基于CDIO的計算機專業(yè)應用型實踐教學體系研究

摘 要：本文針對目前計算機專業(yè)實踐教學與應用型人才需求之間存在的嚴重脫節(jié)問題，構建基于CDIO的計算機專業(yè)應用型實踐教學體系，包括相應的實踐教學模式改革和教學保障措施。經過2年多的實踐和檢驗，表明基于CDIO的計算機專業(yè)應用型實踐教學體系的構建是成功的，這為深化工程化實踐教學改革提供一個新的途徑。

關鍵詞：CDIO；實踐教學；計算機專業(yè)；應用型教學

中圖分類號：G642

計算機專業(yè)教學具有理論抽象、實踐性強等特點，在開展實踐教學時以培養(yǎng)學生的應用能力為主。簡單的講，以工程項目或任務為教學載體，讓學生在做項目的過程中學習專業(yè)技術知識及其應用能力，以培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力為主，形成一個融合專業(yè)理論、實踐教學、工程實踐為一體的培養(yǎng)體系，使學生的專業(yè)技術能力、工程應用能力和職業(yè)素質得到全面均衡的發(fā)展，這對于構建計算機專業(yè)的應用型實踐教學體系具有重要意義，也是一項系統(tǒng)工程。

CDIO（Conceive、Design、Implement and Operate，構思、設計、實現和運作）是基于工程教育理念的教學模式改革，倡導“做中學”和“基于項目教育和學習”。近年來，國內外的很多大學展開了CDIO模式的研究及應用，經驗表明，CDIO的教學理念和方法是先進可行的，完全適合于計算機專業(yè)開展應用型實踐教學過程。

1 CDIO模式

CDIO模式代表構思、設計、實現和運作四個方面，以產品的生命周期為主線，包括產品的構思、開發(fā)、運行、維護、終止的全過程，實現工程化教學理念，用于指導教學過程，系統(tǒng)化提出了能力培養(yǎng)教學大綱，包括4類一級能力、17組二級能力以及73種具體能力，涵蓋學生的工程基礎能力、個人素質和發(fā)展能力、團隊協(xié)作交際能力以及工程適應和調控能力。更重要的是，CDIO模式系統(tǒng)地提出具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。一句話可以概括之，CDIO模式是能力本位的培養(yǎng)模式，本質上區(qū)別于傳統(tǒng)的知識本位的培養(yǎng)模式[2]。

2 基于CDIO的計算機專業(yè)應用型實踐教學體系建設

2.1 實踐教學體系建設。計算機專業(yè)的課程，涉及到過多的上機實踐，這是對理論教學的補充、深化和拓展，需要將所學的專業(yè)理論知識和實踐的項目（案例）構成一個整體，保持應用型的特色，讓學生掌握使用專業(yè)知識開發(fā)實際系統(tǒng)的能力，并培養(yǎng)學生解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)。因此，在構建計算機專業(yè)的實踐教學體系時，一方面需要考慮學生對專業(yè)知識的學習和接受能力，另一方面更需要考慮對學生實踐動手能力的鍛煉[2]。

在參照IT行業(yè)對應用型人才的需求基礎上，借鑒CDIO的工程教學理念和“構思-設計-實現-運作”4個環(huán)節(jié)，將計算機專業(yè)的實踐教學體系劃分為三個階段的能力培養(yǎng)：專業(yè)基礎知識能力、專業(yè)工程化應用能力和職業(yè)綜合素質能力培養(yǎng)。

專業(yè)基礎知識能力：在專業(yè)基礎理論教學過程中，開展課程設計、開放式自主訓練，使學生掌握運用計算機解決基本的應用問題。

專業(yè)工程化應用能力：模擬IT企業(yè)的開發(fā)模式，在校內開展實訓，從系統(tǒng)的角度按工程要求開發(fā)和設計簡單的應用系統(tǒng)，使學生具有初步的系統(tǒng)分析和設計能力，能夠應用專業(yè)知識和工具。

職業(yè)綜合素質能力：通過面向崗位的、工程化的校內綜合實訓、企業(yè)實習，構建團隊化的工程化開發(fā)模式，著重培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)，并進一步提高學生綜合運用專業(yè)的技術優(yōu)勢和工具，解決實際應用問題的能力。

2.2 實踐教學模式改革。為了培養(yǎng)滿足IT企業(yè)需要的計算機應用型人才，在將CDIO工程教育理念應用到計算機專業(yè)實踐教學體系設置的同時，需要從教學方法、教學手段等方面進行相應的改革，從而保證在教學過程中有效地貫徹CDIO教育理念。

基于CDIO的項目驅動教學模式。CDIO模式倡導的“在工程項目中學習”教學理念，其實質是遵循“案例導向、項目驅動”的實踐教學模式。在教學實施過程中，教師設定一個待完成的任務或項目，交給學生完成，要求將教學內容藏于任務或項目中；學生在實現過程中自己提出解決方案、尋找?guī)徒M、解決問題。一般是把企業(yè)的實際項目，根據教學內容的需要，經過一定的裁剪，將其帶進實踐教學課堂，由學生組合成項目小組，完成項目的可行性分析、分析與設計、編碼與測試、發(fā)布與維護等全過程。這樣，讓學生作為一員，存在于團隊中，為項目的完成而履行自己的崗位職責，在實踐中了解工程化的開發(fā)過程及方法、項目管理方法，從而激發(fā)學生求知欲，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力與團隊合作精神。此外，在教學過程中適當加入師生互動、學生之間的交流，以提高學生在教學過程中的參與度。

基于CDIO的職業(yè)素養(yǎng)和團隊合作能力的培養(yǎng)。結合軟件開發(fā)的實際場景，以團隊為單位進行[3]。以團隊負責人為核心，組織對員進行需求分析、軟件設計、編碼、測試、維護等，既可分工協(xié)作，也可集中完成某一個階段的任務。在實踐教學過程中，遇到問題，先由學生間討論來解決，并制定解決方案進行相應的嘗試或驗證。在不能解決的情況下，有教師指導完成。在這個過程中，教師肩負著答疑和指導的任務，鼓勵學生團隊用不同方法完成任務，針對具體情況提出改進建議。借助這種途徑，學生共同參與、協(xié)作完成，從而鍛煉學生的交流與合作能力、自學和思考能力、解決問題和創(chuàng)造性思維能力。

2.3 教學保障措施。構建新型的校企合作基地：開展校企共建，學校提供場地和部分設備，企業(yè)提供開發(fā)任務，并由企業(yè)委派技術人員指導學生學習軟件開發(fā)技術和管理等，實現學生實踐與企業(yè)開發(fā)合一，學校與企業(yè)的零距離接軌。這樣，企業(yè)的工程化技術體系通過實踐的形式輸出到院校，院校引入的是企業(yè)真實的工作情景和管理模式，能夠共享當前具有實際應用背景的實踐教學案例，有效地解決了當前計算機專業(yè)實踐教學中案例缺乏的困境。

加強“雙師型”師資隊伍建設。如果教師在實踐應用方面不合格，那么絕對培養(yǎng)不出卓越的應用型計算機人才，因此加強理論和實踐都要硬的“雙師型”師資隊伍建設，有效的途徑是從企業(yè)引進工程師、外派教師在企業(yè)培養(yǎng)這種“校企”雙向互助模式，以壯大實踐教學隊伍，構建實踐教學團隊，使師資隊伍的質量實現較好的發(fā)展，保障教學質量。

3 結束語

經過兩年多的不斷探索，基于CDIO計算機專業(yè)實踐教學體系在我院計算機科學與技術專業(yè)中開展具體的應用，得到不斷的優(yōu)化和完善，打破傳統(tǒng)的以理論驗證為主的實踐教學模式，開設綜合性的面向工程的實踐課程，為學生提供系統(tǒng)化的實踐機會和創(chuàng)新能力的訓練機會，實現“做中學”的教學思路。通過CDIO的四個方面，在每個實踐教學環(huán)節(jié)中嚴格落實IT企業(yè)對學生專業(yè)能力的要求，以滿足其對應用型人才質量的工程化要求。采用CDIO教學方法，不僅能夠取得好的教學效果，而且可以提高學生自主學習和解決實際問題的能力，以及培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]易著梁，黃偉.基于CDIO教育模式軟件技術專業(yè)項目教學實踐[J].計算機教育，2012（13）：4661-4663.

[2]寧彬，袁磊.基于“211”模式的計算機專業(yè)應用型實踐教學體系構建[J].計算機教育，2013（12）：101-103.

[3]畢忠勤，單美靜.基于CDIO的軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系建設[J].計算機教育，2013（08）：23-26.

[4]寧彬，龔雄興，袁磊.開放式計算機實驗教學體系探索[J].電腦知識與技術，2012（13）：4661-4663.

作者簡介：寧彬（1977-），男，湖北丹江口人，講師，碩士研究生，研究方向：軟件工程。

作者單位：湖北文理學院數學與計算機科學學院，湖北襄陽 441053

基金項目：湖北省教育科學“十二五”規(guī)劃課題（2012B190），湖北文理學院教學研究項目（JY201260）。