用。

高素質(zhì)的軟件人才隊伍是軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件。探索如何提高學生的軟件項目實踐能力，積累學生的項目設(shè)計與開發(fā)經(jīng)驗，提升教學質(zhì)量和學生綜合能力等問題，對于研究軟件工程專業(yè)新型課程體系建設(shè)是一個重要課題[1]。為了應對經(jīng)濟全球化新形勢下的軟件產(chǎn)業(yè)對創(chuàng)新工程人才的大量需求,聯(lián)合國教科文組織產(chǎn)學合作教席提出了工程教育改革的三個戰(zhàn)略:“做中學”，“產(chǎn)學合作”，“國際化”。CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)、運作(Operate)4個英文單詞的縮寫，是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中體現(xiàn)，它以工程項目為載體，讓學生以主動實踐、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程[2,3]。

高校作為國家人才培養(yǎng)基地，需要在教學改革過程中不斷積累經(jīng)驗，因地制宜地探索和推進人才培養(yǎng)的有效途徑和辦法[3-5]。因此，福建師范大學軟件學院針對軟件產(chǎn)業(yè)的新形勢和要求，以國際化產(chǎn)學合作開放式人才培養(yǎng)模式改革為切入點，通過學習國外的先進的工程教育理念，在行業(yè)人員的幫助下，明確產(chǎn)業(yè)對學生知識、能力及素質(zhì)的要求和內(nèi)涵，在此基礎(chǔ)上制定人才培養(yǎng)方案，探索新的課程體系和培養(yǎng)模式，完善學生的知識結(jié)構(gòu)，提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

2 人才培養(yǎng)存在的問題

福建師范大學軟件學院自成立以來,堅持開放辦學,注重學生實踐能力和解決問題能力的培養(yǎng),但在培養(yǎng)學生過程中由于辦學歷史短、學科底子薄，缺乏具有工程實踐經(jīng)驗的教師隊伍，更缺乏來自實際應用的教學案例，嚴重影響了學生工程能力的培養(yǎng)。主要問題如下：

2.1 培養(yǎng)目標不具體，定位不清晰[6,7]。已有的培養(yǎng)目標特別是對能力和素質(zhì)的確定未得到產(chǎn)業(yè)界的支持和認可，只說明人才培養(yǎng)的總體要求和范圍，太過空泛，導致培養(yǎng)目標的設(shè)計脫離產(chǎn)業(yè)界的需求。

2.2 課程體系與專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)不適應[8]。已有理論體系主要注重學科知識的系統(tǒng)性和完整性，各門課程的內(nèi)容各自獨立，彼此關(guān)聯(lián)甚少，缺少與產(chǎn)業(yè)需求的最新技術(shù)和工程經(jīng)驗的關(guān)聯(lián)。實踐體系主要以實驗課為主，即使有綜合設(shè)計實驗，其案例大多也是閉門造車，缺少實際應用的背景知識，學生得不到真正的工程能力的訓練。專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)與理論教學和工程實踐基本獨立，效果不佳，甚至顧此失彼。

2.3 師資隊伍工程素質(zhì)不高。已有專任教師基本上都是從學校到學校，專業(yè)知識扎實，科研能力強，但缺乏企業(yè)工程項目的實踐經(jīng)驗，缺乏企業(yè)對人才要求的了解，無法傳授學生急需的工程經(jīng)驗，課程之間的獨立性，也造成教師之間的獨立性，教師各自為政，缺乏團隊精神，師資隊伍的培養(yǎng)模式已不適應創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的需要。

2.4 傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式缺乏產(chǎn)學研合作和國際化的協(xié)同培養(yǎng)環(huán)境[9]，這種封閉型的培養(yǎng)模式，一方面缺少企業(yè)參與人才培養(yǎng)的機制，使培養(yǎng)目標的制定、教學案例的制作、教師工程能力的培養(yǎng)得不到行業(yè)的支持；另一方面，培養(yǎng)的學生不具有國際眼光和視野，很難在不同地域與不同文化背景的人員共事。

2.5 傳統(tǒng)的教學模式注重理論知識的傳授與推理和證明能力訓練，忽視工程能力與素質(zhì)的培養(yǎng)。教師具有絕對的權(quán)威，主要采用演繹法教學，體現(xiàn)為教師的單純灌輸和學生的被動接受，缺少啟發(fā)式和案例式教學。傳統(tǒng)的課程考核模式主要由任課教師采用考試的方式來考評成績，著重考核學生知識的獲取程度，考核方式過于單一，對學生能力的評價既不合理也不客觀。

3 解決方法和措施

師大軟件學院以CDIO高等工程教育理論為指導，通過學習和借鑒國內(nèi)外先進高校的做法，面向軟件產(chǎn)業(yè)，與境外合作高校和知名IT企業(yè)進行協(xié)同合作，就人才培養(yǎng)目標、課程體系、師資隊伍建設(shè)、教學及課程考核模式改革等方面進行了深度的探索和實踐。

3.1 面向產(chǎn)業(yè)要求，強化目標內(nèi)涵建設(shè)，明確人才培養(yǎng)應以社會需求為導向，按照CDIO的能力標準逐步制定一個合格的軟件人才應該具有的知識、能力和素質(zhì)要求的人才培養(yǎng)規(guī)格。專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定應與軟件產(chǎn)業(yè)對學生素質(zhì)和能力的要求逐項掛鉤，軟件工程專業(yè)建設(shè)應與軟件產(chǎn)業(yè)緊密合作,培養(yǎng)規(guī)格的制定應與軟件產(chǎn)業(yè)對學生素質(zhì)和能力的要求逐項掛鉤，否則培養(yǎng)的學生將脫離產(chǎn)業(yè)界的需要,無法保障學生獲得應有的知識、技能和能力。該培養(yǎng)規(guī)格是在軟件行業(yè)用人單位、專業(yè)軟件培訓機構(gòu)和已畢業(yè)的校友指導和幫助下，通過多次的調(diào)研、座談、考察后制定的。其培養(yǎng)效果也得到了業(yè)界的肯定，近三年本專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)率都是100%。

該培養(yǎng)規(guī)格包括由10個知識領(lǐng)域組成的專業(yè)知識體系：數(shù)學與工程基礎(chǔ)、計算基礎(chǔ)、軟件分析與建模、軟件設(shè)計、軟件驗證、軟件演化、軟件過程、軟件質(zhì)量、軟件管理和專業(yè)實踐；由5種能力組成的能力體系：自學能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、團隊協(xié)作能力、國際化環(huán)境適應能力；由9種專業(yè)素質(zhì)組成的素質(zhì)體系：良好的職業(yè)道德、扎實的理論基礎(chǔ)、系統(tǒng)的工程知識、熟悉軟件開發(fā)的流程、系統(tǒng)性和批評性思維能力、善于溝通、具有創(chuàng)新意識、具有國際視野和終身學習的愿望。

3.2 面向行業(yè)標準，實施全面素質(zhì)教育在充分調(diào)研了國內(nèi)外大學的課程設(shè)置和廣泛聽取行業(yè)和企業(yè)意見后，不斷調(diào)整課程體系和內(nèi)容，創(chuàng)建與行業(yè)接軌的課程體系。如圖1所示。根據(jù)培養(yǎng)目標制定多層次的理論教學體系和實踐教學體系，并將素質(zhì)培養(yǎng)融入理論教學和實踐教學。其中計算與工程基礎(chǔ)由高數(shù)、離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程組成，工程實踐主要是個人級的實驗及學生大一暑期中進行1周實訓，用于強化和鞏固學生的編程能力；計算機系統(tǒng)課程主要由操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫等課程組成，實踐教學主要進行系統(tǒng)軟件方面的實驗，并在綜設(shè)實驗中采用分組實驗，初步培養(yǎng)團隊合作能力；軟件工程高級課程主要由軟件工程、系統(tǒng)分析與設(shè)計、項目管理等課程組成，實踐教學主要由團隊級實驗及大二后的二周暑期實訓，主要培養(yǎng)學生的基本項目能力和團隊能力；方向課程主要采用CDIO模式，以真實的工程項目為驅(qū)動，按照工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做, 突出課程之間的關(guān)聯(lián)性, 避免不必要的重復,使學生掌握各門課程知識之間的聯(lián)系,并用于解決綜合的問題，強化學生構(gòu)建中等軟件項目的能力；根據(jù)學生的就業(yè)意向，鼓勵學生大四開始后就到軟件企業(yè)進行實現(xiàn)并做畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì)，如果要出國，在大二的暑期實訓期間我們就鼓勵學生進老師的科研項目，培養(yǎng)初步的科學研究能力。

圖1 課程體系

3.3 面向教學需求，優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)，建設(shè)一支適合軟件工程教育改革創(chuàng)新的師資隊伍。根據(jù)學科特點構(gòu)建 “三個結(jié)合”的師資隊伍，即“專兼結(jié)合”，“內(nèi)外結(jié)合”，“產(chǎn)學研結(jié)合”。教師隊伍由學院專任教師、IT企業(yè)專家、外籍專家組成。前兩年基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課教學，由校內(nèi)專職教師授課；第三年專業(yè)課教學，主要由企業(yè)兼職教師授課；第四年企業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計，采用專兼結(jié)合的雙導師制。多批次派遣教師到知名IT企業(yè)帶薪頂崗實習，選拔骨干教師到英國、美國等境外高校進行學術(shù)交流。

3.4 面向工程教育改革，強化協(xié)同育人，創(chuàng)建國際化產(chǎn)學合作開放式人才培養(yǎng)環(huán)境。CDIO教學模式促進了產(chǎn)學研協(xié)同、國際合作協(xié)同培養(yǎng)模式的建設(shè)，長期與用友、福建富士通、網(wǎng)龍等10多家大型知名企業(yè)在人才培養(yǎng)和實踐基地建設(shè)建立合作關(guān)系。與用友公司共建省級工程實踐教育中心“福建師范大學-用友軟件股份有限公司實踐教育中心”，拓展實訓基地，進行“訂單式”培養(yǎng)人才和“帶薪頂崗實習”，為師生提供豐富的實踐技術(shù)平臺。充分利用與英國及臺灣等境外高校合作辦學的有利條件，利用師大與資拓宏宇國際股份有限公司等臺資企業(yè)在師大共建“福建師范大學軟件外包服務與人才培養(yǎng)基地”的有力條件，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，資源共享，引進境外高校先進的專業(yè)課程體系和培養(yǎng)模式。

3.5 改革教學方式。根據(jù)案例項目需求和課程特點，將該模式分為三個階段：基礎(chǔ)知識培訓、項目開發(fā)階段、項目實戰(zhàn)運作階段，部分課程時間總跨度可為一個學年。通過參考借鑒微軟的網(wǎng)絡(luò)教程培訓模式，邊講解邊操作，讓學生對新技術(shù)有一個感性的認識，注重知識點的實際操作和應用，降低學生學習新技術(shù)的門檻。上課的模式強調(diào)精講多練，由手把手教學，改為講座式教學，精講原理與體系，并且輔以案例的實際操作，每一節(jié)課講述的知識點數(shù)量是傳統(tǒng)教學數(shù)量的3-5倍。課程的重點是對學生學習路徑的引導，每節(jié)課的課后作業(yè)內(nèi)容是實現(xiàn)課堂上講解的例子，一節(jié)課的知識點學生需要花費2-4天去實現(xiàn)消化，體現(xiàn)了老師引路，學生自主學習的思想。

3.6 改革考試方法。注重學習過程考查和學生能力評價，對學生能力的評價不僅要來自學校教師和學生群體,也要來自軟件產(chǎn)業(yè)界。期末考試采用以學生為主持人，以學生團隊為單位，以演示和演講方式進行答辯；以課程組教師、學院領(lǐng)導及企業(yè)專家組成的評委組評分的方式進行期末考核，并將該成績與平常考勤、學習態(tài)度綜合得到學生的最終學習成績。

3.7 強化實踐育人環(huán)節(jié)。將CDIO的教學與院校兩級課外科技活動及各級技能競賽有機聯(lián)系起來。CDIO教學成果，大多都成為學院歐氏杯競賽的項目，其中每年都有多項教學案例成為學校大學生課外科技立項項目。鄭豪等同學以08級教學案例“愛麗車汽車美容門戶網(wǎng)站”參加第七屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽決賽獲得銀獎。陳建忠等同學以09級智能旅游中部分系統(tǒng)參加第一屆“中國軟件杯”大學生軟件設(shè)計大賽，戰(zhàn)勝中科院、清華大學等強隊獲得大賽唯一的一個特等獎。

3.8 獨特學習環(huán)境及管理制度。在學院的大力支持下，CDIO課程組的實驗室相對獨立，模擬公司的工作環(huán)境和考勤制度。要求學生登錄萬乘公司考勤系統(tǒng)www.CDIO.Ftodo.com進行考勤；晚上、周末加班系統(tǒng)會自動增加考勤時間，增加的時間可以申請調(diào)休；達到時間，考勤為滿分，超過部分可加分；未達到總時間的60%,考勤分為0分，其余部分按比例扣分。

4 培養(yǎng)模式的創(chuàng)新點

經(jīng)過多年建設(shè)，在以下幾個方面已經(jīng)形成或正在形成創(chuàng)新點：

4.1 在人才培養(yǎng)模式方面。通過建立校企協(xié)同、國際合作協(xié)同等模式， 逐步形成一個產(chǎn)學研相結(jié)合的與國際市場需求接軌的開放式軟件實用人才培養(yǎng)模式。

4.2 在課程體系方面。面向企業(yè)需求，面向國際標準，建設(shè)理論課程體系和集實驗課程、學期實訓、企業(yè)實訓為一體的實踐課程體系，逐步構(gòu)建一個體現(xiàn)學科發(fā)展趨勢和滿足軟件產(chǎn)業(yè)需求的課程體系。

4.3 在教學模式上。通過集成化課程設(shè)置，集成化教學過程，精講多練，采用講座式等授課方法，使學生獲得專業(yè)知識,同時培養(yǎng)個人自身能力、團隊合作能力及構(gòu)建軟件產(chǎn)品的能力，逐步形成一個理論教學、技能培訓和工程實踐相結(jié)合的教學模式。

4.4 在師資隊伍建設(shè)方面。 內(nèi)培外引,優(yōu)化隊伍結(jié)構(gòu)，構(gòu)建專兼結(jié)合，內(nèi)外結(jié)合，產(chǎn)學研結(jié)合的“三個結(jié)合”師資隊伍。教師隊伍由學院專任教師、IT企業(yè)專家、外籍專家組成，逐步建設(shè)一支勝任工程教育和改革的師資隊伍。

4.5 在工程實踐體系方面。構(gòu)建全程實踐模式，充分利用校內(nèi)外實踐教學資源形成全程實踐模式，一年級到企業(yè)見習，并在暑期進行為期一周的編程強化實訓，培養(yǎng)和強化學生的編程能力；二年級暑期進行為期2周的項目實訓，培養(yǎng)學生的基本項目能力；三年級進行一年的CDIO教學，通過企業(yè)真實項目培養(yǎng)學生的個人能力、團隊合作能力及構(gòu)建中等軟件項目的能力；四年級入職實習和畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì)，與企業(yè)無縫銜接。

5 培養(yǎng)模式應用情況

CDIO培養(yǎng)模式目前已在福建師范大學軟件學院全面推廣，學生受益面廣，學習效果明顯，學生用CDIO教學項目參加各種競賽，屢獲佳績，其中2010年取得了第七屆挑戰(zhàn)杯大學生創(chuàng)業(yè)大賽銀獎，2012年獲得第一屆全國軟件杯大賽特等獎的優(yōu)異成績，畢業(yè)生就業(yè)率多年達100%，就業(yè)質(zhì)量明顯提高。典型的應用情況如下：

5.1 學院先后與英國阿爾斯特大學、赫瑞·瓦特大學和阿伯斯特威斯大學實行“3+1”、“3.5+1.5”等多模式聯(lián)合辦學；2012年起與臺灣中央大學在云計算方向?qū)嵭小?+1+1” 閩臺合作人才培養(yǎng)項目合作辦學；與臺灣資拓宏宇國際股份有限公司共建“福建師范大學軟件外包服務與人才培養(yǎng)基地”，通過吸收大三學生或應屆畢業(yè)生到基地進行培訓實習，有利地提升了畢業(yè)生的實踐能力和綜合素質(zhì)。

5.2 主持多項質(zhì)量工程建設(shè)項目:與用友公司共建省級工程實踐教育中心“福建師范大學-用友軟件股份有限公司實踐教育中心”; “十二五”福建省實驗教學示范中心-軟件工程實驗教學中心。

5.3 2013年本課題獲福建師范大學第七屆優(yōu)秀教學成果獎一等獎。

5.4 省內(nèi)外媒體對軟件學院產(chǎn)學合作情況的宣傳報道,如下表1所示：

表1 福建師范大學軟件學院產(chǎn)學合作情況宣傳報道表

5.5 舉行了10余次CDIO教學成匯報會，得到了包括臺灣資拓宏宇林縣城副總經(jīng)理、臺灣資策會培訓部主任于還莒等企業(yè)專家的高度好評，部分優(yōu)秀學生進入網(wǎng)易、百度、阿里巴巴、美團等企業(yè)實習和就業(yè)。

5.6 示范效果逐步放大， 09級軟件工程專業(yè)的與旅游學院合作，學生實現(xiàn)了智能旅游系統(tǒng)，初步進行跨學科實驗，該項目的核心系統(tǒng)獲得第一屆全國軟件杯大賽特等獎的優(yōu)異成績。

5.7 協(xié)做產(chǎn)品可運營性：2009級CDIO-PMO產(chǎn)品CEP(后改稱CSPDM)，目前已被福州學立方教育科技有限公司接受并納入學立方全球服務網(wǎng)的一部分(www.educubeglobal.com)；2009級NET-CDIO產(chǎn)品 “萬乘汽車美容管理系統(tǒng)” 目前正被福州萬乘軟件公司作為產(chǎn)品在運作，使用萬乘汽車美容管理系統(tǒng)的客戶已達千余家。

6 結(jié)語

在福建師范大學大力發(fā)展工科的戰(zhàn)略背景下，在“做中學，產(chǎn)學合作和國際化”工程教育改革戰(zhàn)略背景下，學院大膽探索和實踐集中體現(xiàn)“做中學”和“基于項目的教育和學習”理念的CDIO教學模式，具有重要的現(xiàn)實意義。

立足于學院辦學實際、軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況及境外高校先進辦學理念，面向經(jīng)濟社會發(fā)展對軟件人才的需求，在辦學理念、人才培養(yǎng)標準、教師隊伍建設(shè)、產(chǎn)學研協(xié)同培養(yǎng)、國際協(xié)調(diào)培養(yǎng)、課程體系完善、教學方法和考試方法改革、強化實踐環(huán)節(jié)及教學管理等方面進行了大膽探索和實踐，實踐效果真實、良好。

培養(yǎng)模式提出的CDIO人才培養(yǎng)理念，凸顯了高教30條“全面實施素質(zhì)教育，把促進人的全面發(fā)展和適應社會需要作為衡量人才培養(yǎng)水平的根本標準”的人才培養(yǎng)目標，集知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育為一體，集成化教學課程設(shè)置和課程教學過程，按照項目訓練的方式組織知識,交給學生去“做中學”,在基于項目的反復學習訓練中,形成各種能力，該模式在工科學院教學中具有領(lǐng)先性和探索性。同時，該模式符合工科學院大學生的成長規(guī)律，在理論上有重要創(chuàng)新，在實踐上效果顯著，該成果特色鮮明，針對性、創(chuàng)新性、實踐性強，具有推廣價值。

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CDIO Software Talent Training Mode Under the Engineering Education Reform Strategy of “Learn by Doing, Industry-University Collaboration and Internationalization”

ZHENG Xiao-jian, WANG Xing

(School of Software Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350108, China)

Facing the urgent demand for the cultivation of innovative engineering talents under the new situation of economic globalization，school of software of Fujian Normal University adheres to the idea of open education, focuses on the cultivation of students’ practical ability and problem-solving ability, aiming at the talent training. It puts forward a new software talent training mode based on CDIO and achieves good practical results. This paper discusses the problems existing in the training of engineering talents, puts forward new solutions and measures, presents the application of training talents and finally summaries the achievements and experiences of talents training over the years.

industry-university collaboration; internationalization; engineering education; CDIO; talent training

2016-06-09

福建省中青年教師教育科研社科A類項目(JAS14670)；福建師范大學本科教學改革研究項目資助(I201401004)

鄭小建(1968-)，男，福建南平人，副教授，碩士，研究方向為數(shù)據(jù)挖掘。

王 興(1982-)，男，湖北大冶人，講師，博士生，研究方向為云計算、大數(shù)據(jù)。

G640

A

1674-344X(2016)08-0098-05