基于CDIO的软件工程课程教学质量保障体系的构建探索
时间：2022-11-03 来源：博通范文网 本文已影响 人 
【摘要】针对我校软件工程专业的特色，本文以CDIO工程教育模式为指导，将“做中学”教育理念引入软件工程课程教学中，以校企合作办学为依据，从夯实基础教学、各种能力的培养等几个方面构建该课程的教学质量保障体系，实践结果表明，基于CDIO的软件工程课程过程教学质量保障体系的构建取得了良好的教学效果。
【关键词】CDIO;软件工程;质量保障体系
1.引言
CDIO即Conceive（构思）、Design（设计）、Implement（实现）和Operate（运作），是近年来国际工程教育改革的最新成果。它从产品的研发到产品的正常运行这一整个生命周期作为载体指导工程教学过程，提出了系统的能力培养教学大纲，该大纲包括的范围基本涵盖了学生的基本理论知识;个人素质、个人发展、协作能力;对大系统的适应和调控能力等几个方面。CDIO工程教育模式自提出至今，已获得全球范围的广泛接受与采纳，世界范围内几十所著名大学已全面认可并采用了该工程教育模式，并已取得很好的教学效应与社会效益，与此同时国内部分高校也已展开对该模式的研究、探索与实践。
软件工程是一门综合性和实践性很强的核心课程，国内各高校的计算机相关专业都开设了软件工程课程。目前该课程的教学存在其他工程类课程一样的诸多重大问题：
（1）注重理论、个人学术能力、既有科技;轻视实践、团队协作意识、创新进取等问题;
（2）课堂教学以教师讲授为主，通常采用一贯填鸭式的教学方法，完全忽视掉学生的主动性与参与性，即使是在实践课的教学环节，学生仍只是根据老师所布置作业的内容、步骤进行操练，以期达到记忆或理解课堂内容的目的，往往忽略掉学生的对问题的分析解决、创新学习能力等综合技能的培养，如此一来，要想得到较好的教学效果、培养学生较强的实践能力十分因难，因此，将CDIO工程教育模式应用于软件工程课程的教学与人才培养过程非常合适。
其最为显著的特点即“做中学”的理念，强调创新意识与应用实践、沟通协调与团队协作能力，以现实的软件项目的开发为主线来组织整个教学过程，这是与传统教学模式最大的区别所在。
当前，许多高校都已建立了自己的教学质量保障体系，但是该体系存在诸多问题。首先，这些体系大多是学校宏观层面的保障体系，一般同一所学校均采用同一套体系，无论何专业、何学科均如此，这很明显是不够合理的。其次，一些高校仍普遍认为所谓的教学质量保障体系即是监控教师教学过程，因此一味地加强对教学过程的监控，从而严重挫伤教师学生在教学活动中的积极性与创造性。第三，部分高校重视繁杂的规章制度的建设，忽视教学过程的质量改进创新，直接后果即师生认同感、参与度不高。第四，在CDIO工程教学模式下，传统的教学质量保障体系显然不再适用。因此，为保证软件工程课程教学质量，建立基于CDIO工程教育模式的课程教学质量保障体系对于解决实践教学中的问题尤为重要。
为了保证和提高课程教学质量，特将CDIO工程教育模式应用于软件工程课程教学过程，尝试构建一套完整的教学质量保障体系，让学生以主动的、实践的、全面能力培养的方式学习软件工程课程，实践结果表明，取得了很好的效果。
2.构建严格的教学质量保障体系
本科教学质量是人才培养的根本保障。教学质量保障体系是一个运转有序、相互协调、相互促进的有机整体，是以提高教学质量为核心，将教学过程的各个环节、各个部门的职能与管理活动进行合理组织，从而高效地实现高素质人才培养的核心目标。
2.1 夯实基础的教学策略
以夯实基础知识为教学策略，明确以CDIO能力培养为教学目标、以CDIO过程控制为导向的人才培养模式，通过项目的CDIO的实践过程将整体课程体系进行系统地、有机地串联起来。基础知识的教学策略主要体现为：
2.1.1 明确教学目标，确定教学内容
将CDIO理念贯彻到指导思想、培养目标、教学计划、课程大纲、教学方法和考核方式等方面：
（1）选择教学的重点难点内容，着重介绍软件工程的相关基础、原理、方法和工具，并根据学生的特点和实际对教学内容进行针对性的删减和补充。
（2）增加案例教学的内容，针对软件工程本科生缺乏实际项目经验，在教学内容中列入多方面的典型案例，包括一些具有成功性、经验性的和失败性、教训性的软件开发案例。同时，选择一个具有教学意义的完整项目案例贯穿于整个课程教学环节。
（3）与学科前沿接轨。在各章都补充相关的软件业界的前沿技术、方法的最新科技动态，让学生实时了解行业的最新前沿。
2.1.2 强化教学过程的质量监管，促进新的教学思維的探索
强化教学过程的严格管理，是确保教学质量、实施CDIO人才培养模式的关键。
（1）提高学生的软件工程意识，重视理论对实践指导作用的重要性。在介绍软件工程发展历史的同时，以一些著名的成功和失败案例为切入点。比如1963年美国用于控制火星探测器的计算机软件中的一个“，”被误写为“。”，而致使飞往火星的探测器发生爆炸，造成高达数亿美元的损失等。从本案例可认识到软件危机的产生除与软件本身的特点有关之外，还突显人为因素的重要性，从而改变普遍认为的软件开发等同于写代码的偏颇观念。在当前国内大多以手工作坊式的生产方式进行软件开发，大多数用错误方法开发出来的许多软件系统即使经过艰难的维护、完善和修改，最后却仍不得不以失败告终，造成人、财、物的浪费，因而软件开发走向“工程化”是不可逆转的发展方向。走向“工程化”则必须以软件工程学的原理为指导、技术方法为依托，严格遵循软件工程的程序和规范。通过这些学习，使学生认识到软件工程的实用性和必要性，有助于培养学生的软件工程意识，树立“工程化”的思维和观念。
（2）阐述软件工程的全局性。在软件工程知识体系结构中，软件工程课程不同于高级程序设计语言、数据结构、数据库系统概论、操作系统原理等专业课程着重对学生解决局部问题能力的培养，而是着眼于学生解决全局问题能力的培养。因此，在教学内容的组织和软件开发方法的传授过程中，强调全局观、整体观对高质量的软件开发活动的重要性是本课程的显著特点。例如，我们以“线索----分析----结构----设计”为教学路线进行推进，即按照“软件开发模型及各阶段中的软件开发技术”为线索组织教学内容，针对每种具体的开发技术时，要求学生首先以需求分析着手，来确定软件的系统宏观化结构，逐步微观化完成整体设计。
（3）逻辑关联是各主要知识点之间的桥梁。软件工程各主要知识点之间均有逻辑关联关系，不可或缺。例如在讲述软件设计中需求分析的重要作用时强调软件结构与数据流图之间的关系;讲解需求分析、系统设计和详细设计三项开发活动之间的关联时，将测试用例生成技术和需求分析模型、软件设计模型相联系，从而使学生深刻认识到软件工程的原理和方法贯穿于所有软件开发活动中。教学过程中还鼓励学生将已学过的相关课程知识联系起来，分析、比较并设计出解决问题的技术方案。强调理论指导实践的重要性，提高学生的软件工程意识。
2.2 能力培养策略
我院的软件工程专业是湖北省战略性新兴（支柱）产业人才培养规划专业、湖北省专业综合改革试点专业、湖北省服务外包人才培养对口专业，是学校应用技术型重点培育专业，本专业与东软集团联合办学，软件工程课程教学以校企合作为依托，以企业实际项目为驱动，将软件工程课程教学与企业优质资源深度结合，全面实践CDIO。将企业中资深工程技术人员的软件开发实例和企业实际项目并入教学内容，使学生能够更好地深入接触企业的工作内容、工作要求，通过需求分析和实例设计来实现运作系统，以深入展示一个软件产品或系统完整的开发设计过程，从而体现“做中学”和“基于项目的培养”的精髓。
（1）培养学生的工程价值观与工程能力。提倡自主学习的构思、设计、实践和操作。鼓励学生把软件工程的工程意识和思维时时刻刻用于自己所接触到的各项软件相关活动中，对于各种课程设计、校企合作项目，自行安排进度和控制，能很好的提升学生的工程掌控能力。
（2）培养学生的团队精神。软件开发从来不是一个人能完成得了的，必须是一个集体智慧的结晶，因而团队精神、相互协作和沟通能力与意识的培养相当重要。目前多数学生都是独生子女，在成长过程中接触和喜欢的是展示个人的能力，体现在团队精神、沟通能力和协作能力相对較差。因而在各类课程实践项目和校企合作项目中，教学环节均设计成小组为单位，锻炼学生的协作能力。课程评价也以小组为单位，可以增强学生的团结协作意识。从教学效果看，学生的主动沟通能力和协作能力明显提高。
（3）培养学生的实践能力。高的教学水平离不开高质量师资队伍，师资一直是人才培养质量的重要保证，因而提高教师对该课程的实践能力是提高学生的CDIO实践能力和创新能力的源泉。借助校企合作平台，一是直接聘请企业资深工程技术人员合作完成学生的实践环节指导工作;二是每年输送青年教师进入企业、参与企业实际项目研发，逐渐形成了一支理论基础与实践能力并重的教师队伍。我校软件工程课程的各类教师均具备实际项目开发的经验。三是采用项目驱动教学，加强CDIO工程实践比重。在培养方案中增加实验课及课程设计所占比重，由企业资深工程技术人员或在企业中参与过实际工程项目的教师进行指导，以企业实际项目或教师科研项目为题目，学生采取分组模式完成实践任务，使学生有机会针对实际项目将自己置于决策者或解决问题的地位，让学生在责任感和自豪感中综合利用所学的知识进行分析、设计和实现。
2.3 制定新的课程考核体系
以能力考核为侧重、全面考核学生知识水平。在完善课程考核形式方面，以全方位、多元化的方式考核学生的软件工程的学习能力，来代替并摒弃“一考定乾坤”的理论试卷考核模式，从而全面地展示学生的学习状况，提高学生的学习主动性和积极性。该课程考核从知识结构方面，可分为理论知识考试、实践能力测试;从能力结构方面，可分为项目文档撰写及项目小组答辩等，通过多元化、多环节的考察，综合评定学生成绩。该考核体系注重学生在CDIO过程中软件工程课程的基础知识、个人能力、团队精神和工程系统能力这四个层面上的训练和知识积累，从CDIO培养大纲的角度对学生知识结构和能力进行全面的考核。
3.结束语
从课程本身出发，如何评估该课程教学质量得到保障是一个系统的工程，在进行改革探索时，不可能面面俱到，往往需要根据学生培养目标与层次等特点进行具体的分析与调整。本文的探索主要是针对传统教学过程中的缺陷，结合CDIO工程教学模式的目标与要求，提出了一些策略和方法，经实践证明这些策略和方法对软件工程课程教学而言，是行之有效的。由于CDIO人才培养模式本身体系非常庞杂，在国内实践的时间还不太长，还有很多方面可以进行改进和探索，软件工程的教学质量保障体系的研究仍然任重而道远。
参考文献
[1]Crawley E F.The CDIO Syllabus：A Statement of Goals for Undergraduate Engineering Education[EB/OL].[2008-07-01]. http：//cdio.org/cdio2syllabus2rept/index.html.
[2]韩智，张振虹，李兴娟.基于CDIO理念的软件工程课程教学改革[J].计算机教育，2010（11）.
[3]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）.
作者简介：谭玲丽（1976-），女，湖北武汉人，硕士，讲师，研究方向：系统分析与集成、软件工程。
