基于CDIO理念的創(chuàng)新型軟件人才培養(yǎng)模型

張錦華，丁新慧

（周口師范學(xué)院 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南 周口 466001）

2000年6月，國務(wù)院發(fā)布《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，明確提出以市場需求和提高國際競爭能力為導(dǎo)向制訂人才培養(yǎng)方案，加強(qiáng)工程管理等方面的教學(xué)內(nèi)容［1］.2002年起開始在35所高校開辦國家示范性軟件學(xué)院，由以培養(yǎng)科學(xué)家為目標(biāo)的精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)符合市場需求的、創(chuàng)新型的、具有現(xiàn)代工程能力的人才為目標(biāo)的國民教育.然而，2005年10月Diana Farrell和 Andrew Grant的“Addressing China＇s looming talent shortage”的研究報告表明，目前只有不到10%的中國大學(xué)畢業(yè)生符合現(xiàn)代企業(yè)的要求［2］.因此，對軟件人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，培養(yǎng)符合現(xiàn)代企業(yè)要求的、國際化的、創(chuàng)新型軟件人才成為中國軟件人才培養(yǎng)模式改革的目標(biāo)和方向.教育部在《示范性軟件學(xué)院2003年建設(shè)工作會議紀(jì)要》中指出：要通過示范性軟件學(xué)院建設(shè)工作，造就一批掌握關(guān)鍵技術(shù)、擅長頂層設(shè)計的技術(shù)帶頭人；培養(yǎng)具有不同專業(yè)背景、有市場開發(fā)觀念的創(chuàng)新型軟件人才；形成具有相當(dāng)規(guī)模和質(zhì)量的從事軟件開發(fā)和應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)人員隊伍［3］.這一報告為中國的軟件教育發(fā)展提出了具體目標(biāo)，即：中國的軟件人才培養(yǎng)應(yīng)使學(xué)生具有創(chuàng)新能力和工程能力.本文將以周口師范學(xué)院軟件學(xué)院為例，結(jié)合影響培養(yǎng)創(chuàng)新能力的六大因素和CDIO（Conceive構(gòu)思、Design設(shè)計、Implement實(shí)現(xiàn)和Operate運(yùn)作）人才培養(yǎng)理念與創(chuàng)新能力的契合，構(gòu)建基于CDIO理念的軟件人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型，以有效提升軟件人才的創(chuàng)新能力，為解決現(xiàn)行軟件人才創(chuàng)新能力的缺失問題提供科學(xué)指導(dǎo).

1 培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的影響因素

眾多學(xué)者對創(chuàng)新型人才進(jìn)行了研究，并提出創(chuàng)新型人才的定義.著名學(xué)者北京大學(xué)教授黃楠森認(rèn)為：“創(chuàng)新型人才最根本的品質(zhì)是具有自覺的創(chuàng)新意識、縝密的創(chuàng)新思維和堅強(qiáng)的創(chuàng)新能力［4］.”根據(jù)斯滕伯格（Sternberg，R.J）的創(chuàng)新能力理論，創(chuàng)新能力受智力、知識、思維、動機(jī)、性格和環(huán)境六種因素的影響.

1.1 智力因素

智力是支持人進(jìn)行認(rèn)知和行動的基礎(chǔ)，是人的各種能力的總和，也是科技工作者進(jìn)行科技創(chuàng)新的最基本、最重要的心理因素，對人的創(chuàng)新能力表現(xiàn)具有決定性的影響.

1.2 知識因素

知識是人類在生產(chǎn)和生活過程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是進(jìn)行創(chuàng)新的依據(jù).一般來說，任何一種創(chuàng)新都可以歸結(jié)為將原有知識從固有模式中分離并重新組合在新的結(jié)構(gòu)中，從而產(chǎn)生新的知識結(jié)構(gòu).

1.3 思維因素

思維是人腦對客觀現(xiàn)實(shí)概括的、間接的高級反映形式，是智力結(jié)構(gòu)的核心和主導(dǎo).創(chuàng)新思維是人類在認(rèn)識、改造客觀世界過程中具有創(chuàng)新意義的思維，在整個創(chuàng)新能力中起著決定性作用.它可以將已有知識和經(jīng)驗(yàn)從大腦中調(diào)用出來，重新組合形成新的分析問題和解決問題的方案.創(chuàng)新思維同時也是抽象思維、形象思維、頓覺思維和社會思維等多種思維方式共同作用的過程，是對常規(guī)思維的有效突破.

1.4 動機(jī)因素

動機(jī)可以理解為人從事某項活動的心理傾向，不同的動機(jī)層次則會對科技創(chuàng)新產(chǎn)生不同的影響.在這里，可以將動機(jī)層次劃分為：為國家利益的動機(jī)、為集體利益的動機(jī)、為個人利益的動機(jī)等.創(chuàng)新過程中，具有的動機(jī)層次越高，動機(jī)所維持的心理力度越大，活動堅持的時間越長.相反，層次越低，喚起活動的心理力量越弱，活動的維持力量越小.

1.5 性格因素

性格可以理解為人們在生產(chǎn)、生活實(shí)踐過程中所形成的穩(wěn)定的、習(xí)慣化的態(tài)度和行為，在人的心理特征中起著主導(dǎo)作用.良好的性格有著調(diào)節(jié)人行為方式的作用，是創(chuàng)新成功的重要心理保障.

1.6 環(huán)境因素

創(chuàng)新活動更多的是一種社會實(shí)踐活動，受到社會環(huán)境的制約.通常，環(huán)境可以分為軟環(huán)境和硬環(huán)境兩大類.軟環(huán)境指社會輿論、風(fēng)氣和人際關(guān)系等.硬環(huán)境則指實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和科研經(jīng)費(fèi)等.因此，整個團(tuán)隊中較好的人際關(guān)系能為創(chuàng)新活動提供良好的情緒環(huán)境，有利于激發(fā)成員創(chuàng)新思維活躍性，從而達(dá)到提高團(tuán)隊創(chuàng)新能力和水平的目的.

2 CDIO理念與創(chuàng)新能力的契合

CDIO是2001年由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所高校共同提出的一種全新的工程教育理念，代表構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，為學(xué)生提供理論和實(shí)踐之間有機(jī)關(guān)聯(lián)的教學(xué)情境，鼓勵學(xué)生以主動的、實(shí)踐的和課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)［5］.CDIO工程教育模式既能培養(yǎng)高水平的、具有創(chuàng)新能力的精英人才，也能產(chǎn)生從事基礎(chǔ)行業(yè)的普通人才，完全解決現(xiàn)今軟件人才缺失問題.同時，CDIO工程教育模式強(qiáng)調(diào)綜合的創(chuàng)新能力，關(guān)注理論聯(lián)系實(shí)踐，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑.

CDIO工程教育理念的一個標(biāo)志性成果是大綱的出臺.大綱詳細(xì)規(guī)定了CDIO工程教育理念的目標(biāo)、內(nèi)容和操作程序.大綱將畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人專業(yè)能力、團(tuán)隊協(xié)作與交流能力和企業(yè)環(huán)境下的工程系統(tǒng)能力四個層次［6］.大綱的第一部分是理論層面的知識體系，要求工程師所必須掌握的專業(yè)知識，包括基礎(chǔ)科學(xué)知識、核心科學(xué)知識和高級知識等.第二部分為個人專業(yè)技能和素質(zhì)，是實(shí)踐層面的能力體系，要求一名合格的工程師必須具有熟練的工程思維、科學(xué)思維和系統(tǒng)思維三種思維方式.個人專業(yè)技能方面包括主動冒險、創(chuàng)造性思維、批判性思維、自省、求知欲和主動規(guī)劃職業(yè)的能力.第三部分是工程師必須掌握的人際交往技巧、團(tuán)隊協(xié)作能力和交流能力，為人際交往技能體系，主要包括團(tuán)隊精神、領(lǐng)導(dǎo)能力、技術(shù)協(xié)作、交流戰(zhàn)略、口頭表達(dá)、人際交往和外語交際能力等，這些要素在一定情況下能有效彌補(bǔ)專業(yè)人才的不足，為跨學(xué)科交流奠定基礎(chǔ).第四部分是在企業(yè)和社會環(huán)境下完成構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的過程，要求學(xué)生在教育過程中就能接觸到真正的工程實(shí)踐，切身體驗(yàn)復(fù)雜工程產(chǎn)品的生命周期過程.

因此，CDIO大綱的能力要求與創(chuàng)新能力非常契合，如表1所示.理論層面的專業(yè)技術(shù)知識是科技創(chuàng)新的基礎(chǔ).工程思維、科學(xué)思維和系統(tǒng)思維三種思維方式完全符合創(chuàng)新的心理運(yùn)作過程.團(tuán)隊協(xié)作能力和人際交往能力則是增強(qiáng)協(xié)作創(chuàng)新和打造團(tuán)隊創(chuàng)新的個人品質(zhì)要求.第四部分提出了在考慮企業(yè)和社會環(huán)境的影響下，進(jìn)行新產(chǎn)品的創(chuàng)造和執(zhí)行，而“新產(chǎn)品”恰為創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn).

表1 CDIO大綱能力要求與創(chuàng)新能力契合

3 構(gòu)建基于CDIO理念的軟件人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型

3.1 模型框架

依據(jù)周口師范學(xué)院軟件學(xué)院專業(yè)特點(diǎn)，通過教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建出軟件人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型，又稱為軟件人才創(chuàng)新能力成熟度模型（Software Talent Innovative Capability Maturity Model， STICMM），如圖1所示.

圖1 軟件人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型（STI－CMM）

3.2 模型內(nèi)涵分析

面向認(rèn)知的實(shí)踐階段在大學(xué)本科第一年，學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)，一般不具備軟件項目實(shí)踐的相關(guān)知識，因此，本階段課程培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的軟件系統(tǒng)及計算機(jī)系統(tǒng)認(rèn)知，建立軟件開發(fā)基礎(chǔ)知識；實(shí)踐培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生初步接觸并了解軟件行業(yè)及軟件應(yīng)用知識，培養(yǎng)并形成學(xué)科興趣.學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，學(xué)生需要學(xué)習(xí)計算機(jī)和軟件相關(guān)通識課程，如大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)、多媒體技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)、C語言設(shè)計和Dreamweaver網(wǎng)頁設(shè)計與制作等.實(shí)踐部分主要是對計算機(jī)的認(rèn)識和簡單程序設(shè)計.軟件行業(yè)認(rèn)識方面，要求學(xué)生了解本行業(yè)相關(guān)知識和信息，增加對軟件行業(yè)的了解和認(rèn)識.程序設(shè)計方面，要求學(xué)生能夠使用一門編程語言，獨(dú)立完成簡單的編程問題，并了解軟件項目開發(fā)常識.

面向課程群的實(shí)踐階段在大學(xué)本科第二年，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一年的通識課程，對軟件領(lǐng)域有了基本的認(rèn)識.因此，本階段的課程培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)軟件基礎(chǔ)知識和軟件開發(fā)思想；實(shí)踐培養(yǎng)目標(biāo)是建立軟件開發(fā)思想，理解軟件開發(fā)生命周期.學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，學(xué)生將開始接觸軟件學(xué)院學(xué)科基礎(chǔ)課程群，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計和動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計與制作等.實(shí)踐部分則要求學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識，完成課程所涉及的項目實(shí)踐，解決行業(yè)內(nèi)一些特定問題.在整個實(shí)踐過程中做到理論和實(shí)踐的靈活統(tǒng)一，提高學(xué)習(xí)者分析與解決問題的能力.

面向項目的實(shí)踐在大學(xué)本科第三年，學(xué)生在經(jīng)過二年的學(xué)習(xí)后，已經(jīng)對軟件行業(yè)有了更為詳細(xì)的了解，編程能力和水平也有了更大提高.因此，本階段課程培養(yǎng)目標(biāo)是重點(diǎn)讓學(xué)生學(xué)習(xí)軟件開發(fā)應(yīng)用知識，實(shí)踐培養(yǎng)目標(biāo)是理解團(tuán)隊開發(fā)細(xì)節(jié).學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，主要學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程內(nèi)容，如軟件工程、算法設(shè)計與分析、ASP.net程序設(shè)計等.這時學(xué)生不能僅僅局限在掌握實(shí)踐課程內(nèi)容，而是開始接觸各類小型項目實(shí)踐活動，根據(jù)任務(wù)提出自己的解決方案，并運(yùn)用掌握的理論知識實(shí)現(xiàn)所提出的解決方案.在角色模擬方面，學(xué)生開始以團(tuán)隊的形式完成項目任務(wù)，在整個開發(fā)過程中與其他成員分工合作，并擔(dān)任項目中的具體角色，從而提高學(xué)生的問題分析與解決能力、團(tuán)隊協(xié)作與溝通能力.

在達(dá)到面向企業(yè)和社會的級別時，學(xué)生已經(jīng)到了大學(xué)本科第四年，專業(yè)知識和專業(yè)技能都已經(jīng)得到良好地鍛煉.在此階段，課程培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)習(xí)行業(yè)前沿技術(shù)知識和領(lǐng)域內(nèi)最新動向；實(shí)踐培養(yǎng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)行業(yè)深度解決方案的能力和提升職業(yè)能力.因此，盡量安排學(xué)生進(jìn)入企業(yè)體驗(yàn)業(yè)界真實(shí)開發(fā)環(huán)境，感受真實(shí)項目開發(fā)流程，使學(xué)生具備更好的職業(yè)素質(zhì)，以更快更好地實(shí)現(xiàn)與企業(yè)和社會的對接.同時，加強(qiáng)職業(yè)道德教育，使學(xué)生在知識和個人素質(zhì)上成為真正意義上的軟件人才.

4 結(jié)束語

提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家，是當(dāng)前中國發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，而創(chuàng)新型人才則是提高國家自主創(chuàng)新能力的關(guān)鍵［7］.CDIO作為一種提升專業(yè)綜合能力和創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)理念，具有很好的借鑒作用.CDIO的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ秸J(rèn)為高等教育應(yīng)該根據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)律為人才成長提供更好的教育環(huán)境，通過設(shè)計“構(gòu)思——設(shè)計——實(shí)施——運(yùn)作”教學(xué)過程來有效實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的課程和實(shí)踐目標(biāo).然而，CDIO模式仍然不能完全解決當(dāng)前教育中所存在的問題，如領(lǐng)導(dǎo)能力、領(lǐng)域特定問題分析能力的不足等.因此，應(yīng)將依據(jù)構(gòu)建的STI－CMM模型，從教育環(huán)境、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程等方面，根據(jù)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)需求的發(fā)展變化，不斷更新和擴(kuò)充，以滿足產(chǎn)業(yè)對復(fù)合型、創(chuàng)新型和國際型軟件人才的需求.

［1］國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》的通知［EB／OL］.［2011－02－09］.ht－tp：／／www.gov.cn／zwgk／2011－02／09／content－1800432.htm.

［2］Diana Farrell，Andrew Grant.Addressing China＇s looming talent shortage［J］.The Mckinsey ＆ Company，2005，15（4）：5－15.

［3］教育部關(guān)于印發(fā)《示范性軟件學(xué)院2003年建設(shè)工作會議紀(jì) 要》［EB／OL］.［2004－02－18］.http：／／www.jyb.cn／info／jyzck／200604／t20060403－14306.html.

［4］黃楠森.創(chuàng)新人才的培養(yǎng)與人學(xué)［J］.南昌高專學(xué)報，2000（1）：6.

［5］張錦華，吳聰.基于CDIO的多媒體課程教學(xué)改革［J］.周口師范學(xué)院學(xué)報，2011，28（5）：101－104.

［6］Edward F，Crawley.The CDIO Syllabus：A Statement of Goals for Undergraduate Engineering Education［EB／OL ］.2008－07－01.http：／／cdio.org／cdio2syllabus2rept／index.Html.

［7］中國工程院.走向創(chuàng)新——中國工程院迎接創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)研究［J］.高等工程教育研究，2010（1）：7－11.