基于TOPCARES-CDIO的軟件工程專業(yè)課程一體化改革與實(shí)踐

段恩澤

（成都東軟學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，四川 成都 611844）

基于TOPCARES-CDIO的軟件工程專業(yè)課程一體化改革與實(shí)踐

段恩澤

（成都東軟學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，四川 成都 611844）

分析基于TOPCARES-CDIO的項(xiàng)目教學(xué)以及課程一體化教學(xué)面臨的主要問(wèn)題，提出從課程內(nèi)容一體化、項(xiàng)目一體化和考核一體化三個(gè)方面進(jìn)行課程一體化的改革與實(shí)踐，結(jié)合成都東軟學(xué)院的具體實(shí)際，說(shuō)明改革實(shí)踐的過(guò)程。

學(xué)期；課程；TOPCARES-CDIO；一體化

1 基于TOPCARES-CDIO的項(xiàng)目教學(xué)的問(wèn)題

按照CDIO工程教育模式對(duì)專業(yè)課程的要求，可以將TOPCARES-CDIO[1]（下文簡(jiǎn)稱T-C）能力指標(biāo)分解到每一門課程中，一門課程涵蓋幾項(xiàng)能力指標(biāo)，而一項(xiàng)指標(biāo)也涵蓋幾門課程。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行能力的培養(yǎng)，從而達(dá)到知識(shí)、能力和素質(zhì)一體化培養(yǎng)的目的。

項(xiàng)目教學(xué)的問(wèn)題在于學(xué)生一學(xué)期要完成的項(xiàng)目太多。以一個(gè)學(xué)期5門課程為例，學(xué)生要同時(shí)完成5個(gè)項(xiàng)目，負(fù)擔(dān)過(guò)重，沒(méi)有辦法合理分配時(shí)間。這也使得學(xué)生對(duì)每個(gè)項(xiàng)目都不能全心地去完成，從而使得每門課程達(dá)不到預(yù)期效果。如果對(duì)一個(gè)學(xué)期的幾門課程進(jìn)行一體化的教學(xué)[2]，即幾門課程采用一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，這樣學(xué)生有更多的時(shí)間完成同一個(gè)項(xiàng)目，專注于一個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生能夠全身心投入，通過(guò)一個(gè)項(xiàng)目將各門課程所涉及的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，在一個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用和考核。一體化教學(xué)可以讓學(xué)生集中時(shí)間和精力，以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行有效的交流、溝通，按照進(jìn)度完成項(xiàng)目，從而達(dá)到項(xiàng)目教學(xué)的目的。

2 課程一體化面臨的主要問(wèn)題

在一個(gè)學(xué)期中進(jìn)行課程一體化改革所面臨的主要問(wèn)題如下：

（1）要使軟件系統(tǒng)能夠構(gòu)建所需的各門課程最少的理論知識(shí)體系。學(xué)生需要一定的理論知識(shí)才能開(kāi)始軟件系統(tǒng)的構(gòu)建，如何確定各門課程切入項(xiàng)目的最少知識(shí)點(diǎn)是第一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

（2）各門課程教學(xué)內(nèi)容如何打碎重組才能保證軟件系統(tǒng)的構(gòu)建能夠正常進(jìn)行。在軟件系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，均涉及各門課程的知識(shí)，并且知識(shí)是遞增的。如何在軟件系統(tǒng)構(gòu)建的各個(gè)階段將各門課程的內(nèi)容打碎重組是決定軟件系統(tǒng)構(gòu)建是否成功的關(guān)鍵問(wèn)題。

（3）如何在軟件系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中進(jìn)行各門課程形成性考核和終結(jié)性考核。根據(jù)一個(gè)軟件的構(gòu)建過(guò)程來(lái)完成各門課程的形成性考核和終結(jié)性考核是驗(yàn)證項(xiàng)目是否成功和檢驗(yàn)課程效果的有效手段。

3 課程一體化的改革與實(shí)踐

3.1 課程內(nèi)容一體化

以一個(gè)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)組織教學(xué)，即軟件系統(tǒng)按照需求、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試等工作流進(jìn)行，涉及軟件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)建模、需求、分析和設(shè)計(jì)，涉及軟件系統(tǒng)的項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、成員管理以及風(fēng)險(xiǎn)管理，涉及軟件系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)、信息架構(gòu)和界面的構(gòu)建，涉及軟件系統(tǒng)的黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試以及集成測(cè)試，也涉及軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行。在軟件系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，將各門課程的內(nèi)容打碎重組，使各門課程的理論知識(shí)講授和單元案例按照項(xiàng)目的進(jìn)度安排來(lái)計(jì)劃和實(shí)施。軟件過(guò)程工作流與課程理論內(nèi)容的關(guān)系見(jiàn)表1。

①ADL?？偡?jǐn)?shù)是一百，60分之上表示著可以獨(dú)自生活。在40～60分說(shuō)明還不能完全的靠自己。20～40分幾乎不能獨(dú)自生活。低于二十分則說(shuō)明完全不能獨(dú)自的照顧自己。

在表1中，各門課程根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)程和各個(gè)工作流的要求確定了相應(yīng)的內(nèi)容，與傳統(tǒng)方法相比較，其優(yōu)勢(shì)如下：

（1）各門課程切入項(xiàng)目的時(shí)間更早。區(qū)別于傳統(tǒng)方法中把所有理論內(nèi)容講授完后才進(jìn)行項(xiàng)目的教學(xué)，課程更早地切入項(xiàng)目使得時(shí)間的利用率更高。

（2）課程理論內(nèi)容的教學(xué)更靈活。有些課程必須講授一定理論內(nèi)容之后才能進(jìn)行項(xiàng)目的教學(xué)，如Android游戲編程課程，必須講授了Android游戲編程的相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)后，才能進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。有些課程可以在項(xiàng)目過(guò)程中進(jìn)行理論知識(shí)的教學(xué)，如面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)課程，可以在各個(gè)工作流里面結(jié)合項(xiàng)目講述理論內(nèi)容。

表1 軟件過(guò)程工作流與課程理論內(nèi)容的關(guān)系

（3）課程內(nèi)容的應(yīng)用性更強(qiáng)。由于是根據(jù)項(xiàng)目的情況進(jìn)行教學(xué)，知識(shí)的應(yīng)用性更強(qiáng)；并且，有些知識(shí)點(diǎn)在整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中可以反復(fù)應(yīng)用，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握可以在應(yīng)用過(guò)程中變得更快、更深、更準(zhǔn)確，特別體現(xiàn)在對(duì)一些易錯(cuò)、易混淆理論內(nèi)容的掌握上。這也體現(xiàn)了學(xué)院的“知識(shí)的運(yùn)用比知識(shí)的掌握更重要”的教育理念，以及“教育創(chuàng)造學(xué)生價(jià)值”的教育理念。

通過(guò)改革和實(shí)踐，幾門課程在同一個(gè)項(xiàng)目中的理論內(nèi)容必須具備以下幾個(gè)特性：

（1）最少知識(shí)性。一個(gè)項(xiàng)目的正常進(jìn)行必須具備多種知識(shí)，必須在具備最少知識(shí)的情況下才能夠開(kāi)始項(xiàng)目。因此，必須確定各門課程在一個(gè)項(xiàng)目中的最少知識(shí)。

（3）迭代性。對(duì)于每門課程，要確定課程的重點(diǎn)知識(shí)、難點(diǎn)知識(shí)和常用知識(shí)，以確定在每個(gè)工作流中的迭代程度，達(dá)到通過(guò)項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)從而掌握知識(shí)的目的。

3.2 項(xiàng)目一體化

為了使幾門課程能夠在一個(gè)學(xué)期中同時(shí)使用同一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，需要從項(xiàng)目自身進(jìn)行改革和實(shí)踐，其內(nèi)容包括對(duì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目類型、項(xiàng)目?jī)?nèi)容、項(xiàng)目進(jìn)度等幾方面進(jìn)行改革和建設(shè)。

（1）項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。以往每門課程按照課程的要求劃分團(tuán)隊(duì)，使得每個(gè)學(xué)生可能在不同的課程組中屬于不同的團(tuán)隊(duì)，要承擔(dān)的任務(wù)也不相同。按照新的要求，可以在幾門課程中以同一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行學(xué)習(xí)和項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，每個(gè)學(xué)生承擔(dān)的任務(wù)也相同，從而減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)，專注于項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，提高他們的學(xué)習(xí)效率。

（2）項(xiàng)目類型。在以往的教學(xué)中，每門課程的項(xiàng)目不同，使得一個(gè)學(xué)生會(huì)同時(shí)做幾個(gè)項(xiàng)目，而且項(xiàng)目的類型也不同，如Web項(xiàng)目、Android項(xiàng)目、IOS項(xiàng)目、HTML5項(xiàng)目等。這使得學(xué)生在一個(gè)學(xué)期中精力分散，每個(gè)項(xiàng)目不能投入太多的時(shí)間和精力，項(xiàng)目的完成度和效果不理想。實(shí)施改革之后，學(xué)生在幾門課程中可以選擇同一種類型的同一個(gè)項(xiàng)目，如單一選擇Web項(xiàng)目、Android項(xiàng)目、IOS項(xiàng)目或HTML5項(xiàng)目，這樣學(xué)生投入項(xiàng)目的時(shí)間和精力大大增加。并且，可以把項(xiàng)目時(shí)間延伸到課外，達(dá)到課內(nèi)外一體化教學(xué)的目的。

（2）項(xiàng)目?jī)?nèi)容。按照軟件產(chǎn)品在各個(gè)工作流中的教學(xué)內(nèi)容確定項(xiàng)目?jī)?nèi)容、項(xiàng)目進(jìn)度。特別是各門課程的銜接點(diǎn)和區(qū)分點(diǎn)，做到各門課程“和而不同”：既有各門課程共同涉及的內(nèi)容，也有各門課程的特殊內(nèi)容，使得項(xiàng)目?jī)?nèi)容達(dá)到一般性和特殊性的統(tǒng)一。軟件過(guò)程工作流與課程項(xiàng)目?jī)?nèi)容的關(guān)系見(jiàn)表2。

表2 軟件過(guò)程工作流與課程項(xiàng)目?jī)?nèi)容的關(guān)系

（4）項(xiàng)目進(jìn)度。幾門課程實(shí)施同一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)的關(guān)鍵和難點(diǎn)是如何保證項(xiàng)目進(jìn)度的正常進(jìn)行。除了按照軟件過(guò)程的工作流來(lái)組織理論教學(xué)和劃分項(xiàng)目的內(nèi)容外，應(yīng)該有一套機(jī)制來(lái)確保項(xiàng)目的正常實(shí)施。主要的機(jī)制如下：

① 工作流內(nèi)容計(jì)劃會(huì)議。該會(huì)議在每個(gè)工作流開(kāi)始之前進(jìn)行，參與者是幾門課程的授課教師，主要確定工作流中每門課程的理論內(nèi)容、項(xiàng)目?jī)?nèi)容和考核內(nèi)容，以及相應(yīng)的方法。

② 臨時(shí)會(huì)議。在每個(gè)工作流期間，授課教師根據(jù)教學(xué)的進(jìn)度定時(shí)或不定時(shí)召開(kāi)會(huì)議。這種會(huì)議可以是正式的，也可以是非正式的；可以是所有的授課教師，也可以是相關(guān)的幾個(gè)教師。會(huì)議主要討論目前做得好的地方、出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方法、下一步的內(nèi)容。

③ 工作流回顧會(huì)議。在每個(gè)工作流結(jié)束后，全部課程的授課教師進(jìn)行總結(jié)，探討成功的地方、遺留的課程內(nèi)容和項(xiàng)目?jī)?nèi)容以及下一個(gè)工作流需要注意的地方。

3.3 考核一體化

按照CDIO的標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)考核要考核學(xué)生在人際交往能力，產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)建造能力以及學(xué)科知識(shí)等方面的學(xué)習(xí)[3]。所以，考核要將形成性考核與總結(jié)性考核結(jié)合，要求通過(guò)多種形式對(duì)學(xué)生的T-C能力指標(biāo)進(jìn)行考核，主要從以下兩方面進(jìn)行改革與實(shí)踐：

（1）考核內(nèi)容。根據(jù)表2中的內(nèi)容進(jìn)行考核，每門課程要制定考核的標(biāo)準(zhǔn)、各項(xiàng)內(nèi)容的考核比例。有些內(nèi)容可以在幾門課程中只考核一次，有些內(nèi)容必須在每門課程中單獨(dú)考核。

（2）考核方式。有些內(nèi)容可以采用筆試的方式進(jìn)行，有些內(nèi)容可以采用面試的方式進(jìn)行，有些內(nèi)容可以采取抽查的方式進(jìn)行，有些內(nèi)容要求學(xué)生進(jìn)行演示，有些內(nèi)容要求學(xué)生制作PPT進(jìn)行匯報(bào)。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)改革與實(shí)踐以及在其他學(xué)期課程中進(jìn)行推廣，軟件工程專業(yè)課程一體化已取得初步效果：

（1）一體化的課程體系。軟件工程專業(yè)每學(xué)期的專業(yè)課圍繞一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)、考核，建立了一體化的課程內(nèi)容、教學(xué)方法。

（2）一體化的項(xiàng)目體系。每門課程圍繞一個(gè)項(xiàng)目形成了一體化的項(xiàng)目體系和項(xiàng)目教學(xué)方式，幾門課程的項(xiàng)目和項(xiàng)目組都一樣。

（3）一體化的考核方式。每門課程圍繞一個(gè)項(xiàng)目形成了一體化的考核體系，基于一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行考核，其考核的內(nèi)容和方式已經(jīng)一體化。

（4）一體化的師資隊(duì)伍。培養(yǎng)了能夠進(jìn)行一體化教學(xué)的師資隊(duì)伍，幾門課程的教師能夠圍繞一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行課程教學(xué)和考核，為把軟件工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)成卓越的軟件工程師和提高軟件工程專業(yè)的專業(yè)水平和質(zhì)量水準(zhǔn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一體化培養(yǎng)是目前工程教育的趨勢(shì)。T-C人才培養(yǎng)模式基于“教育創(chuàng)造學(xué)生價(jià)值”的理念，體現(xiàn)了“教育與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展的唯一方法”的理念，注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)能力，將能力培養(yǎng)、知識(shí)掌握和解決工程問(wèn)題等有機(jī)結(jié)合在一起，已經(jīng)取得一定成效。但仍需通過(guò)不斷改革和實(shí)踐，為經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)出更多、更好的專業(yè)化IT應(yīng)用型人才。

[1] 百度百科. topcares-cdio[EB/OL]. [2016-09-06].http://baike.baidu.com/link?url=f9rJWBFSGsRrSok86xVl-8bNTqY6Ja_ RuUCj9iCCsCBrhrvG1XO2aGh63_FzVG7oB_gXoi4ZhVn8FkjYyUnQUq.

[2] 溫濤.基于TOPCARES-CDIO的一體化人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2010(11): 23-29

[3] Crawley E F, Malmqvist J, Ostlund S. 重新認(rèn)識(shí)工程教育:國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M]. 顧佩華, 沈民奮, 陸小華, 譯. 北京: 高等教育出版社, 2009: 143

（見(jiàn)習(xí)編輯：張 勛）

1672-5913(2017)02-0122-04

G642

2014-2016年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目：基于TOPCARES-CDIO的軟件工程專業(yè)學(xué)期課程項(xiàng)目一體化改革與實(shí)踐（川教函[2014]50號(hào)）。

段恩澤，男，副教授，研究方向?yàn)檐浖こ獭⒂?jì)算機(jī)教育，duanenze@nsu.edu.cn。