基于CDIO的高職軟件工程教育模式研究

蘇樹鵬　裴先華

【摘 要】闡述將CDIO工程教學(xué)理念融入軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建以“更新教學(xué)觀念、重基礎(chǔ)、精方向、強(qiáng)化系統(tǒng)工程、培育雙師型師資隊(duì)伍、完善的評(píng)價(jià)機(jī)制”為內(nèi)涵，通過校企深度合作，實(shí)施CDIO工程教育、能力遞進(jìn)的人才培養(yǎng)模式。

【關(guān)鍵詞】高職 CDIO 軟件工程 教育模式 工程意識(shí)

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）08C-0143-02

信息技術(shù)已進(jìn)入智能化時(shí)代，技術(shù)大環(huán)境正在發(fā)生深刻變革，行業(yè)要求技術(shù)人員具備“優(yōu)化”、“時(shí)代”、“創(chuàng)新”等更全面的意識(shí)。對此，各高職院校的人才培養(yǎng)模式應(yīng)不斷適應(yīng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向?？煽紤]將CDIO工程教學(xué)理念融入軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建以“更新教學(xué)觀念、重基礎(chǔ)、精方向、強(qiáng)化系統(tǒng)工程、培育雙師型師資隊(duì)伍、完善的評(píng)價(jià)機(jī)制”為內(nèi)涵，通過校企深度合作，實(shí)施CDIO工程教育、能力遞進(jìn)的人才培養(yǎng)模式，全面鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，使學(xué)生在軟件開發(fā)行業(yè)具有較強(qiáng)的競爭力。

一、CDIO工程教育模式與工程意識(shí)

CDIO工程教育模式是歐美高校經(jīng)過20多年對工程教育探索研究收獲的最新成果，CDIO的理念是歐美工業(yè)現(xiàn)代化和工程教育改革結(jié)合的產(chǎn)物，系統(tǒng)提出了實(shí)施培養(yǎng)工程能力的可行性和能力測評(píng)機(jī)制。蘋果公司高級(jí)主管詹姆斯指出“近年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)沖擊著IT企業(yè)，IT企業(yè)要在競爭中生存就得在降低成本的同時(shí)快速研發(fā)滿足市場需求靈活多變的產(chǎn)品和提供可靠性服務(wù)?！薄岸鳬T公司的傳統(tǒng)人才結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新模式也受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。人才結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)模式升級(jí)的需求亟待展開?！敝维F(xiàn)代IT企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和技術(shù)革新最核心、最基礎(chǔ)的因素之一便是工程意識(shí)，所以工程意識(shí)應(yīng)貫穿整個(gè)軟件人才培養(yǎng)方案。應(yīng)用CDIO工程教育模式，學(xué)生從構(gòu)思開始，接著完成設(shè)計(jì)、應(yīng)用、運(yùn)行等項(xiàng)目開發(fā)完整流程，在大腦中形成特有的軟件工程意識(shí)，這有助于培養(yǎng)現(xiàn)代企業(yè)所需要的具有良好團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、工程意識(shí)和出色管理能力的復(fù)合型人才。

二、基于CDIO工程的軟件專業(yè)教學(xué)體系設(shè)計(jì)

（一）CDIO與教學(xué)體系的關(guān)系

通過分析CDIO的基本內(nèi)容，結(jié)合軟件工程意識(shí)內(nèi)涵，將軟件技術(shù)專業(yè)的學(xué)生技能劃分為工程基礎(chǔ)級(jí)、工程項(xiàng)目開發(fā)級(jí)、工程創(chuàng)新級(jí)和工程系統(tǒng)整合級(jí)。在不同的等級(jí)中，學(xué)生接受CDIO工程教育不同的內(nèi)容且反映每個(gè)等級(jí)的特征。教學(xué)體系是以CDIO能力，工學(xué)結(jié)合為指導(dǎo)思想，借助現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)計(jì)好每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)施教學(xué)創(chuàng)新過程和教學(xué)質(zhì)量跟蹤評(píng)估，邀請校企合作的企業(yè)教師參與教學(xué)質(zhì)量評(píng)估，并且將根據(jù)評(píng)估結(jié)果修正教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，將工程意識(shí)貫穿在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。以CDIO工程教學(xué)為指導(dǎo)，形成集教學(xué)理念、重基礎(chǔ)、精方向、強(qiáng)工程、評(píng)價(jià)機(jī)制為立體的教學(xué)系統(tǒng)。圖1說明了CDIO與立體教學(xué)體系的關(guān)系。

（二）基于CDIO的立體教學(xué)體系

在廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家示范性內(nèi)涵建設(shè)指導(dǎo)下，軟件技術(shù)專業(yè)教師深入企業(yè)調(diào)研，邀請企業(yè)技術(shù)骨干和兄弟院校同行舉行人才培養(yǎng)研討會(huì)，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，積極推進(jìn)以基于CDIO的項(xiàng)目教學(xué)為核心的教學(xué)方式，構(gòu)建有助于啟發(fā)學(xué)生工程理解力、工程想象力、工程應(yīng)變能力的教學(xué)體系，其中分別闡述了教學(xué)理念、重基礎(chǔ)、精方向、強(qiáng)工程、評(píng)價(jià)機(jī)制。表1是基于CDIO立體教學(xué)體系模型。

1.教學(xué)理念。先進(jìn)的理念是行動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，是制定科學(xué)教學(xué)目標(biāo)的根源，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的助推力。利用CDIO工程教學(xué)先進(jìn)理念結(jié)合本校的實(shí)際情況，通過項(xiàng)目教學(xué)豐富教學(xué)內(nèi)容，利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)輔助教學(xué)手段，確立“以就業(yè)為導(dǎo)向、工程意識(shí)為核心”工程化教學(xué)體系，體現(xiàn)工程意識(shí)和職業(yè)技能交融培養(yǎng)的思路，加強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)，以適應(yīng)現(xiàn)代行業(yè)的需求。

2.重基礎(chǔ)教學(xué)。在第一個(gè)學(xué)期向?qū)W生傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，通過動(dòng)畫教學(xué)讓學(xué)生加深理解專業(yè)知識(shí)的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成。安排學(xué)生到校企合作的企事業(yè)單位進(jìn)行實(shí)習(xí)，讓學(xué)生更早了解工程的本質(zhì)和內(nèi)涵，由感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)。第二個(gè)學(xué)期開展模塊化學(xué)習(xí)，把一個(gè)項(xiàng)目按知識(shí)點(diǎn)分解成若干模塊，每個(gè)模塊都是使用工程化的教學(xué)手段進(jìn)行授課，同時(shí)讓學(xué)生帶著思考問題進(jìn)行實(shí)踐。通過理論理解和實(shí)踐的思考，在學(xué)生大腦中形成自己理解的工程概念，同時(shí)為每個(gè)班級(jí)配備專業(yè)班主任，負(fù)責(zé)指導(dǎo)班級(jí)專業(yè)方向選擇和學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。

3.精方向教學(xué)。根據(jù)深入企業(yè)調(diào)研結(jié)果，多數(shù)系統(tǒng)架構(gòu)基本采取B/S模式，再從開發(fā)速度和規(guī)模來分，中小型項(xiàng)目大多采取基于.Net開發(fā)模式，大型項(xiàng)目采取基于Struts+Spring+Hibernate架構(gòu)開發(fā)，因此在第三、第四學(xué)期按能力遞進(jìn)方式同時(shí)開設(shè)兩支路授課，一是基于.net架構(gòu)的項(xiàng)目開發(fā)，另一支路是基于Struts+Spring+Hibernate架構(gòu)項(xiàng)目開發(fā)，同時(shí)引進(jìn)校企合作的技術(shù)骨干擔(dān)任實(shí)踐指導(dǎo)教師，采取以CDIO的工程教學(xué)和解決問題為向?qū)У膶W(xué)習(xí)模式，使學(xué)生具備工程化思考思維，綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)、技術(shù)和技能解決開發(fā)過程中的實(shí)際問題，強(qiáng)化學(xué)生理解力、創(chuàng)新力和工程意識(shí)。在專業(yè)技能認(rèn)證方面，邀請企業(yè)參與從授課的兩個(gè)支路進(jìn)行培訓(xùn)，將軟件行業(yè)所需理論知識(shí)和實(shí)踐技能融入教學(xué)體系。

4.強(qiáng)工程教學(xué)。第五學(xué)期繼承第四個(gè)學(xué)期分兩個(gè)支路教學(xué)，進(jìn)行大中型項(xiàng)目開發(fā)教學(xué)，以小組的形式進(jìn)行選題開發(fā)，小組成員都有明確的任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和系統(tǒng)整合能力。第六學(xué)期到校企合作的企業(yè)中進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，獲取項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)工程開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升學(xué)生的工程意識(shí)。

5.教學(xué)評(píng)估機(jī)制。教學(xué)體系中必須有與之對應(yīng)的完善的評(píng)估機(jī)制，評(píng)估機(jī)制應(yīng)該對教與學(xué)兩方面進(jìn)行評(píng)估，對教的評(píng)估是針對教學(xué)課程設(shè)計(jì)是否合理，教師教學(xué)方法是否適合本專業(yè)學(xué)生的具體情況等；對學(xué)的評(píng)估是針對學(xué)生對課程學(xué)習(xí)評(píng)估、對學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)評(píng)估和對學(xué)生具備的工程意識(shí)評(píng)估，等等。

三、軟件技術(shù)專業(yè)CDIO立體教學(xué)體系的實(shí)施

（一）工程教學(xué)體系主體技能

教學(xué)體系中主要活動(dòng)是教師在教、學(xué)生在學(xué)，教師擁有工程經(jīng)驗(yàn)實(shí)施基于CDIO工程教學(xué)活動(dòng)效果更好，學(xué)生通過接受系統(tǒng)的基于CDIO工程教學(xué)活動(dòng)獲取工程能力和工程意識(shí)?？筛鶕?jù)學(xué)生與教師的各自特征，分別建立學(xué)生CDIO能力模型及教師能力模型。

教師COIO能力模型對教師素質(zhì)要求：具備豐富理論知識(shí)，擁有參加開發(fā)中大型項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，較好的溝通能力。軟件技術(shù)專業(yè)年輕教師居多，且缺乏項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)系制定送教師出去鍛煉和引進(jìn)企業(yè)技術(shù)骨干的機(jī)制。每個(gè)學(xué)期派選年輕教師到IT企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，提升工程素質(zhì)，同時(shí)也鼓勵(lì)教師提高學(xué)歷，參加學(xué)術(shù)會(huì)議。另外，從校企合作的企事業(yè)單位中選拔技術(shù)出眾和溝通能力出色的員工擔(dān)任實(shí)踐教學(xué)工作，從而建立一支專業(yè)理論知識(shí)豐富、專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、工程素質(zhì)出色的可持續(xù)發(fā)展的教師隊(duì)伍。

依據(jù)學(xué)生CDIO能力模型，將CDIO能力分為四個(gè)級(jí)別：工程基礎(chǔ)級(jí)、工程項(xiàng)目開發(fā)級(jí)、工程創(chuàng)新級(jí)和工程系統(tǒng)整合級(jí)。通過CDIO能力級(jí)別體現(xiàn)學(xué)生在CDIO工程教學(xué)系統(tǒng)中不同階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容和掌握的技能。

（二）基于CDIO工程化課程體系

為了加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)培養(yǎng)，軟件技術(shù)專業(yè)制定的課程是在CDIO工程教學(xué)理念指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)置的，第一學(xué)期中需要強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)素養(yǎng)教育，通過動(dòng)畫教學(xué)和到IT企業(yè)中實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的感性認(rèn)識(shí)、專業(yè)興趣。第二學(xué)期通過項(xiàng)目教學(xué)法，把項(xiàng)目分解到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在做中學(xué)，對工程理解由感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)基礎(chǔ)的工程理念和工程意識(shí)，第三、四個(gè)學(xué)期精選兩個(gè)方向進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時(shí)加深對項(xiàng)目工程化開發(fā)的理解。第五個(gè)學(xué)期繼承前面精選方向教學(xué)，組織學(xué)生小組開發(fā)大中型項(xiàng)目教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)、溝通能力和系統(tǒng)整合能力，第六學(xué)期安排學(xué)生到校企合作的企事業(yè)單位中參與項(xiàng)目開發(fā)和技能培訓(xùn)，使學(xué)生的技能達(dá)到企事業(yè)單位要求。通過工程化課程體系的學(xué)習(xí)，學(xué)生依靠形成的工程意識(shí)，在工作崗位上根據(jù)項(xiàng)目需求更新知識(shí)和理念。

（三）教學(xué)層次的構(gòu)建

按照CDIO對能力的劃分，把學(xué)生能力分為四個(gè)層次，即工程基礎(chǔ)級(jí)、工程項(xiàng)目開發(fā)級(jí)、工程創(chuàng)新級(jí)和工程系統(tǒng)整合級(jí)，在這四層教學(xué)實(shí)踐中都將工程意識(shí)貫穿其中，工程基礎(chǔ)級(jí)主要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)培養(yǎng)，C+程序設(shè)計(jì)類似課程實(shí)踐完成，在實(shí)訓(xùn)中通過開發(fā)小游戲加深對軟件開發(fā)邏輯理解；工程項(xiàng)目開發(fā)級(jí)強(qiáng)調(diào)對項(xiàng)目開發(fā)掌握工程化標(biāo)準(zhǔn)和工程化意識(shí)培養(yǎng)（SSH，ASP，.NET等基礎(chǔ)項(xiàng)目）；工程創(chuàng)新級(jí)加強(qiáng)系統(tǒng)架構(gòu)的構(gòu)建能力培養(yǎng)，通過參與大中型項(xiàng)目開發(fā)，培養(yǎng)項(xiàng)目開發(fā)所具備的工程意識(shí)；工程系統(tǒng)整合級(jí)強(qiáng)調(diào)整合系統(tǒng)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)同開發(fā)和溝通能力培養(yǎng)，主要參與校企合作的項(xiàng)目開發(fā)和校園網(wǎng)項(xiàng)目開發(fā)。

（四）評(píng)價(jià)機(jī)制的實(shí)施

科學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制保證了高效的教學(xué)體系的實(shí)施。評(píng)價(jià)機(jī)制對教學(xué)中的教與學(xué)的活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估，在教師的評(píng)價(jià)中，在校教學(xué)的教師評(píng)估教學(xué)質(zhì)量、學(xué)術(shù)論文和科研能力，在企業(yè)鍛煉的教師由其所在企業(yè)評(píng)價(jià)其工程素質(zhì)。對學(xué)生評(píng)價(jià)中，包括學(xué)生理論課評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)課評(píng)價(jià)、實(shí)訓(xùn)課評(píng)價(jià)、企事業(yè)單位實(shí)習(xí)評(píng)價(jià)及教師教學(xué)評(píng)價(jià)。以基于ASP.NET項(xiàng)目開發(fā)課程的評(píng)價(jià)為例，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，繪出各個(gè)評(píng)價(jià)得分的柱形圖。通過分析柱形圖，得出相應(yīng)結(jié)論。

實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)系軟件技術(shù)專業(yè)實(shí)施基于CDIO的軟件工程教育模式能夠取得較好的教學(xué)成果，學(xué)生在該教育模式下系統(tǒng)學(xué)習(xí)，擁有較強(qiáng)的工程意識(shí)和過硬的技能，在企事業(yè)單位中能夠勝任多種崗位，深受眾公司歡迎，但本項(xiàng)目仍需進(jìn)一步研究、完善。

【參考文獻(xiàn)】

[1]顧學(xué)雍.聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO[J].高等工程教育研究，2009（1）

[2]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO 大綱與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2008（12）

【作者簡介】蘇樹鵬（1980- ），男，廣西南寧人，壯族，廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，工程師，碩士，研究方向：軟件設(shè)計(jì)、云計(jì)算、計(jì)算機(jī)教育；裴先華（1979- ），男，廣西北海人，廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，工程師，研究方向：圖文信息、云計(jì)算、計(jì)算機(jī)教育。

（責(zé)編 王 一）