基于CDIO的软件工程专业实践教学体系研究

杨冬黎，杜 娟，吕洪艳，尹晓喆，杨 雪

(1.东北石油大学计算机与信息技术学院，黑龙江 大庆 163318;2.大庆头台油田股份有限责任公司综合服务管理中心，黑龙江 大庆 166512)

0 引言

CDIO工程教育模式是瑞典皇家工学院、美国麻省理工学院等4所大学从2000年起，经过4年的研究探索创设的，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念［1］，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12 条标准［2］。CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate 的缩写)表示构思、设计、实现、以及操作［3］，它是以产品生产或项目开发过程为主线，将产品或项目开发的过程融入学习过程，从而将学生工程实践和课程学习进行有机整合。让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习知识。

1 CDIO的国内外研究现状

2001年美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院等多所著名大学合作提出了CDIO工程教育模型。更重要的是系统提出了能力培养、实施过程、实施指导和结果检验的12条标准，具有很强的可操作性。迄今为止，已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织，全面采用CDIO工程教育理念和教学大纲，培养的学生深受社会与企业欢迎，取得了良好效果。在国内，2007年11月教育部组织召开了2007中国高等工程教育改革论坛和CDIO国际合作组织会议两个大型会议，包括香港大学、清华大学在内的40多所国内外高校的专家学者对当前高等工程教育存在的热点问题进行了热烈的讨论。此后，国内多所高校开始相继陆续借鉴CDIO模式，构建自己培养体制和教学体系。目前CDIO模式在中国教育上的运用，最为重要的是如何基于CDIO提出适合校情、专业情况和学生实际情况的特色的教学模式和方法。

2 实践教学体系研究的具体问题

软件工程专业按照“创新性、实践性、工程化、国家化”的人才培养目标，采用“3+1”的培养模式，即3年在校内学习，1年到企业进行实训，对于学生实践能力的培养贯穿于4年各环节中。软件工程专业注重素质教育、重视实践教学，提高实践技能、重视创新能力的培养。基于CDIO理念开展的实践教学采用“学中做”“做中学［4］”，把学习的主动权交给学生，能够充分挖掘学生的潜能，让每个学生都能达到最好的学习效果，真正实现人尽其能。在此过程中，形成衡量学生实践能力水平的标准，建立项目实践载体的分级标准，形成专业基础知识、个人职业技能和团队协作沟通三者之间的融合关系，最终使实践教学活动更加有序、高效地开展，从而建立一整套软件工程专业实践教学体系。

3 实践教学体系的研究内容

CDIO培养大纲考虑了工科毕业生在专业基础知识、个人职业技能、人际团队协作能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。本项目根据CDIO的思想，按照软件工程专业的实践教学培养目标，提出了以“依托一个核心标准、培养二方面素质、重视三级项目技能、提升四层次实践能力、狠抓五个实践教学环节”为主要内容的具有软件工程特色的实践教学体系。“一个核心标准”即CDIO标准，依据这样的标准，将CDIO的理念整合到实践教学体系中，建立专业基础知识、个人的职业技能和团队协作沟通的人际技能三者之间的融合关系。专注两方面的素质培养包括创新能力与团队合作能力的培养。软件学院为培养学生的创新实践意识，注重课上和课下的互补，从设备、场地、资金、指导教师等方面对学生的科技创新活动提供支持，通过科技专项讲座、科技竞赛、创新实践三个环节对学生进行培养锻炼，目前取得了初步的效果。团队合作意识的培养是软件学院建院之初就坚持的目标。该专业一直注重在学生短学期课程设计和去企业参加实训过程中全采取团队开发模式，让学生在实际课题和实际项目中得到训练，逐渐养成团队合作意识，这些在传统的教学中是无法得到训练的。三级项目技能分别是挑战性技能、综合性技能和企业级技能。主要是针对软件工程专业的学生在中型、中小型、中到大型的项目中学生所要达到的技能和应该具有的创新能力。

提升四层次实践能力。按照CDIO标准的划分的四级实践能力分别是:基础级、课程级、项目级和企业级。基础级这一层次是针对刚刚步入大学校门的大一学生而言的，新生要学习软工专业基础课程，其中会涉及到一些初步的编程语言。经过一到两年的课程学习后，开始接触软工专业的核心课程群，学生进入到课程级层次。项目级层次，学生逐渐开始接触各类中小型及更大的项目级别的实践活动，更深入的进入到团体作战环节。在企业级层次，学生通过企业实训的方式参与实际的企业项目开发，体验业界真实开发环境。在此过程中，重要的不仅仅是能力锻炼，还有职业道德的培养，这对于学生成为真正意义上的软件工程人才具有重要的意义。

狠抓五个实践教学环节。本项目研究如何通过各个实践环节的具体实施，使学生达到CDIO大纲的要求，成为“零适应期”的高校毕业生。软工专业的实践教学主要包括课内实验、课外实践活动(创新实验、竞赛和研究室实践)、课程设计、企业实训、毕业设计五个教学环节。学生可以同时参与一个或多个实践环节。参加的目的是培养学生的动手能力和实践能力，缩短学生毕业后进入企业的适应期。

4 研究具体措施

在全面体会和掌握CDIO理念的基础上，构建创新培养机制，按照4级实践能力，对实践项目的等级进行划分，从而建立项目库。整合教学资源，注重第一课堂和第二课堂之间协调关系，科学合理地安排教学环节，增设创新方向，最终建立适合软件学院教学和企业需要的完备的实践教学体系。具体措施如下:

4.1 CDIO教育模式标准的研究

本课题的首要关键问题就是深入研究和理解CDIO标准，从而应用到软件工程专业的实践教学体系中，更好地指导实践教学活动。

4.2 项目等级的划分及项目库的建立

结合不同的实践阶段、课程完成情况、实践能力情况来分析学生可能具备的实践能力级别，制定适宜的项目等级，发挥项目载体作用，使学生的实践能力得到锻炼。项目库的建立需要长时间的总结和积累，尤其是分级别的项目更需要投入大量的人力和物力来获取，因此项目库的建立是本项目的一个关键问题。

4.3 四个能力级别的科学划分

根据CDIO教育理念，将学生在不同学习阶段应达到的实践能力进行等级划分。结合不同学习阶段和实践环节来划分，每个阶段的学生应达到此阶段的能力级别从而使实践教学环节的培养目标更加明确。

5 结语

通过在实验室环境下“讲练一体”的授课，软件工程专业学生的动手能力明显强于其他专业学生。遇到一个新的项目，该专业学生的系统构建能力、解决问题的能力和团队协作能力也大大强于其他专业学生。该方式培养下的第一批软工毕业生就业率达到90%以上。借鉴CDIO理念实践教学体系在软工专业已取得的效果明显，值得应用和推广。

［1］戴雯慧.基于CDIO理念的软件专业课程体系的建设与研究［J］.电脑开发与应用，2011(12):23－25.

［2］顾佩华，沈民奋，李升平.从CDIO到EIP－CDIO—汕头大学工程教育与人才培养模式探索［J］.高等工程教育研究，2008(1):12－20.

［3］陈芸.基于CDIO理念的软件人才培养模式的探索与实践［J］.金华职业技术学院学报，2013(3):25－27.

［4］查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008(3):1－6.