基于CDIO与PSP/TSP/CMMI的软件课程项目实施研究

张翔

摘 要：CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，CMMI是软件企业的软件过程能力的评估依据，TSP是小组软件开发过程，PSP是个体软件过程，在CDIO工程教育的大背景下，引进软件行业的实施与评价模型，对软件专业的项目实施的工程化具有重要意义。

关键词：CDIO；PSP；TSP；CMMI；软件课程

引言

由传统专科教育转型迩来的高等职业教育，存在偏理论轻实践、强调个人技术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。学生在校内几乎没有受到 project 和team工作的实际训练，缺乏以团队方式解决实际问题的能力，局限了其职业生涯。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，CMMI是软件企业的软件过程能力的评估依据，TSP是小组软件开发过程，PSP是个体软件过程，在CDIO工程教育的大背景下，引进软件行业的实施与评价模型，对软件专业的项目实施的工程化具有重要意义。

实施团队教学的实体，是由多个团队及个人组成的，组织级的过程改进需要团队及个人行为的改变，要高质量的完成软件课程的教学过程，需要参与过程的每位同学都能高质量地完成学习工作。PSP和TSP是专门设计用以使个人和团队的工作优化及规范化，通过让个人和团队使用些预定义的标准流程来建立可测量的目标，跟踪目标的完成情况，从而提高教学质量，与CMMI相结合，逐级构建高绩效的学习工作团队，优化整个教学组织的流程。

一、CDIO与PSP/TSP/CMMI简介

CDIO工程教育模式是目前国际国内教育改革的热点，其先进可行的理念与方法，适合工科教育教学过程各个环节的改革。CDIO是直接按照工业界的要求建立的一整套工程教育理念和实施体系,得到了国际高等工程教育界的认同。CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)4个英文单词的缩写,其名称来源于产品/系统的生命周期过程,体现了现代工业产品从构思研发到运行改良的生命全过程。是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现。它以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。

CMM能力成熟度模型(Capability Maturity Model)，是对软件组织在定义，实现，度量，控制和改善其软件过程的进程中各个发展阶段的描述。软件管理工程和其它工程管理相比有其特殊性，软件是知识产品，进度和质量都难以度量，生产效率也难以保证。其次，软件系统复杂程度也是超乎想象的。这点在教学上也是表现的比较突出。CMM的作用归纳两个主要方面：科学地评价软件开发单位的软件能力成熟等级; 帮助软件开发单位进行自检，了解自己的强项和弱项，从而不断完善和改进单位的软件开发过程，确保软件质量，提高软件开发能效率。

PSP 个体软件过程（Personal Software Process）由美国Carnegie Mellon大学软件工程研究所(CMU/SEI)于1995年推出，是由定向软件工程走向定量软件工程的一个标志。是由定向软件工程走向定量软件工程的一个标志。PSP是一种可用于控制、管理和改进个人工作方式的自我改善过程，是一个包括软件开发表格、指南和规程的结构化框架。 PSP为基于个体和小型群组软件过程的优化提供了具体而有效的途径，例如如何制订计划，如何控制质量，如何与其他人相互协作等等。在软件设计阶段， PSP的着眼点在于软件缺陷的预防，其具体办法是强化设计结束准则，而不是设计方法的选择。PSP保障软件产品质量的一个重要途径是提高设计质量。

TSP群组软件过程(Team Software Process)指导项目组成员有效规划和管理所面临的项目开发任务，指导管理软件开发队伍，使整体系统状态最佳。TSP实施集体管理与自我管理相结合，指导开发人员如何在最少的时间内，以预定的费用生产出高质量的软件产品。结合了CMM的管理方法和PSP的工程技能，将个体过程结合进小组软件过程提供方法，并将小组与组织及整个管理系统相联系；通过告诉管理层如何支持和授权项目小组，坚持高质量的工作，并且依据数据进行项目的管理，向组织展示如何应用CMM的原则和PSP的技能去生产高质量的产品。

二、应用现状

CMM/PSP/TSP是1987年美国 Carnegie Mellon 大学CMU/SEI以W.S.Humphrey为首的研究组发表的研究成果"承制方软件工程能力的评估方法"；目前，学术界和工业界公认软件能力成熟度模型CMM是当前最好的软件过程，已成为业界事实上的软件过程的工业标准。

CMMI是领先的系统集成和软件组织用来评价和改进管理过程与能力的一种标准。在中国已有许多组织通过或正在进行CMMI的咨询与评估。PSP/TSP的实施能促进过程改进所能带来的收益，同时也能加速企业通过CMMI的各级评估，更重要的是，PSP/TSP还能将改进的结果持续保持下去。

PSP是SEI等国际知名大学或软件学院中学生的必修课程，同时在各行业中也有广泛的应用。全世界有越来越多的企业实施了PSP/TSP来增强企业的竞争力，其中软件企业有Microsoft，Quarksoft， BAAN，Intuit，Advanced Information Services，Teradyne等，还有诸如集成电路，系统集成等行业的公司，如：ABB, Honeywell ，Motorola，Allied Signal，Boeing，XEROX等。PSP/TSP的实施，为这些组织在软件质量，成本控制等方面带来的显著的成效。TSP塑造团队，降低缺陷，改进质量，节省成本。从整个企业角度来看，所有经验证明PSP、TSP能加速CMMI在企业范围内的实施，同时也是维持改进的需要，是一种循序渐进的模式。

三、结合点

作为开发人员，通过PSP能够学到软件过程管理和项目管理方面最先进的技能和最佳实践管理，从而提高项目质量，改进预估和计划能力，同时减少产品缺陷。作为开发团队，TSP的实施能够在较短时间内建立高绩效的团队，能够确保团队开发产品的质量、安全性，更好地计划并控制项目时间与成本，从而改进组织的过程管理。从整个企业角度来看，所有经验证明PSP、TSP能加速CMMI在企业范围内的实施，同时也是维持改进的需要，是一种循序渐进的模式。

在CDIO改革大背景下，在CDIO整体框架下，引进PSP/TSP/CMMI中的先进方法流程，构建更高效的工程化教育流程，及评价体系，具有其先进性与可行性，具体的工作思路如下：

1.研究分析基于CDIO教育模式的软件专业教学过程与CMM软件过程的切合点

2.研究分析TSP、PSP的实施规范与流程在基于CDIO教育模式的软件专业教学中的实施点

3.探索CMMI的能力成熟度评估模型在基于CDIO教育模式的软件专业教学评价体系中的应用

四、结语

CDIO工程教育中引进行业先进的实施标准PSP/TSP/CMM进行项目实施标准的研究和流程的设计，对软件课程的项目设计、项目实施及项目评价具有现实意义，对软件人才专业能力的培养，提高与行业的融合性，给出了可行之路。