应用型本科软件工程专业CDIO课程改革研究与实践

杨秀菊，胡家正

（泉州信息工程学院 软件学院，福建 泉州 362000）

应用型本科软件工程专业CDIO课程改革研究与实践

杨秀菊，胡家正

（泉州信息工程学院 软件学院，福建 泉州 362000）

为更好地培养与企业要求相符的软件人才，针对软件相关人才培养中工程能力较低的问题，根据目前应用型本科院校的实际情况，提出软件工程专业在CDIO课程体系构建和CDIO阶梯递进式实践教学体系构建两个方面的建设方案，以期找到一条适合于应用型本科的课程改革模式.

应用型本科；软件工程；CDIO课程体系；CDIO实践教学体系

应用型本科是指以应用型为办学定位，而不是以科研为办学定位的本科院校，现阶段一般包括所有的本科第二批、本科第三批录取院校.应用型本科教育对于满足中国经济社会发展，对高层次应用型人才需要以及推进中国高等教育大众化进程起到了积极的促进作用[1].

2014年3月中国教育部改革方向已经明确：全国普通本科高等院校1200所学校中，将有600多所逐步向应用技术型大学转变，转型的大学本科院校正好占高校总数的50%.在这种发展形式下，应用型本科课程改革也势在必行[1].

软件工程专业是高等院校计算机专业的重要组成部分，是一个实验、实践性很强的专业，目前单纯的依靠课堂教学或实验教学很难实现预期的教学目标.因此，我们将CDIO教学理念引入到计算机软件工程教学工作中，激发学生学习积极性与兴趣，在实践中让学生掌握专业知识与提高实践能力的双重发展.

1 应用型本科院校目前所面临的问题

强化实践教学还未形成各高校普遍的理念.部分师生对应用型人才培养模式认识和对强化实践教学重要性的认识还停留在表面，缺乏深层次的认识.适应高素质应用型人才培养的教学手段和方法仍显短缺和落后.校外实习基地建设相对较薄弱，远远不能满足高校教学实践要求.课程模式还待于进一步改进与提高，传统的教育教学方式亟待进行改革.

目前国内缺乏对应用型本科软件工程课程的教学实践，软件工程基础课程与部分高级课程需要全新构造，非常难觅教材和成熟的教学资源，从而导致软件工程专业教学在实施时面临很大困难，大多数高校只能因循计算机科学专业传统课程过渡.因此，贯彻软件工程优先教育理念与落实系统化的软件工程专业教学体系成为摆在广大教育工作者面前的一个巨大挑战.针对这些问题，我们提出对软件工程课程体系和实践体系进行改革与探索，以找到一条适合于应用型本科的一种课程模式.

2 软件工程专业CDIO课程体系构建

软件产业则迫切需要能够综合运用各种工程技术知识解决具体问题的实用性人才.这正是应用型本科大学所研究和追求的目标，根据CDIO（CDIO代表构思（Conceive）、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)）工程教育模式，以工程项目从研发到运行的生命周期为载体[2]，通过项目设计将整个课程体系进行整合.分别从基础理论、专业知识和工程化技能学习，这三个实践过程强调把工程化素质培养作为学生自始至终关注的主线，从工程观、系统观和产品观，进行规划专业课程.

图1 项目案例引入各阶段教学

学生应具备专业知识、工程技术能力以及良好的工程素养.结合软件工程专业人才培养标准、软件工程行业开发规范和技术特征，如图1所示，在不同阶段将具体项目融入教学，基于项目导向理论知识，培养工程化特征明显的学生；在项目案例引入各教学阶段时，应夯实学生的基础理论知识与基本实践技能；在强化工程技术阶段，项目案例应涵盖前端技术课程，工程实训阶段项目案例需引入企业真实项目.通过3个阶段的教学，学生能够具备软件工程师的基本编程、综合设计及工程实训等能力[3].

在基础理论实践过程中，基于项目导向的课程体系构建，对多门传统课程教学内容进行工程化改造，充实工程教学内容，强调在做中学习.课程内容以一个软件系统的开发过程来组织教学，即软件系统按照需求、分析、设计、实现和测试等工作流程来进行[4].理论应用部分主要以面向对象程序设计为基础，锻炼学生的建模和实现能力，如表1.

表1 软件过程流程与课程理论内容的关系

3 软件工程专业CDIO阶梯递进式[5]实践教学体系构建

根据普通高等院校软件工程专业课程规划和CDIO工程认证标准设置课程和学时，构建层次清晰的教学实践体系及内容，培养应用型软件工程专业人才；同时，结合国内软件产业及校内办学的实际情况，在校企协同育人的基础上，构建由目标体系、内容体系、管理体系、保障体系和评价体系组成的工程实践教学体系如图2所示，各个组成部分形成一个闭环，在运行过程中不断改进、完善.

图2 工程实践教学体系

3.1 工程实践教学目标体系

以工科应用型人才的工程实践与创新能力为主线，从工程意识、工程素养和工程能力三个维度确立工程实践教学目标.

工程意识是培养学生具备良好的创新意识、质量意识、实践意识、责任意识；工程素养是培养学生良好的观察、分析、实践与创造能力，学习、沟通与管理能力，严谨的作风、优秀的品格和敬业精神；工程能力是培养学生具备良好的工程设计、工程实施和工程创新能力，具有从事工程实践活动的实际本领和能力.

图3 工程实践教学目标体系

3.2 工程实践教学内容体系

将CDIO工程教育理念全面渗透于专业基础课程实践、专业课程设计和综合实训中，形成基于CDIO工程教育理念的阶梯递进式实践教学体系[4].

图4 工程实践教学内容体系

学生在大学四年学习期间，第1学期从企业见习、专业认知、职业生涯教育开始，接受工程认知能力培养；第1-4学期从课程实验、课程设计和基础竞赛中接受工程实验能力训练；第4、5学期从参与专业社团、项目短训与科技竞赛中培养工程设计能力；第5、6学期通过实务专题、综合实训和学科竞赛提升工程实施能力；第7、8学期从毕业设计、生产实习与创新实践中培养工程实践与创新能力.整个实践教学内容体系，贯穿于整个大学学习过程，由五个环节组成，每个环节侧重一种能力的训练.五个实践环节按照实践认知的规律构建，知识点由浅入深、难易度由简单到复杂，“做中学、学中做”相结合，构建了循序渐进、逐步提升的工程能力培养途径.

3.3 工程实践教学管理体系

对实践教学进行科学有效的管理，是提高和保证工程实践教学质量的重要举措，构建一个科学完善的实践教学管理体系具有重要的意义.实践教学管理体系主要包括实践教学组织管理、运行管理和制度管理3个方面.

(一)组织管理.由各二级学院成立实践教学管理中心对实践教学进行宏观管理，制定相应的管理办法和措施，各专业具体负责实践教学的组织与实施工作.

(二)制度管理.由学校教务处制定与实践教学内容和实施过程配套的规章制度、管理文件和奖励办法，包括修订人才培养方案的实践教学体系要求、实践教学各个环节的教学管理规定、实践教学第二课堂的学分认定办法及奖励办法等.

(三)运行管理.运行管理是工程实践教学管理体系的核心组成部分，根据过程管理的思想，建立一个由计划管理、执行管理、过程监控、反馈调整组成的闭环.

3.4 工程实践教学保障体系

“校企合作、协同育人”是提升实践教学水平和人才培养质量的重要保障.如图6所示，这就要求与企业全方位、全过程的协同育人，从课程体系构建、师资队伍培养、实践平台建设、教学资源开发和教学过程五个维度加强校企合作，为实践教学体系的实施提供强有力的保障，实现工程应用型人才培养质量的全面提升.

（一）采用基于工作过程系统化方法，构建实践教学核心课程体系.通过对行业企业的人才结构现状、人才需求情况进行调研，确定专业人才培养定位；然后对毕业生对口就业岗位的典型工作任务进行调研、分析，归纳人才成长过程和不同阶段的知识能力要求；最后进行学习领域转换，构建人才培养过程实践教学的核心课程体系，实现专业实践与岗位技能对接.

（二）与周边对口企业建立战略合作关系，一般选择具备一定规模，发展势态良好的企业共建师资队伍，建立教师、工程师双向轮岗机制，培养实践教学需要“双师双能型”师资队伍.

（三）与实力雄厚且对教育感兴趣的企业，进行深度合作，共建校内实验室、实训室、校外生产性实训基地和实习基地等平台，为实践教学提供场所保障.

（四）加强与合作企业工程师互动，建立专业教学团队，采取滚动的开展实践教学核心专业课程和实训教学资源开发，保证实践教学内容的先进性和岗位适应性.

（五）优化配置学校与合作企业各种教学资源，合作企业参与进阶式工程能力培养全过程，为工程实践教学的实施提供过程保障.

3.5 工程实践教学评价体系

客观准确的评价实践教学，需要结合实践教学活动的具体特点进行有针对性的考核与评价.实践教学评价是一个复杂的问题，要充分考虑专业人才培养目标，突出应用型人才培养的特点，评价的主体与考核的方式都应多元化.如图7所示，参照斯塔弗尔比姆首创的CIPP评价模式，设计实践教学评价指标体系由背景评价、投入评价、过程评价和成效评价四部分组成.

(一)背景评价：评价指标主要包括实践教学目标是否合理明确、是否被知晓与认同及合作企业的专业实力.

(二)投入评价：评价指标主要包括实践教学平台、资源、师资和实践教学经费的投入，以及合作企业的意愿.

(三)过程评价：是评价体系的核心组成部分，主要包括对实践教学组织、管理、计划、实施、考核等环节，以及师生投入程度的评价.

(四)成效评价：评价指标包括学生工程实践能力、竞赛获奖、就业质量与用人单位的评价.

4 结束语

软件工程专业CDIO课程改革应用于泉州信息工程学院软件学院，目前已经建立了课程体系，初步建立了阶梯递进式实践教学体系，还会进一步完善与校外企业实践基地的深入合作，希望尽快提升应用型本科软件工程毕业生的工程能力.实践表明，新的教学改革能较好地激发学生学习热情和学习兴趣，显著提高了学生的工程实践能力和团队合作能力，受到泉州本地软件企业的热情欢迎.

〔1〕百度百科.词条:应用型本科.https://baike.baidu.com/item/应用型本科/7200590?fr=aladdin.

〔2〕廖志芳.软件工程CDIO“五位一体”实践教学体系.计算机教育，2010（11）:128-131.

〔3〕范洪辉.基于项目导向与情景模式的软件工程专业课程教学研究[J].计算机教育，2015（16）:70-73.

〔4〕段恩泽.基于TOPCARES-CDIO的软件工程专业课程一体化改革与实践[J].计算机教育，2017（2）:122-125.

〔5〕沈桂芳.基于CDIO的应用型卓越软件工程师人才培养模式研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2017（33）:83-85.

G642

A

1673-260X（2017）09-0135-03

2017-07-20

2016年福建省中青年教师教育科研项目（JAT160616）