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基于CDIO的軟件工程課程教學(xué)模式的改革與研究
【摘 要】針對軟件工程的課程特點(diǎn)，介紹了當前高等院校軟件工程課程的教學(xué)現狀，提出了基于CDIO的軟件工程課程教學(xué)模式的改革，探討了軟件工程教學(xué)改革思路。
【關(guān)鍵詞】CDIO 軟件工程 教學(xué)模式
1、引言
軟件工程是為了解決軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現的軟件危機而誕生的，是指導計算機軟件開(kāi)發(fā)和維護的工程學(xué)科。采用工程化的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開(kāi)發(fā)和維護軟件、把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗而證明正確的管理技術(shù)和當前能夠得到的最好技術(shù)方法結合起來(lái)，經(jīng)濟地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護它[1 J。軟件工程的教學(xué)成效直接影響學(xué)生畢業(yè)后從事軟件開(kāi)發(fā)的能力和軟件項目管理能力。
軟件工程具有抽象性、實(shí)踐性、綜合性都很強的特點(diǎn)，且發(fā)展迅速。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于學(xué)生缺少軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗，很多學(xué)生認為這是一門(mén)理論課，內容煩瑣、枯燥，學(xué)習興趣不大，無(wú)法切實(shí)理解軟件工程技術(shù)的重要性和實(shí)用性。
2、教學(xué)現狀分析
在當前高等工程教育中，越來(lái)越多的人們意識到，學(xué)生除了要具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識，還必須擁有良好的團隊協(xié)作精神、系統分析及實(shí)際動(dòng)手能力，以便適應現代化工程團隊、新產(chǎn)品及新系統的開(kāi)發(fā)需求【2】。
目前，軟件工程教學(xué)主要存在以下問(wèn)題：
(1)授課主要以講授理論知識為主，學(xué)生接觸實(shí)踐環(huán)節少，缺少對學(xué)生工程能力的訓練，(2)授課方法單一，是一種完全以教師為中心的傳授一接受式教學(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，調度學(xué)習積極性;(3)學(xué)生的個(gè)人職業(yè)技能、團隊協(xié)作與溝通的人際能力未能得到提高。
因此，軟件工程教學(xué)模式急需進(jìn)行改革，讓學(xué)生能夠學(xué)以致用。
3、基于CD10的軟件工程課程教學(xué)改革
3.1 CDIO的基本思想
2001年，四所前沿的工程大學(xué)(瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院)合作開(kāi)發(fā)了一個(gè)新型的工程教育模型，稱(chēng)為CDIO(Conceive-Design-Imp】ement-Operate，構思一設計一實(shí)施一運作)。CDIO的目標就是將企業(yè)界的需求以工程學(xué)基本原理來(lái)表述。
它的指導思想是：以誠信、職業(yè)道德培養為基礎，以工程設計任務(wù)為導向，以培養個(gè)人能力(包括終生學(xué)習能力和實(shí)踐能力)、團隊能力和系統的適應與調控能力為主要目標，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有聯(lián)系的方式學(xué)習工程。CDIO強調在加強基礎教育的同時(shí)，關(guān)注工程實(shí)踐，加強實(shí)踐環(huán)節;強調個(gè)人職業(yè)技能與人際溝通的技能并重，強調綜合創(chuàng )新能力，與社會(huì )大環(huán)境協(xié)調發(fā)展。
CDIO理念對培養計劃、教學(xué)內容、教學(xué)方法等提出全面的指導【3】。本文利用CDIO來(lái)指導軟件工程課程教學(xué)方法的改革。
3.2教學(xué)方法改革
3.2.1案例輔助教學(xué)軟件工程講授的原理、技術(shù)、方法都很抽象，容易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺(jué)。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情，培養學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，在教學(xué)過(guò)程中可設計若干可操作、有實(shí)際應用背景、有趣味性和難度適中的實(shí)際案例，將復雜抽象、枯燥的概念融于具體生動(dòng)的案例中進(jìn)行講解，能夠收到事半功倍的效果。
例如在講解數據流圖、實(shí)體聯(lián)系圖等需求分析建模工具時(shí)，這些知識點(diǎn)看似容易，但做起來(lái)可能會(huì )漏洞百出。此時(shí)在教學(xué)過(guò)程中，可以引人銀行儲蓄系統、學(xué)生成績(jì)管理系統、圖書(shū)管理系統等學(xué)生熟知的案例輔助教學(xué)，學(xué)生獨立分析、思考并畫(huà)出數據流圖、實(shí)體聯(lián)系圖，然后教師再進(jìn)行講解，指出不足。再如講解人機界面設計指南時(shí)，可布置學(xué)生對比分析一些國內、國外相同類(lèi)型的網(wǎng)站、常用的一些應用系統的界面，分析其界面是否符合一般交互指南、信息顯示指南和數據輸入指南，做出相應的評價(jià)，并給出改進(jìn)意見(jiàn)。
這種方法不但給學(xué)生提供了充分的思考、質(zhì)疑探究和創(chuàng )新的空間， 而且學(xué)生邊學(xué)邊做，會(huì )對所學(xué)的知識理解得更深，對其應用場(chǎng)合更明確。
3.2.2 以項目為導向、項目貫穿始終的教學(xué)為了培養學(xué)生運用軟件工程的思想分析、解決實(shí)際問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)技能、加強團隊合作精神和人際溝通的技能，在教學(xué)過(guò)程中以項目為實(shí)踐環(huán)節的主線(xiàn)，隨著(zhù)課程進(jìn)展布置任務(wù)，從項目開(kāi)發(fā)的準備工作、系統分析過(guò)程、系統設計過(guò)程、項目實(shí)施，結合所學(xué)習的理論知識，逐步完成項目的開(kāi)發(fā)。具體的實(shí)施過(guò)程如下：
(1)設計多個(gè)典型的、完整的、難度適中的、實(shí)際的軟件項目，由學(xué)生分組完成。
選擇項目時(shí)應盡量面向社會(huì )、面向應用，反映新技術(shù)，以獲得更好的工程設計實(shí)踐訓練。項目最好來(lái)源于授課教師直接參與的軟件項目，以便授課教師對其全部細節能夠準確掌握。
項目設計好之后，將學(xué)生分成五至六人的小組，然后為每個(gè)小組分配一個(gè)項目。小組成員分工合作，學(xué)習軟件開(kāi)發(fā)小組的組織和管理，明確項目開(kāi)發(fā)各階段的任務(wù)，將每項任務(wù)落實(shí)列個(gè)人，由學(xué)生獨立完成。對于需求分析、軟件設計等重要階段需要進(jìn)行集體討論。
上述兩部分工作在上課的前兩周完成。
(2)邊學(xué)邊實(shí)踐。
在講授一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程后，安排一到兩節的討論課，由學(xué)生自由發(fā)言。小組可以集思廣益，派一個(gè)代表講解小組對本組項目的理解、分析、判斷和決策過(guò)程，說(shuō)明運用所學(xué)的知識解決問(wèn)題的方案。其他小組人員可以提出疑問(wèn)，最后由教師給出評價(jià)，確定最終的實(shí)施方案，這樣項目開(kāi)發(fā)的每個(gè)階段都在教師的正確指導下進(jìn)行。
在項目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，教師要經(jīng)常了解每組的進(jìn)展情況，解決學(xué)生遇到的實(shí)際問(wèn)題，給予正確的引導，確保項目能夠按部就班地、有條不紊地進(jìn)行，能夠按時(shí)完成。
(3)統一答辯和驗收。
在課程結束時(shí)，每個(gè)小組的項目也接近尾聲，然后要統一組織答辯，上交文檔 這時(shí)可以讓小組代表對其項目的功能、采用的技術(shù)等做個(gè)陳述，然后讓每個(gè)小組成員說(shuō)明在整個(gè)項目開(kāi)發(fā)過(guò)程中所完成的任務(wù)，并一一進(jìn)行演示操作運行。教師針對每個(gè)學(xué)生實(shí)際負責的部分進(jìn)行提問(wèn)，最后教師根據系統完成的功能、文檔的質(zhì)量、開(kāi)發(fā)技術(shù)的難易程度、工作量等給出每個(gè)小組及組內每個(gè)成員的成績(jì)。
通過(guò)軟件工程的學(xué)習，學(xué)生的系統分析、程序設計能力以及開(kāi)發(fā)的規范程度都有一定程度的提高，具備一定的獨立分析、解決問(wèn)題能力、團隊合作能力和與人溝通的技能。
4、結語(yǔ)
針對當前高校軟件工程課程教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，本文在cDIO教學(xué)理念的指導下，從軟件工程教學(xué)方法方面進(jìn)行了改革，探討了案例輔助教學(xué)和以項目為導向、項目貫穿始終的教學(xué)方法。
[參考文獻]
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[2]陶勇芳， 商存慧。CDIO對高等工科教育創(chuàng )新的啟示【J]. 中國高等教育，2006(11)。
[3]陸小華， 熊光晶， 陳珠琳。 設計導向的工程教育改革理念。 高等工程教育研究，2007(6)。
[4]ACM/IEEE.Computing Curricula 200l—Computer ScienceVolume，2001.①
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