以CDIO为导向的计算机专业毕业设计改革探索

李贯峰 刘平

摘要：毕业设计是高校本科教育中的重要实践环节。为提升计算机专业毕业设计的教学质量，以CDIO工程理念为导向，分别从设计选题模式、实施过程、校企合作以及毕业设计评价等几个方面提出了应对措施。实现提高学生的工程素养和业务水平，推动毕业设计教学与产业需求的良性衔接。

关键词：CDIO;毕业设计;计算机专业;教学改革

中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0137-02

计算机专业本科毕业设计是实现专业人才培养目标的综合性实践教学环节，是培养学生运用本学科的基本理论和知识，提高分析和解决实际问题能力的重要途径，也是对学生业务能力和专业素质的全面检查。毕业设计是衡量高校教育质量和办学水平的一项重要评价内容。近年来，随着高校的大量扩招，师资力量严重不足，同时学生面临实习、求职和深造等诸多现实问题，本科毕业设计质量质量下降已经成为当下本科毕业设计中的普遍现象。

CDIO理论基础来源于认知心理学派的建构主义（constructivism）思想，强调知识需借助他人的帮助，通过人际协助活动，依据自身已有的知识和经验主动的加以建构。CDIO所代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）4个环节是企业在真实社会环境中的产品开发流程。它以从产品研发到产品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[1]。实施CDIO教育模式需要学校、社会和产业密切合作，需要学校各个环节、各个部门积极配合，需要方案设计、实施、评估等一系列的具体环节，是一个复杂的系统工程[2]。

本文借鉴CDIO教育理念，以培养具有扎实的工程基础知识、创造性应用能力、良好的团队合作精神、工程系统实践素养的应用型人才为教学目标，对计算机专业毕业设计教学模式进行了系统化，工程化的改革。

一、计算机专业毕业设计存在的问题

由于诸多现实问题，使得当下计算机专业毕业设计环节中出现了一些亟待解决的问题，具体表现在以下几个方面：

1.专业基础知识的整体把握不够，缺乏系统的科研训练，科研思维和独立解决问题能力不足，知识串联和综合技能应用能力欠缺。多数软件功能不完善，论文写作内容空洞，重点不突出，格式不规范。

2.多数学生认为毕业设计时间安排不合理，项目不能在充裕的时间内完成，加之学生外出找工作、考研、实习与毕业设计时间部分重叠，毕业生关注重心转移，学生普遍忽视了毕业设计，真正用在毕业设计上的时间大大缩水。项目进度偏慢，难以实现预期的毕业设计效果。

3.学生在认识上存在误区，思想上不重视

近年来，受高校扩招和教育产业化等社会大环境的影响，学生在思想上对毕业设计不够重视。一些学生认为毕业设计只要能合格就行，从而忽视毕业设计环节，甚至有的同学认为从网上下载代码和论文就可以过关或者直接把上一届同学的毕业成果拿来上交，加之毕业设计过程中监管不力，使得抄袭现象时有发生。

4.毕业设计的题目具有局限性，选题不合理，学生缺乏主观能动性

目前，絕大多数设计（论文）题目由指导教师给定，并非根据学生个人兴趣、爱好和特点来选定，学生往往只是按教师的指导查阅部分资料，然后根据教师的设计或方法完成后续工作，因而毕业设计（论文）过程中缺乏学生本人的创新性思考。

5.指导老师倾向放宽要求，毕业答辩流于形式

因为师资力量严重不足，教师的教学和科研任务重，造成教师在毕业设计的投入上力不从心。另外教师不希望看到学生因毕业设计（论文）不合格而影响就业，所以对毕业设计（论文）的答辩检查就相对放松，没有严格要求，几乎没有学生因毕业设计质量不合格而推迟毕业，这无形中致使学生对此项教学环节不够重视。加之学校在制度上对答辩的监督不够，在毕业设计的过程中缺乏有效的管理，造成了答辩过程流于形式，未达到真正的检验目的。

二、构建基于 CDIO 工程理念的毕业设计模式

为了解决毕业设计环节普遍存在的一些问题，缩小企业用人要求与计算机专业人才培养之间的差距，更好地实现工程教育改革目标，以CDIO能力培养为导向，按照构思、设计、实施、运行4个环节进行计算机毕业设计教学改革，保证毕业设计改革的合理性和科学性。

1.结合工程需求，明确设计任务，构思实施方案

改变目前的“导师命题-学生选题”毕业设计模式，充分强调整个毕业设计过程中以学生为主体的理念。毕业设计题目的确定是一个复杂的过程，毕业设计题目的设置应具有一定的工程性、实践性和创新性。一方面题目应反映学生专业知识的综合应用能力，从而达到培养学生分析问题、解决问题的能力。另一方面要体现出计算机专业的工程背景的特点，结合学生本科阶段学习的主要课程。学生可以根据他们在企业实习中发现的工程实际问题进行研究，也可以根据企业工程师或校内指导教师的相关科研项目进行研究。选择具有实际应用价值和明确工程背景的题目作为毕业设计题目，选题源于生产实际现场，其目的在于培养和加强学生的综合工程能力。毕业论文选题过程采取项目申报、立项的形式进行，学生打算参加哪个项目，小组成员要共同协作写出项目申请书。确定具有应用价值和明确工程背景的题目作为毕业设计题目，不但可以提高学生进行毕业设计的积极性，而且有助于学生胜任未来相关技术岗位工作。学生在明确设计任务后，构思实施方案，同时指导教师要对方案进行审核，让学生修改完善。方案确定后要进行任务分解，制订相应的工作进度。

2.综合运用专业知识，倡导团队合作，培养学生解决问题的能力

由于学生在相关课程的学习中已经掌握计算机软、硬件系统设计的相关理论和方法，而分析和设计是计算机专业毕业设计过程中的关键过程。因此，该阶段的任务是集中完成具体的设计，即描述实现设计的计划、需求、流程以及算法。计算机软件的设计不仅仅是可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计等基本过程，还需要确定系统中功能模块的范围、定义和功能设计等细节。由于课题小组成员各自分工不同，需要团队成员经常沟通、讨论。遇到困难问题，团队成员应该在指导教师的引导下寻找解决问题的途径。在毕业设计过程中学生遵从CDIO工程理念，以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习知识。设计阶段应完成系统的体系架构、功能模块的划分、接口的规范设计、开发工具的使用说明等任务，并提交相关设计说明书等资料。

3.加强过程监控，利用校企联合的形式提升学生的工程素养

项目的实现、运作实现阶段，即把设计的内容转化为实际的软、硬件系统，包括编码、调试、测试等过程。在编码阶段主要是让学生养成好的开发习惯，保证代码的结构化、可读性和可移植性;及时进行模块测试，写出测试计划，提交测试分析报告。此外，这一阶段教师还要做好毕业设计评估工作中对毕业设计工作的中期检查，完成中期报告。除了阐述设计思路、工作原理、关键技术外，教师还要参照任务书检查已完成的任务、尚需完成的任务、存在的问题、解决方法等，同时对毕业设计工作进度给予评价。教师通过中期检查及时发现并纠正存在的问题，督促学生按任务书中的要求和时间进度完成工作[3]。

中国的工科高校大多是关门办学，缺乏与产业和社会的沟通互动，这样的工程教育难以满足产业需求。培养应用型人才的目的是为了服务于实践和生产。为了加强学生解决实际工程问题的能力，学校要考虑学生就业实际，促进校企合作，探索“走出去”（送学生到企业实习）和“请进来”（聘请岗位一线人员为指导教师）相结合的新路子。企业为学生提供了实习和就业的机会，学生在实习阶段可一边学习，一边进行毕业设计和论文的撰写。现在大部分学校都采用“3+1”的教学模式，即学生在学校进行3年的理论学习加1年的实践学习。学生在第七学期就到实习企业，熟悉工作环境，适应岗位需求，尽快胜任工作。另外，通过聘请企业的工程师担任毕业设计的副导师，对学生进行工程实战的培训，从工程师的宝贵经验中得到启示。通过对企业的管理程序、生产流程等方面的研究，提高了学生的工程素养、业务技术和社交能力。

4.制定科学的的评价体系，完善各项规章制度

评价标准是实施CDIO的关键，根据CDIO工程理念对学生的要求，对毕业设计教学的评价应从专业技术知识、创新能力、实践能力和团队协作能力4个方面进行，通过制订多元化、多层次、可供组合的毕业设计质量评价标准与指标，实现科学合理的评价模式。评价不能像传统评价模式，只集中在毕业设计答辩环节，应该体现在毕业设计的多个方面，贯穿整个毕业设计过程中，突出阶段性的特点。引人CDIO模型后，评价的功能应由侧重成绩“优差”转向侧重包括品德、兴趣、特长、能力等学生的个性特点，力求知识与能力的协调统一，突出对学生的工程意识建立、工程实践能力和产业经验的评价。

完善的毕业设计过程管理和健全的规章制度是提升毕业设计质量的保障和必要条件。首先，学校通过制定统一的规章制度，在管理者、指導教师和学生中形成工作规范和约束机制。这些规章制度要包括毕业设计基本要求、过程管理和监控等具体内容，明确对指导教师和学生的基本要求，规范毕业设计过程中任务书、开题报告、中期检查报告和论文的格式。学校要结合专业特点，组织相关专家制定合理的开题、毕业设计质量评分标准、答辩程序及考核工作条例等，并依据毕业设计工作流程建立网络化管理、实时跟踪过程管理，使整个毕业环节的过程管理有章可循。其次，学校要成立专门的毕业设计工作委员会并聘请经验丰富的退休教授成立学院毕业设计督导组，通过抽查措施形成监督机制，对毕业过程每个阶段的工作进行监督检查。各阶段检查的主要内容如下：前期检查学生的选题是否合理，审查任务书填写是否规范，落实学生的开题工作情况，了解课题研究所需的条件是否具备;中期主要检查学生执行情况、毕业设计的记录情况、毕业设计的工作进度及毕业设计工作中存在的困难;后期主要检查毕业设计任务完成的情况，审查各阶段提交的文档是否完整规范，毕业设计成绩评定是否合理。通过毕业设计督导组评价、学生对设计毕业工作的反馈等机制，将毕业教学方法的改进和教学效果的提高落到实处。通过各种教学奖励、学生综合测评等措施形成激励机制。按照不同阶段不同权重进行全面考核评价，对学生以及指导教师分别进行表扬、奖励，这样可激励广大师生更为重视毕业设计。

三、结束语

毕业设计是一项综合性的训练，本文在面对计算机专业毕业设计中存在的问题，以CDIO工程理念为导向，提出解决问题的路径。按照构思、设计、实施、运行4个环节进行计算机毕业设计教学改革，同时加大对毕业设计过程的监督和检查力度，提高计算机专业学生的毕业设计的质量。

参考文献：

[1]Berggren K F， Brodeur D，Crawley E F，et al. CDIO： An international initiative for reforming engineering education[J].World Transactions on Engineering and Technology Education，2003，（1）：49-52.

[2]王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究，2009，

（5）：86-87.

[3]李贯峰，李萍，秦飞舟.融入CDIO理念的计算机专业毕业设计[J].计算机教育，2014，（8）：22-26.

（责任编辑：刘翠枝）