軟件企業對軟件人才的要求包括現代軟件工程環境下賴以生存和成長的終生學習能力、團隊合作與溝通能力和工程實踐能力.而傳統的軟件教育模式重理論輕實踐、重技術輕工程,不利于學生工程實踐能力和團隊協作精神的培養.CDIO 作為當前國際高等工程教育的一種創新模式,在培養學生的創新能力、動手實踐能力、團隊協作能力等方面具有顯著效果并在其他工程學科得到驗證.借鑒CDIO 工程教育理念和標準,鹽城師范學院對軟件工程專業實踐教學體系進行重新構建,創新和完善課程體系,革新傳統的教學觀念、教學思路和教學模式,對培養高水平應用型、工程型軟件人才具有重要意義.
1 CDIO 工程教育模式概述.
CDIO 是近年來國際工程教育改革的最新成果.
CDIO 代表構思 \\( Conceive\\) 、設計 \\( Design\\) 、實現\\( Implement\\) 和運作\\( Operate\\) .它以工程項目從研發到運行的生命周期為載體,通過項目設計將整個課程體系系統、有機地結合起來,學生以主動的、實踐的方式參與課程的各個教學環節,強調課程學習要與項目設計相聯系,以培養學生的工程實踐能力[1].
CDIO 培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[2].CDIO 注重實踐性教學和實際動手能力,主張課程實驗教學應該從具體實際出發,然后上升至理論,最后再回到實際操作中來,以創作最終產品為教學目標[3].
2 專業培養目標定位.
軟件工程是一門建立在計算機科學和工程學基礎之上,同時涉及數學、管理學、經濟學和系統工程等學科理論與方法的學科及專業.軟件工程教育兼具科學教育屬性與工程教育屬性,前者培養的是軟件工程基礎研究人才,后者培養的是軟件工程技術、應用、管理和服務人才.我校作為一所普通本科院校,結合區域經濟發展實際,將軟件工程專業的培養目標定位為培養應用型、工程型軟件人才.
即能夠綜合應用計算機科學、數學及管理科學等學科知識,以工程化的原則與方法為指導,勝任現代軟件工程環境下高質量軟件的開發、測試和維護等工作的軟件工程技術、應用、管理和服務人才.該培養目標可進一步解讀為以下三點: 扎實的專業基礎、良好的工程學意識、較強的動手實踐能力.
3 CDIO 模式下實踐教學體系的構建.
軟件工程是一門實踐性很強的專業,應用型、工程型軟件人才的培養定位更加強調學生動手實踐能力的培養和工程方法學的訓練,因此,實踐教學的體系建設和教學效果對學生的培養質量起著至關重要的作用.借鑒和吸收 CDIO 工程教育理念和標準,我們從教學內容和教學方法兩方面對軟件工程專業實踐教學體系進行了重新構建和實踐.課程實驗、課程設計、綜合實訓、畢業設計四個層次循序漸進、由淺入深、環環相扣; 在教學方法的構建上,我們從工程教育的角度出發,形成了“案例牽引、項目驅動、團隊合作、引導互動”的教學模式.
3. 1 教學內容的構建.
在教學內容的構建上,我們按照“以 CDIO 培養大綱為指南、以項目設計為導向、以工程能力培養為目標”的原則,將軟件工程專業的實踐教學體系分為以下四層次.
3. 1. 1 課程實驗.
課程實驗是單門專業課程教學中的實踐環節,也是整個實踐教學體系的基礎,對學生基礎專業技能的培養具有重要作用.為了加強實踐教學,我們在絕大部分專業課和專業基礎課中都設置了課程實驗,根據教學目標的不同,課程實驗設計為驗證性、設計性和綜合性等不同的層次.對于實踐性很強的專業課程,如程序設計基礎、面向對象程序設計等,采用完全實驗教學的方式,通過一個完整的項目將課程知識結構串聯起來,并通過“分而治之”的形式來學習各個知識點,將教師講解與演示、學生實地操作有機融合起來,最后完成整個項目,以培養學生的動手實踐能力和專業興趣; 對于理論性較強的專業課程,如數據結構、操作系統等,采用理論講解與上機實踐并舉的方式,加強學生對專業基礎理論知識的理解與應用.
3. 1. 2 課程設計.
課程設計是實踐教學體系的第二層次,是在課程實驗的基礎上,選擇一些實踐性強且具有代表性的課程作為單獨課程開設綜合性課程設計.例如,Java 程序設計課程設計、軟件工程課程設計等.與課程實驗相比,課程設計具有綜合性和實用性的特點,學生在教師的指導下綜合運用相關課程的知識和技術完成一個完整的設計或實現.通過課程設計的訓練,培養學生運用專業知識分析問題和解決問題的能力,使學生的專業技能得到進一步的提升和拓展.
3. 1. 3 綜合實訓.
綜合實訓是以課程設計為基礎,綜合運用多門相關課程知識完成一個工程項目的實戰訓練.綜合實訓以項目為載體構建知識結構,將學科知識、專業技能與工程實踐有效結合,體現軟件工程領域中的工程學和方法學的實施,實施技術與管理能力訓練和職業綜合素質綜合的培養[4].
根據方向不同,我們在軟件工程專業開設了兩門綜合實訓課程: \\( 1\\) 軟件開發綜合實訓.以軟件生命周期為主線,綜合運用程序設計、數據庫應用、軟件工程、軟件項目管理等學科知識,嚴格按照軟件開發的流程與規范,完成一個軟件項目的開發,最后提交軟件產品和相關技術文檔.\\( 2\\) 軟件測試綜合實訓.要求學生以軟件開發綜合實訓所完成的軟件產品為被測對象,綜合運行軟件測試與質量保證、軟件測試流程與方法、測試框架與自動化測試等學科知識,使用軟件測試的方法與技術,設計測試用例和測試腳本,完成被測軟件的功能測試與性能測試,生成測試報告,并對測試結果進行分析.
3. 1. 4 畢業設計畢業設計是實現人才培養目標的重要手段,是實踐教學體系中最后一個綜合性、創造性的實踐環節; 是對學生基礎理論、專業知識與實踐成果的全面總結,是學生綜合素質與工程實踐能力的全面檢驗[5].為了提高畢業設計的質量,我們從以下三方面層層把關.\\( 1\\) 在課題選題上,強調選題的可行性和實用性,忌空忌大,選題最好能與指導教師的科研方向或學生的實習工作相關聯; \\( 2\\) 在過程控制上,實行師生定期交流與匯報制度,確保畢業設計按計劃保質保量完成; \\( 3\\) 在畢業設計報告及相關材料的撰寫上,從規范性和科學性兩方面嚴格要求,確保質量.
3. 2 教學方法的構建.
3. 2. 1 案例牽引.
案例教學是實踐教學中的常用手段,具有直觀性高、互動性強的特點.按照 CDIO 大綱能力培養的層次要求,結合各實踐課程的教學目標,我們在實踐教學中精心規劃和設置了不同層次、不同復雜度的教學案例,以案例實現過程為驅動來安排教學內容和方法.在教學過程中,以一個具體的案例為線索,把教學內容巧妙地融合在案例之中,學生以完成案例任務為目標,在老師的指引下對目標問題進行分析與分解,并通過動手實踐解決問題,真正做到“做中學”和“學中做”.在完成任務的過程中,不僅使學生的動手實踐能力得以提高,也培養了學生的創新意識、創新能力以及分析問題、解決問題的能力.
3. 2. 2 項目驅動.
工程實踐能力是專業技能的進一步升華和提高,是從整體上對工程項目的一種實做能力,是工程類畢業生必備的核心素質.根據 CDIO“做中學”
和“基于項目的教育和學習”的思想,我們在實踐教學中廣泛采用項目驅動的教學模式.強調以一個產品或系統從構思、設計、實現到運作的完整的構建過程來培養學生的工程實踐能力.以軟件開發綜合實訓課程為例,在課程中引入“項目驅動”的教學理念,以軟件生命周期為主線,以項目為載體、任務為驅動開展實踐教學.通過一個軟件產品從項目啟動到需求分析、設計、實現、測試、運行維護的整個生產過程的實戰,培養學生的工程能力和綜合素質.
3. 2. 3 分組教學.
團隊能力是 CDIO 大綱要求工程畢業生必備的一種能力.在實際教學過程中,我們模擬企業的真實環境,將所有學生分為若干項目小組,每組由一名組長和若干名組員構成.根據任務分工不同,每名學生都被賦予一定的角色,組員在組長的指揮協調下通力合作,共同完成實驗項目.實踐表明,分組教學模式能較好地激發學生的學習熱情,組員之間分工協作、互學互助,學生的溝通能力、協作精神和團隊意識大為提升.
3. 2. 4 革新考核方式.
考核是對學生學習成果的認定和評價,良好的考核機制能對學生的學習過程和學習動機產生正確的指引作用,促進教學質量的提高.在實踐課程的考核上,以能力培養為導向,采取多元的考核方式.引導學生在平時項目實訓過程中加強專業技能的訓練、工程能力的培養以及綜合素質的提高.
\\( 1\\) 對基礎性的課程實驗,重點考核學生專業知識與技能的掌握情況,采取平時實驗成績與期末上機考試成績相結合的方式.\\( 2\\) 對課程設計和綜合實訓類課程,重點考核學生的工程實踐能力和團隊協作能力.采取以作品演示、項目答辯為主的考核方式,同時規范化的文檔資料也是重要的考評指標.
\\( 3\\) 對于畢業設計,重點考核學生的創新能力.科研能力以及分析解決問題的能力,考核方式同綜合實訓.總之,以能力培養為導向,注重能力考評.
3. 2. 5 校企合作.
校企合作是培養學生的綜合素質和實踐能力的重要途徑.為了增強人才培養的針對性和畢業生與工作崗位的無縫對接,我們同中創、中遠等知名軟件公司開展校企合作聯合辦學.充分利用學校和社會兩種教育環境和教育資源,聯合構建工程型實踐教學隊伍與教學平臺.一方面,學校聘請企業一線的工程師作為兼職教師來校授課,不僅充實了實踐教學隊伍,更帶來了企業的最新技術和行業資訊;另一方面,選派優秀教師到企業學習鍛煉,參與企業項目,提升師資隊伍的水平.此外,通過在企業建立校外實訓、實習基地,使學生盡早感受企業文化和接觸到真實的企業項目,也為學生就業積累了豐富的工程實踐經驗.
4 結束語.
為了滿足社會和市場對軟件工程人才的需求,借鑒和吸收國際先進的 CDIO 工程教育理念和標準,結合我校軟件工程專業建設實際和人才培養定位,構建了“以 CDIO 培養大綱為指南、以項目設計為導向、以工程能力培養為目標”的實踐教學體系,并在教學過程中嘗試“案例牽引、項目驅動、團隊合作、引導互動”的教學模式.實踐表明,新的教學體系和教學模式能較好地激發學生學習熱情和學習興趣,顯著提高學生的的工程實踐能力和團隊協作能力,有利于培養具有市場競爭力的工程型、應用型高層次軟件人才.
參 考 文 獻:
[1] 郭威 . CDIO 模式在“軟件體系結構”課程中的探究與實踐[J]. 中國電力教育,2010\\( 24\\) : 121 -122.
[2] 王碩旺,洪成文 . CDIO: 美國麻省理工學院工程教育的經典模式---基于對 CDIO 課程大綱的解讀[J]. 理工高教研究,2009,28\\( 4\\) : 116 -119.
[3] 王志強,蔡平,杜文峰 . 基于 CDIO 理念的多媒體應用基礎課程實踐教學改革[J]. 計算機教育,2009\\( 12\\) : 137 -138,143.
[4] 賀平 . 軟件類專業的工程教育研究與實踐---以軟件測試專業為例[J]. 計算機教育,2010\\( 11\\) : 82 -89.
[5] 蔡長安. 師范院校本科計算機專業實踐教學體系的構建[J]. 實驗室研究與探索,2009,28\\( 8\\) : 12 -15,47.
