以CDIO為導向的軟件應用能力培養(yǎng)

楊誼

摘要：培養(yǎng)滿足社會需求的高素質應用型人才是信息技術類專業(yè)面臨的重要任務。通過學習并運用CDIO工程教育模式，以軟件應用能力培養(yǎng)為導向，創(chuàng)新性地開展專業(yè)大系統(tǒng)建設和開放式實踐培養(yǎng)新策略，培養(yǎng)高素質的應用型人才，填補軟件產業(yè)日益增長的人才空缺。

關鍵詞：CDIO；專業(yè)大系統(tǒng)建設；開發(fā)式實踐模式；軟件應用能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0236-02

一、前言

新一代信息產業(yè)在物聯網、互聯網、云計算、大數據等方面發(fā)展迅猛，催生了大量新興產業(yè)，如遠程工業(yè)制造、智能家居、智能交通、移動民生服務、移動醫(yī)療等，都與信息技術學科密切相關，經濟社會急需大量具有較強實踐能力的軟件應用型人才。當前我國信息專業(yè)類的教育培養(yǎng)產出并不能滿足社會需要，畢業(yè)生的實踐應用能力和綜合素質有待大幅度提高，改革創(chuàng)新是應對挑戰(zhàn)的必然方法。我們通過學習并運用近年來國際工程教育改革的成果——CDIO工程教育模式，以軟件應用能力培養(yǎng)為導向，創(chuàng)新性地開展了專業(yè)大系統(tǒng)建設和開放式實踐培養(yǎng)新策略，培養(yǎng)高素質應用型人才，填補軟件產業(yè)日益增長的人才空缺。

二、以CDIO為導向的軟件應用能力培養(yǎng)方案設計

為了應對經濟全球化新形勢下的軟件產業(yè)對創(chuàng)新工程人才的大量需求，聯合國教科文組織提出了工程教育改革的三個戰(zhàn)略：“做中學”、“產學合作”、“國際化”。CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate）的縮寫，繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中體現，系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的標準。我們深入理解CDIO培養(yǎng)大綱的實質，將軟件應用能力分為軟件基礎知識、個人能力、人際溝通能力和軟件系統(tǒng)能力四個層面，以軟件項目為載體，讓學生以主動實踐、課程之間有機聯系的方式學習，以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預定目標。以校企合作的方式明確對學生在知識、能力及素質上的要求，制訂軟件應用能力培養(yǎng)方案：在教學領域，進行軟件專業(yè)大系統(tǒng)建設，消除軟件領域分支壁壘，構建整體教學框架，實現知識和技能的有機貫通；在實踐領域，通過全面拓展的校企聯合培養(yǎng)，實行開放式實踐培養(yǎng)，切實提高學生的軟件應用能力。主要內容包括以下幾方面。

1.按照CDIO能力標準，結合軟件行業(yè)對應用型人才的要求，制定軟件應用能力培養(yǎng)規(guī)格。

2.構建貫通的階梯式課程體系，與行業(yè)接軌，建立課程、能力與應用之間的關聯，對課程進行細致的內容篩選，建立課程之間的廣泛聯系，進行教學次序調整，在內容上不僅突出扎實的理論基礎，更側重培養(yǎng)學生工程實踐和軟件應用能力。

3.合理安排培養(yǎng)過程，按照“三階段”實施軟件應用能力課程體系。第一階段的中心任務是培養(yǎng)應用基本能力，第二階段側重培養(yǎng)專業(yè)能力和應用開發(fā)能力，第三階段主要實施應用能力的檢驗和實踐，從量變到質變，環(huán)環(huán)相扣，漸次提高，不僅符合人才成長規(guī)律，而且有利于選拔優(yōu)秀學生。

4.加強實踐環(huán)境建設。拓展校外實習實訓基地的規(guī)模和功能，引進企業(yè)的大量軟件、設備和技術指導，完善工程實踐平臺，加大實驗室的開放力度，為學生的應用能力培養(yǎng)提供更好的實踐環(huán)境。

三、專業(yè)大系統(tǒng)建設

信息類專業(yè)的畢業(yè)生應當是高水平復合型的專業(yè)人才，同時應當符合行業(yè)就業(yè)的要求，所以必須超越傳統(tǒng)的教學理念，加強與企業(yè)合作，建立“校企合作”機制。我們以工作工程為導向重新規(guī)劃學習領域課程，使之課程按照工作過程系統(tǒng)化，再通過適合教學的學習情景使之具體化。課程方案以行動為導向，實現由知識重心向能力重心的遷移，教學內容圍繞工作過程的完整性而不是學科結構的完整性來設置。針對工作過程環(huán)節(jié)來傳授相關的教學內容，“教、學、用”合一，實現實踐技能與理論知識融合的一體化教學。針對專業(yè)培養(yǎng)目標，依據面向領域的課程體系反向推導流程，我們建立了以“能力為本位”的模塊化理論教學體系。在課程設置上，搭建三個實現能力培養(yǎng)目標的課程方案階梯平臺：知識基礎平臺（包括高等數學、大學物理、計算機導論、計算機系統(tǒng)、程序設計、數據結構，電路基礎），專業(yè)能力與素質平臺（包括網絡系統(tǒng)設計、移動應用開發(fā)、計算機網絡、操作系統(tǒng)、算法設計、數據庫、數字圖像處理、模式識別），實踐應用平臺（包括網絡系統(tǒng)綜合實驗、移動應用綜合實驗、軟件工程綜合實驗、智能控制綜合實驗、醫(yī)院信息綜合實驗，智能系統(tǒng)綜合實驗）。在知識結構上，由淺入深、由概括到深化、由簡單到繁雜；在能力培養(yǎng)上，由基本能力到綜合能力，最后發(fā)展到應用能力。這些都符合認知規(guī)律和職業(yè)能力的形成規(guī)律。

四、開放式實踐體系

過去的實踐環(huán)節(jié)主要圍繞課程實驗設定，范圍有限，可操作性不強，所訓練的能力也與技術市場有很大距離。為了徹底改變這種狀況，我們基于CDIO能力標準，構建了一個開放式實踐教學體系，呈現出分階段和層次遞進的特點。以課內實驗為基礎，銜接多類型的課外實驗，包括校內實訓、基礎實訓、技能實訓、項目實訓、企業(yè)實習和畢業(yè)實習，一方面加強了理論與實踐的結合，另一方面使得學生受到真實崗位的實踐技能訓練。開放式實踐的鮮明特色體現在深化和擴展校企聯合培養(yǎng)，學院與產業(yè)行業(yè)共同制訂實踐方案，實施IBT（Industry Based Training or Teaching），將學生放置于工作崗位的真實環(huán)境中，參與到實際的軟件開發(fā)組，采用企業(yè)的軟件項目作為訓練案例，是設置進度要求，嚴格要求和合理引導。通過工學交替，形成了集教學、研發(fā)、生產一體化，互利共贏的合作關系，良好的合作環(huán)境使得實踐教學有了質的飛躍，學生和教師都受益匪淺。以企業(yè)實訓項目“社區(qū)居民慢性病數據管理與服務”為例，介紹軟件應用能力的實踐訓練過程。

1.項目內容。運用信息和醫(yī)療技術，建立一套社區(qū)居民慢性病信息采集和服務管理系統(tǒng)，為醫(yī)療機構提供疾病發(fā)生發(fā)展的數據，為居民提供健康監(jiān)控功能、健康知識和自我保健手段。

2.項目目標。技術訓練：通過設計并實現動態(tài)網絡軟件系統(tǒng)，培養(yǎng)學生綜合運用Web應用開發(fā)和移動應用開發(fā)的知識和技術能力，為后續(xù)的畢業(yè)設計、企業(yè)實習等做準備。測試維護訓練：培養(yǎng)軟件系統(tǒng)的維護運行和數據收集管理的能力，了解軟件產品市場行情，為產品研發(fā)做準備。

3.項目開展過程。（1）導師布置項目任務，介紹項目要求。（2）學生團隊開展用戶需求和市場調研；根據需求分析結果設計系統(tǒng)總體框架和功能；接受企業(yè)導師指導，修訂并確定總體設計方案。（3）學生團隊進行詳細設計、代碼編寫和調試，完成系統(tǒng)測試；遇到問題可請教導師；學生充分體驗學習、創(chuàng)造和克服困難的過程，促進積極學習、主動探究，鍛煉合作溝通能力。（4）學生匯報演示軟件系統(tǒng)，接受用戶代表和導師的評估，進行修改。撰寫開發(fā)技術報告和市場分析報告，對該類軟件做出市場預測，提出產品研發(fā)方向。（5）導師總結實踐過程，提煉案例和技能素材，對出現的問題進行討論，修訂培養(yǎng)方案和實施手段。

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