基于CDIO“软件工程”课程教学模式改革与实践＊

王 龙，魏丽娟，马艳娥，武 尧

(1.山西农业大学信息学院，山西 太谷 030800；2.山西农业大学信息科学与工程学院)

基于CDIO“软件工程”课程教学模式改革与实践＊

王 龙1，魏丽娟1，马艳娥1，武 尧2

(1.山西农业大学信息学院，山西 太谷 030800；2.山西农业大学信息科学与工程学院)

文章研究了CDIO的教学模式和方法，通过实践对CDIO教学模式进行体系构建。实践证明，CDIO教学模式可以切实加强对学生实践能力的培养，帮助学生在现代化的团队模式中进行构思和设计。一套完整的考核标准和处罚措施可以促进学生的学习积极性。真正满足时代发展提出的新要求。

CDIO；软件工程；课程教学模式；改革与实践

0 引言

软件工程教育最根本的目标是将学生真正培养成具有实践能力的工程师，简而言之，就是通过教育使得学生具备较高的职业素养，同时理论知识达到较高的水平。为了实现这一目标，教育者需不断对本科软件工程的教学方法进行创新和改革，以提高教育质量。

CDIO教学模式的出现，从一定程度上能够实现软件工程教学的改革。本文主要对该模式下的实践方式进行探讨。

1 CDIO教学模式下的培养标准

CDIO教学模式下的培养标准可以划分为很多层次，具体来说，可以分为三个级别。一共有四个一级指标，其中每个一级指标之下还设有若干个二级指标及三级指标[1]。我们根据CDIO教学模式提出培养标准，并与成都信息工程大学该专业具体的培养目标进行结合，对软件工程具体的培养标准进行了详细的制定，其内容见表1。

2 CDIO教学模式下软件工程课程体系的构建

为了让CDIO教学模式作用完全发挥，必须对软件工程专业的课程体系进行改革创新和重建。其中主要涉及到四门学科，这四门学科名称和学时学分情况见表2。这四门课程在授课学期和培养标准上都有一些差异，但是学时都保持在32学时，每门课程的学分也都是2学分[2]。四门课程的人才培养标准和培养能力指标均按表1实施。

表1 CDIO教学模式下的培养标准

表2 学时学分标准

对软件工程专业的实践类课程群进行构建时，要遵循以下的构建思想：一是学生要能够通过实践类课程的具体学习，满足表1中提出的各种能力需求；二是软件工程专业的实践课程群应按照从底部向顶部的模式进行，须遵守循序渐进原则。具体来说就是，第三学期之初开设的是工程实践I课程，教学的目标是实现学生基础编程能力的培养，实现学生对C语言等一系列基础程序的熟练运用，并可以利用这一部分专业的软件解决实际问题，提高学生动手编程能力。该门课程是所有课程中最先开设的课程，可为之后三门实践课程的开展提供必要的基础条件[3]。

学校在第四学期开设工程实践II课程，主要是培养学生的Web编程能力，涉及数据库等若干软件，可以提高学生软件设计能力，培养学生的软件需求分析能力，提升阅读和理解设计文档的能力。

学校第五学期开设工程实践III课程，主要是培养学生对软件工程测试计划进行制定的能力，需通过设计测试实例开展教学。要培养学生对测试方案实施的基本技能，在课程的最终阶段须对学生进行具体技能方面的考核，只有满足考核的学生才能具有雄厚的实践基础，为日后的工作奠定坚实的基础。

第六学期进入工程实践IV课程的学习，主要教学设想是利用具体的中型软件工程项目作为实例，让学生参与整个项目的全过程，从需求分析到进行概要设计，再到程序编程、测试，直至实现最后的系统集成和运行[4]。在参与整个项目之后，学生可以加强构思能力和设计能力，并且可以实现在企业环境和社会大背景下的一次历练，有助于提高学生的实践能力。

3 CDIO教学模式下工程实践课程教学的主要方法

软件工程专业的所有教学和实践课程都应围绕着人才培养的最终目标来进行，教学的具体内容必须覆盖表1中提到的三级指标，只有这样，才能真正培养出社会所需要的专业人才。

在具体教学方法上，所有工程实践课程都应该坚持驱动式的教学方法，教师通过一套案例的引用和讲解来进行教学活动的开展，学生在进行基础知识学习后参照教师引用的案例模板进行模仿学习，完成自己的软件工程项目，同时要注意必须坚持科学的流程。

除第三学期开展的工程实践课程I之外，其他三门实践课程都应该坚持小组学习和实践的方式，小组学习是4-6个人组成学习小组，进行相关的学习和完成作业。工程实践的每门课程都需要小组进行答辩，每个人都要参加，在答辩后，要对学生在项目实施中作出的努力和成就进行评析，这样既有利于实现科学公平的考核，也有利于提高学生的口头表达能力[5]。一般情况每个实践课程的项目答辩都是在课程的最后进行，需要花费8-12学时，下面对四门课程的主要教学内容进行介绍。

工程实践I也称编码训练，主要的教学过程：要求每个学生都根据自愿的原则选择一个小型的软件项目，针对该项目制定出具体的开发计划；在制定计划的基础上进行初步的需求分析和设计，完成程序设计文档的撰写工作。课程要求学生学习程序编码的规范，实现规范编码。在项目投入使用之后进行程序的测试，并在总结成果的基础上完成项目的答辩工作，提交项目的总结报告和成果。

工程实践 II课程又称软件技术，主要的教学过程：教师为学生提供大量资料，资料种类包括信息管理系统的软件需求、功能结构、数据库等；学生小组在对资料进行整理分析后选择合适的项目跟进，在规定的时间内对项目的原型进行设计并提交中间成果，主要包括功能设计文档和系统原型。小组成员还需要根据项目文档提出的原型进行编码设计，并实现编码，这需要小组成员进行分工合作，每个人认领一部分任务，同时每个人还必须要在组长的统一指挥下进行系统协调的工作，每个人都要完成相对完整的模块，并在项目结束时对自己完成的工作进行展示，进而完成个人答辩。

工程实践III课程也称软件测试，教师交给学生待测试软件的相关文档，包括需求文档、设计文档和源代码，要求学生分组对这三种文档资料进行分析和理解，编写出自己小组的软件测试计划书，在计划书的指引下，设计测试用例并执行，记录下相关的结果；学生在对结果进行分析的基础上做出总结报告并提交，学生根据结果进行项目答辩。

工程实践IV课程又称综合训练，该项目要求学生分小组进行，以小组为单位选择一个中型软件项目，或者由老师指定命题，小组确定选题后进行资料的收集，并完成规格说明书和设计说明书的撰写。每位学生应该有明确分工，学生独立完成说明书的设计和编码编写，并进行测试，记录测量结果。在每个人完成自己任务的基础上，学生团队进行项目的整合和源代码的提交，并在现场进行展示和答辩。

4 CDIO教学模式下软件工程专业课程的考核方式

过程化考核方式是实现对软件工程相关实践课程进行考核的最佳方式。学生的课堂到课率、小课堂表现和小组展示的情况都应纳入考核。此外还应该包括诸多环节，如在项目进行的中间环节要求每个学生提交成果，项目结束之后每个人都要进行答辩。因而最终成绩应该由平时成绩加上中间成果，再加上项目的最终答辩三部分构成。其中中间成果物应该由满足三组或以上的数目需求，不同课程对中间成果的要求存在差异，但是每一门课程的考核环节都必须要实现培养指标的全面覆盖，这是在考核中必须要实现的目标[6]。

5 结束语

本文阐述采用CDIO工程教育改革理念实现软件工程专业课程教学模式的构建，目的是切实加强对学生实践能力的培养。经实践证明，CDIO的教学模式可以实现软件工程专业学生综合能力的提升，在长达四年的教学实践中，该模式的运用确实完成了较佳的课程改革效果，不仅到达了学生自身素质水平的提高，还满足了企业对软件工程专业提出的各种需要，为软件工程专业学生就业打下扎实的专业基础。这种教学模式现阶段仍然存在一定的弊端，需要根据社会发展的现状进行不断的健全，根据不同机制反馈的多种信息进行完善，这也将是软件行业下一步研究的方向。

[1]骆斌,葛季栋,丁二玉等.软件工程专业课程体系的研究与创新实践[J].计机教育,2010.23:9-13

[2]陈澎,熊耀华,周慧.基于CDIO模式的软件工程实践教学课程建设的研究[J].软件工程,2016.1:1-3

[3]厉小军,谢波.软件工程实践课程教学改革探索[J].计算机教育,2012.3:106-110

[4]岳希,李超,李蕊等.软件工程综合实训建设与实施[J].计算机教育,2010.8:143-145

[5]韩立华,周颖,胡畅霞等.CDIO理念下工程项目教学案例开发与应用实践[J].计算机教育,2015.24:139-143

[6]姜大志,孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究——以Java类课程教学改革为例[J].高等工程教育研究,2012.4:159-164

Reform and practice of the course of“Software Engineering”based on CDIO teaching mode

Wang Long1,Wei Lijuan1,Ma Yan'e1,Wu Yao2
（1.College of Information,Shanxi Agriculture University,Taigu,Shanxi 030800,China;2.College of Information Science and Engineering,Shanxi Agricultural University）

This paper focuses on the teaching mode and method of CDIO,and constructs the system of CDIO teaching mode through practice.Practice has proved that CDIO teaching mode can strengthen the cultivation of students'practical ability,and help students conceiving and designing in the modern team mode.A complete set of evaluation criterion and punishment measures can promote students'enthusiasm in study,which really meet the new requirements of the times.

CDIO;software engineering;course teaching mode;reform and practice

TP311.5

A

1006-8228(2017)10-56-03

2017-08-17

2016年山西省高等学校教学改革创新项目“基于CMM3软件认证标准的软件专业项目实训过程控制与质量评价体系研究与实践”（J2016146）

王龙（1988-），男，山西孝义人，硕士，讲师，主要研究方向：软件工程。

10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2017.10.017