CDIO的“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)改革探索

[摘 要] CDIO工程教育模式是近幾年在國際工程教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的教學(xué)成果，包含構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作四方面內(nèi)容。在高?！案呒壾浖_發(fā)”課程教學(xué)中，探索CDIO工程教育模式的合理化應(yīng)用，制定科學(xué)的教學(xué)組織方案，全面推動教學(xué)活動的創(chuàng)新，有助于提高教育教學(xué)的整體質(zhì)量。從CDIO工程教育模式入手對“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)改革進行系統(tǒng)的探究，旨在提高教學(xué)有效性，促進學(xué)生對課程知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞] CDIO;高級軟件開發(fā);教學(xué)改革

[基金項目] 2020年度全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會“基于計算思維的‘Python程序設(shè)計’課程的一體化資源建設(shè)與研究”（2020-AFCEC-459）

[作者簡介] 陳會平（1973—），男，四川德陽人，碩士，四川工業(yè)科技學(xué)院電子信息與計算機工程學(xué)院副教授，主要從事大數(shù)據(jù)技術(shù)和軟件開發(fā)研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）18-0081-04 [收稿日期] 2021-08-09

我國高等教育進入普及化發(fā)展階段，高等教育呈現(xiàn)多樣化的辦學(xué)模式。如何培養(yǎng)高素質(zhì)人才，增強人才實踐能力，提升人才的工作能力和職業(yè)素養(yǎng)，成為教育改革的重點問題。因此，十分有必要重點結(jié)合CDIO工程教育模式的應(yīng)用對“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)改革進行系統(tǒng)的分析，構(gòu)建全新的課程開發(fā)模式和教育教學(xué)體系，幫助學(xué)生系統(tǒng)探究課程知識，從而面向市場人才需求培養(yǎng)具備較強專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才，為我國軟件開發(fā)行業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

一、CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式具體而言就是在國際工程教育領(lǐng)域改革方面得到廣泛應(yīng)用的新研究成果，是為使教育改革與經(jīng)濟全球化背景下產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、工程建設(shè)需求相適應(yīng)設(shè)置的人才培養(yǎng)方案。CDIO工程教育模式基本上包含Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計）、Implement（實現(xiàn)）和Operate（運作）四方面內(nèi)容，在教學(xué)實踐中關(guān)注學(xué)生主動參與工程實踐，能促進工程實踐教學(xué)與課程內(nèi)容的有機聯(lián)系，在實踐操作中對學(xué)生的高級軟件開發(fā)能力進行培養(yǎng)[1]。一般情況下，CDIO工程教育模式的合理化應(yīng)用能借助項目的架構(gòu)將課程知識體系有機整合在一起，培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才。CDIO工程教育模式在實踐應(yīng)用中提出了一系列教育方法，包含教學(xué)大綱、教學(xué)標準、技術(shù)變革、能力培養(yǎng)、資源共享、專業(yè)合作和協(xié)同標準等，如在CDIO工程大綱中對技術(shù)知識層面、個人能力和職業(yè)態(tài)度層面、人際交往和團隊合作層面的能力要求進行規(guī)定，具體到企業(yè)和社會環(huán)境下人才構(gòu)思、設(shè)計、實施和運作能力的培養(yǎng)，要求在人才教育實踐中構(gòu)建外部和社會背景環(huán)境、搭建企業(yè)和商業(yè)環(huán)境、引入系統(tǒng)的構(gòu)思和工程化的教學(xué)模式，為學(xué)生提供設(shè)計、實施、運作的平臺，對學(xué)生的綜合實踐能力加以培養(yǎng)，從而提升人才培養(yǎng)效果。鑒于此，在“高級軟件開發(fā)”教學(xué)實踐中，有意識地探索CDIO工程教育模式的應(yīng)用，能對高級軟件開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用型人才的實踐操作能力加以培養(yǎng)，真正做到面向市場需求對人才的頂崗實習(xí)能力、綜合實驗?zāi)芰?、項目?guī)劃能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、團結(jié)合作能力、社會交際能力等進行培養(yǎng)，為人才更好地服務(wù)于高級軟件開發(fā)項目奠定基礎(chǔ)。

二、CDIO視角下“高級軟件開發(fā)”課程的特點和教學(xué)現(xiàn)狀

對“高級軟件開發(fā)”課程進行改革創(chuàng)新，要注意從CDIO工程教育的角度審視當(dāng)前高校組織開展“高級軟件開發(fā)”課程的教學(xué)特點，對教學(xué)活動的基本情況進行分析，從而結(jié)合CDIO工程教育的要求對課程教學(xué)存在的問題作出客觀準確地判斷，為教學(xué)改革的系統(tǒng)推進和高級軟件開發(fā)人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

（一）CDIO視角下“高級軟件開發(fā)”課程的特點

從CDIO視角審視當(dāng)前高校“高級軟件開發(fā)”課程的教學(xué)特點和基本教學(xué)組織現(xiàn)狀，能看出課程教學(xué)活動的組織設(shè)計還存在一定的局限性，限制了課程教學(xué)的優(yōu)化創(chuàng)新發(fā)展。通過對CDIO視角下“高級軟件開發(fā)”課程的特點進行研究，發(fā)現(xiàn)主要體現(xiàn)以下特色。

其一，課程教學(xué)突出學(xué)生的主體地位。教師在教學(xué)過程中會有意識地突出學(xué)生的主體地位，以學(xué)生為中心，從理論聯(lián)系實際的角度開展教學(xué)活動，軟件開發(fā)教學(xué)活動的組織實施能夠提升學(xué)生的綜合實踐探究能力，并且在課程教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的技術(shù)知識和推理能力，力求能促進學(xué)生的全面發(fā)展。

其二，課程教學(xué)關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的訓(xùn)練。課程教學(xué)目標的設(shè)定會關(guān)注學(xué)生基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力及工程系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，能夠?qū)W(xué)生技術(shù)知識與推理能力、職業(yè)能力和態(tài)度、人際交往能力及工程系統(tǒng)運作能力等進行培養(yǎng)，重視借助課程教學(xué)活動的創(chuàng)新為學(xué)生搭建全新的平臺，從而促進學(xué)生實現(xiàn)全面發(fā)展的目標。

（二）CDIO工程視角下“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

在高校全面探索軟件開發(fā)工作的過程中，“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)已經(jīng)取得了階段性成果，并且教育教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提升，能對學(xué)生軟件開發(fā)能力培養(yǎng)作出積極的指引。但在實際教學(xué)活動中也要明確認識到現(xiàn)階段“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)還存在一定局限性，會限制教學(xué)改革的深入推進。

其一，理論教學(xué)內(nèi)容編排缺乏合理性，在高級軟件開發(fā)教學(xué)過程中，教師往往會根據(jù)以往教學(xué)內(nèi)容對教學(xué)活動進行設(shè)計，側(cè)重于對學(xué)生軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)，但對先進教育理念和軟件開發(fā)技術(shù)的探索和創(chuàng)新有所不足，教學(xué)內(nèi)容滯后的問題明顯，影響教學(xué)效果，不利于課程教學(xué)的全面創(chuàng)新[2]。

其二，實踐教學(xué)中缺乏調(diào)動學(xué)生主動性的意識。按照CDIO工程教育模式的要求，教學(xué)過程中應(yīng)突出學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)課程知識進行深入探索。但在現(xiàn)有教學(xué)組織活動中，能明顯看出教師缺乏調(diào)動學(xué)生主體性的意識，特別是在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在教學(xué)目標不明確、教學(xué)內(nèi)容較為模糊的問題，難以引導(dǎo)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進行合理化處理，導(dǎo)致學(xué)生缺乏參與實踐活動的積極性，也會制約教學(xué)活動的全面優(yōu)化開展。

其三，項目案例實用性較為缺乏，部分項目案例存在僵化的問題。對當(dāng)前高校開展“高級軟件開發(fā)”課程的基本情況進行分析，能看出目前在軟件開發(fā)實踐教學(xué)活動中，雖然已經(jīng)對案例的應(yīng)用做出了相應(yīng)的探索，也為教學(xué)改革的深化發(fā)展提供了良好的支持，但是在教學(xué)活動中仍然存在項目案例專業(yè)性不足，缺乏與時代聯(lián)系的情況，“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)難以對學(xué)生的綜合素質(zhì)加以培養(yǎng)，會嚴重限制教學(xué)活動的優(yōu)化開展和教學(xué)質(zhì)量的逐步提升[3]。因此，新時期基于CDIO工程教育模式開展教學(xué)改革的過程中，要注意結(jié)合CDIO模式的應(yīng)用對“高級軟件開發(fā)”教學(xué)進行系統(tǒng)探究，逐步構(gòu)建完善的教學(xué)體系，對學(xué)生實施積極有效的教學(xué)組織指導(dǎo)。

三、CDIO視角下“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)改革措施

在CDIO工程教育模式的支持下促進“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)的全面改革創(chuàng)新，教師要注意有意識地對課程教學(xué)活動進行調(diào)整和優(yōu)化，制定完善的課程教育教學(xué)組織體系，對學(xué)生作出積極引導(dǎo)，從而提高教學(xué)活動的整體水平。

（一）課程總體設(shè)計

“高級軟件開發(fā)”課程是具有較強應(yīng)用型和工程性特點的課程，具備較為完善的理論體系及完備的軟件操作系統(tǒng)，能夠探索軟件的有效開發(fā)，將培養(yǎng)學(xué)生對高級軟件開發(fā)理論的精通能力、軟件的熟練能力及軟件的開發(fā)能力作為主要的教學(xué)方向，對學(xué)生思維能力、探究性學(xué)習(xí)能力和實踐能力加以培養(yǎng)。因此，結(jié)合課程特點，從CDIO工程教育模式入手，結(jié)合構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作等環(huán)節(jié)對教學(xué)活動進行改革，確保教學(xué)活動的組織設(shè)計能對學(xué)生做出積極的教學(xué)引導(dǎo)，從而提高課程教學(xué)的整體水平，使學(xué)生的高級軟件開發(fā)實踐探究能力得到合理化訓(xùn)練?；贑DIO理念的“高級軟件開發(fā)”課程總體設(shè)計示意圖見圖1。

（二）理論教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃

在完成對課程總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和規(guī)劃后，為了能提高高級軟件開發(fā)教學(xué)活動的綜合效果，對學(xué)生作出針對性的指導(dǎo)，教師結(jié)合高級軟件開發(fā)教學(xué)的實際情況，引入應(yīng)用程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及綜合應(yīng)用實例方面的教學(xué)內(nèi)容，并且在篩選教學(xué)內(nèi)容的過程中，盡量確保將工程過程教學(xué)作為導(dǎo)向，使工程過程教學(xué)融入高級軟件開發(fā)的系統(tǒng)流程中，突破原有課程體系的限制，對課程教學(xué)的編排組織模式進行全面改革創(chuàng)新，從而在教學(xué)層次中設(shè)計完善的教學(xué)案例體系，由易到難，為學(xué)生講解和講授，從而使學(xué)生對課程知識的應(yīng)用進行系統(tǒng)的探究。

（三）教學(xué)案例的選擇和實踐

對于“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)而言，教學(xué)案例的精心篩選和實踐教學(xué)活動的科學(xué)組織規(guī)劃，是提高學(xué)生軟件開發(fā)能力的有效方式，也是促進教學(xué)改革優(yōu)化發(fā)展的重要前提和基礎(chǔ)。因此，按照CDIO工程教育模式的要求，教師在教學(xué)活動中可以嘗試結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容引入三個層次的教學(xué)案例，幫助學(xué)生從基礎(chǔ)應(yīng)用設(shè)計入手，由易到難感知軟件設(shè)計開發(fā)知識的實踐應(yīng)用，從而提高教學(xué)效果，增強教學(xué)活動的生動性，從而循序漸進地提高教學(xué)組織活動的綜合發(fā)展效能[4]。在具體教學(xué)實踐中，教師可以嘗試將Java高級框架應(yīng)用開發(fā)作為教學(xué)案例，在案例教學(xué)實踐中結(jié)合CDIO模式的具體要求，設(shè)計課堂任務(wù)規(guī)劃、課后項目實施記憶、綜合課程設(shè)計環(huán)節(jié)，在案例實踐中組織學(xué)生對Struts2的工作流程和配置文件、建Controller件、建View件、建Model件方面的課程操作實踐進行學(xué)習(xí)，并安排具體的工程項目讓學(xué)生能在構(gòu)思、設(shè)計、實施和運作中，感知高級軟件的開發(fā)和合理化應(yīng)用，能加深對課程知識的理解和認識，從而提高教學(xué)活動的整體水平，為學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。

（四）教學(xué)方法全面改革創(chuàng)新

在全面促進教學(xué)改革的背景下，結(jié)合CDIO工程教育模式的要求，教師在教學(xué)活動中要注意有意識地對教學(xué)方法進行改進和創(chuàng)新，基于新教學(xué)方法的實踐應(yīng)用對學(xué)生作出有效的教學(xué)指導(dǎo)，從而提高教學(xué)活動的綜合效果。在探索高級軟件開發(fā)教學(xué)方法改革的過程中，教師要按照CDIO教學(xué)模式的要求，在教學(xué)過程中有意識地堅持在做中學(xué)的思想，為學(xué)生搭建良好的實踐教學(xué)平臺，使學(xué)生的綜合實踐探究能力可以得到針對性的訓(xùn)練。具體來說，教師為了能促進CDIO模式的應(yīng)用和教學(xué)方法的全面改革創(chuàng)新，可以嘗試在教學(xué)活動中引入探究教學(xué)法、項目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、綜合實踐教學(xué)法等，將CDIO工程教育作為主導(dǎo)思想，不僅要結(jié)合高級軟件開發(fā)教學(xué)的實際需要對教學(xué)活動進行調(diào)整和創(chuàng)新，還要加強與學(xué)校的聯(lián)系，從培養(yǎng)學(xué)生的實踐經(jīng)驗角度，對教學(xué)活動進行組織和規(guī)劃，從而對學(xué)生做出積極的引導(dǎo)，使高級軟件開發(fā)教學(xué)活動從課題實踐轉(zhuǎn)變?yōu)閳F隊合作訓(xùn)練，能在團隊合作的基礎(chǔ)上對課程知識的應(yīng)用進行系統(tǒng)探究，從而提高教學(xué)影響力，為學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)，保障實踐教學(xué)活動能實現(xiàn)全面創(chuàng)新的目標。

（五）創(chuàng)新實踐教學(xué)評價機制

為了能促進“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)良好運作，充分發(fā)揮CDIO工程教育模式的價值和作用，在對課程教學(xué)活動進行調(diào)整和規(guī)劃的過程中，應(yīng)該注意對實踐教學(xué)評價機制進行創(chuàng)新，將學(xué)生評價貫穿于教學(xué)改革的全過程，重點開展學(xué)生課堂學(xué)習(xí)評價、實驗探究評價、項目參與評價、實習(xí)活動評價及畢業(yè)設(shè)計評價等，在全新評價機制的作用下突出評價考核的客觀性和準確性，能更加直觀地反映出在CDIO工程教育模式應(yīng)用情況下，“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長情況，也能為學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)做出積極指引，從而提高教學(xué)活動的綜合效果，為學(xué)生全面發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。如此就能基于CDIO模式的應(yīng)用促進“高級軟件開發(fā)”課程教學(xué)評價的全面創(chuàng)新，在全新教學(xué)評價體系的作用下提高教學(xué)活動的綜合效果，有效促進學(xué)生軟件開發(fā)能力和實踐能力得到高效化的訓(xùn)練，為新時代背景下高校高級軟件開發(fā)教學(xué)中人才培養(yǎng)工作的開展和創(chuàng)新提供良好的支持。

結(jié)語

綜上所述，在“高級軟件開發(fā)”課程改革的過程中，基于CDIO工程教育模式的應(yīng)用對課程教學(xué)活動進行重新設(shè)計和規(guī)劃，能突破原有教學(xué)知識體系，借助任務(wù)和項目的驅(qū)動將知識點教學(xué)融入項目體系，對學(xué)生的綜合實踐能力加以培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力。與時俱進地對教學(xué)活動進行改革創(chuàng)新，不斷更新教學(xué)組織項目，使軟件開發(fā)更加貼近行業(yè)發(fā)展需求，促使所培養(yǎng)的人才能為高級軟件開發(fā)貢獻力量，加快我國高級軟件開發(fā)事業(yè)的現(xiàn)代化、科學(xué)化發(fā)展。

參考文獻

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Exploration on Teaching Reform of Advanced Software Development Course Based on CDIO

CHEN Hui-ping

（School of Electronic Information and Computer Engineering， Sichuan Institute of Industrial Technology， Deyang， Sichuan 618500， China）

Abstract： CDIO engineering education mode， a teaching achievement widely used in the field of international engineering education in recent years， basically includes the following aspects： conception， design， implementation and operation. This paper explores the rational application of CDIO engineering education mode in the teaching of Advanced Software Development course in colleges and universities， formulates a scientific teaching organization plan and comprehensively promotes the innovation of teaching activities， which can help to improve the overall quality of education and teaching. Therefore， starting with the CDIO engineering education mode， this paper makes a systematic exploration on the teaching reform of Advanced Software Development course， in order to improve the teaching effectiveness and promote students’ systematic learning of course knowledge.

Key words： CDIO; Advanced Software Develop; teaching reform