吳海濤 邱棟 李福榮

摘要：本文以黃淮學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)為例，通過(guò)對(duì)CDIO教育模式和軟件工程實(shí)施過(guò)程的分析，提出了軟件工程能力培養(yǎng)過(guò)程模型，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展人才培養(yǎng)方案、教學(xué)方法、教學(xué)理念、教材、考試形式、信息化教學(xué)等多個(gè)層次和全方位的教學(xué)改革，從而全面提升學(xué)生軟件領(lǐng)域的系統(tǒng)工程技術(shù)能力和職業(yè)素養(yǎng)，滿(mǎn)足社會(huì)需要，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新工科；軟件工程專(zhuān)業(yè)；CDIO教學(xué)模式

1.研究現(xiàn)狀和項(xiàng)目立項(xiàng)的意義

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展進(jìn)入新階段，為了應(yīng)對(duì)這種變化，國(guó)家提出了“一帶一路”、“智能制造2025”等一系列重大戰(zhàn)略，這些戰(zhàn)略的實(shí)施對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才有大量的需求。我國(guó)高等教育在過(guò)去十幾年里實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但是由于人才培養(yǎng)模式不盡合理，不同區(qū)域和層次的高校人才培養(yǎng)目標(biāo)總體上大致相同，專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)要求差異性不大，高等教育的潛能被嚴(yán)重束縛。軟件產(chǎn)業(yè)是我國(guó)大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，重視軟件工程教育，在促進(jìn)我國(guó)科技發(fā)展，人才就業(yè)和信息化建設(shè)方面都有重要意義。然而軟件工程教育除了上述高等教育中普遍存在的問(wèn)題外還存在以下問(wèn)題：

（1）專(zhuān)業(yè)特色不夠突出。這體現(xiàn)在與計(jì)算機(jī)其它相關(guān)學(xué)科的課程體系區(qū)分度不夠，在教學(xué)中注重軟件技術(shù)而忽略了工程知識(shí)和技能的培養(yǎng)兩個(gè)方面。

（2）課程開(kāi)設(shè)方向不清晰。軟件領(lǐng)域新技術(shù)、新方法層出不窮，在有限的課時(shí)內(nèi)難以兼顧學(xué)生實(shí)用技能、工程能力、科研能力、創(chuàng)新能力等多種需求。

（3）校企對(duì)接程度偏低。在校企合作過(guò)程中從學(xué)校主導(dǎo)的極端走向了企業(yè)主導(dǎo)的極端，沒(méi)有充分發(fā)揮校企雙方的特長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)深度的校企融合。

（4）應(yīng)用型人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)體系不明確。如何針對(duì)行業(yè)用人需求建立完善的人才評(píng)價(jià)體系，進(jìn)而對(duì)教學(xué)工作起到指導(dǎo)作用是一個(gè)重要的問(wèn)題。

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，近年來(lái)國(guó)內(nèi)眾多高校軟件工程專(zhuān)業(yè)都對(duì)其進(jìn)行了研究和引進(jìn)，然而大多研究都是由教學(xué)過(guò)程出發(fā)來(lái)開(kāi)展產(chǎn)教融合教學(xué)改革的研究，而忽視了該模式對(duì)工程實(shí)施過(guò)程的影響。

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革持續(xù)深入的大背景下，黃淮學(xué)院國(guó)際教育學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)借鑒CDIO工程教育模式，立足本專(zhuān)業(yè)特色開(kāi)展工程教育改革，經(jīng)過(guò)近年的持續(xù)研究和探索，已經(jīng)初步形成一套基于CDIO的人才培養(yǎng)模式。該模式以產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和系統(tǒng)從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，通過(guò)系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)、個(gè)人能力、職業(yè)能力、團(tuán)隊(duì)工作和交流能力。在該模式的指導(dǎo)下，學(xué)院建立了軟件工程CDIO實(shí)驗(yàn)班，并成立了軟件工程CDIO實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，為進(jìn)一步深入開(kāi)展的應(yīng)用型軟件工程教學(xué)改革，建立基于CDIO理念的軟件工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系提供了良好的基礎(chǔ)。

2.研究思路和研究目標(biāo)

本研究從真實(shí)的軟件工程項(xiàng)目出發(fā)，對(duì)軟件工程實(shí)施過(guò)程與CDIO人才培養(yǎng)模式進(jìn)行深入分析，將其成熟的思想和方法與我校實(shí)際情況相融合，結(jié)合軟件工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)律，建立一套立足地方高校面向新時(shí)代工程教育的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。因此本研究的主要改革內(nèi)容有：

（1）按軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的實(shí)際需要開(kāi)設(shè)課程，積極引入CDIO工程教育模式，建立符合工程化軟件開(kāi)發(fā)流程的課程體系。

（2）結(jié)合軟件工實(shí)施流程和應(yīng)用型人才培養(yǎng)流程，利用新思想、新方法、新工具，突破課堂地點(diǎn)時(shí)間限制，逐步推進(jìn)授課形式改革。

（3）逐步改革考試形式，選擇部分課程嘗試結(jié)合知識(shí)考核、崗位技能考核、項(xiàng)目實(shí)踐能力來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。

（4）深化校企融合，統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程和人才培養(yǎng)過(guò)程，建立以學(xué)校為主導(dǎo)，以企業(yè)要求為標(biāo)準(zhǔn)的人才培養(yǎng)新模式。

（5）依托云平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，融合各課程知識(shí)，建立應(yīng)用型軟件工程學(xué)科知識(shí)體系。

本專(zhuān)業(yè)的研究思路是培養(yǎng)過(guò)程結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，將軟件生命周期轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)周期，以企業(yè)提供的實(shí)際項(xiàng)目為依托，建立若干條符合行業(yè)主流發(fā)展的軟件產(chǎn)品線(xiàn)（如：在線(xiàn)教育、電子商務(wù)、政企信息化、通用內(nèi)容管理），產(chǎn)品線(xiàn)涉及可行性研究、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、測(cè)試、部署與維護(hù)、評(píng)審與反饋整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)階段，采用Java、.net等主流開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，覆蓋服務(wù)端、PC端、移動(dòng)端，采用面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)思想，引入統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程（RUP），按教學(xué)周期對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)迭代升級(jí)。對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的運(yùn)維能力、軟件測(cè)試能力、軟件開(kāi)發(fā)能力，軟件編程思維、軟件設(shè)計(jì)能力、軟件分析能力、軟件工程能力及項(xiàng)目管理能力進(jìn)行全方位的鍛煉。根據(jù)上述思路擬解決培養(yǎng)方案、課程體系、知識(shí)體系、授課形式、考試改革、5個(gè)方面的關(guān)鍵問(wèn)題，以建立一套完整的符合CDIO理念的軟件工程人才培養(yǎng)體系。5個(gè)方面問(wèn)題詳細(xì)描述如下：

（1）培養(yǎng)方案：以CDIO為標(biāo)準(zhǔn)，制定并不斷完善應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)方案。

（2）課程體系：按軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的實(shí)際需要開(kāi)設(shè)課程，參照CDIO標(biāo)準(zhǔn)，建立符合工程化軟件開(kāi)發(fā)流程的課程體系。

（3）知識(shí)體系：依托云平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，融合各課程知識(shí)，建立應(yīng)用型軟件工程學(xué)科知識(shí)體系。

（4）授課形式：結(jié)合軟件工實(shí)施流程和應(yīng)用型人才培養(yǎng)流程，利用新思想、新方法、新工具，突破課堂地點(diǎn)時(shí)間限制，逐步推進(jìn)授課形式改革。

（5）考試改革：逐步改革考試形式，選擇部分課程嘗試結(jié)合知識(shí)考核、崗位技能考核、項(xiàng)目實(shí)踐能力來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。

3.實(shí)施方案、方法

（1）實(shí)施方案、方法

①培養(yǎng)方案的建立

培養(yǎng)方案以實(shí)際軟件產(chǎn)品為依托，建立生產(chǎn)線(xiàn)，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、崗位技能、課程體系三個(gè)層次進(jìn)行分析。企業(yè)導(dǎo)師和專(zhuān)業(yè)骨干教師先對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行立項(xiàng)和分析，再對(duì)軟件開(kāi)過(guò)程中涉及的崗位能力進(jìn)行分析，最后對(duì)所涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行梳理，結(jié)合教學(xué)規(guī)律組織歸納成八個(gè)課程模塊，并根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要和學(xué)科需要增加專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程體系和學(xué)科基礎(chǔ)課程體系，共10個(gè)課程體系，具體如表1軟件工程應(yīng)用型教學(xué)課程體系三級(jí)分解表所示。

同時(shí)針對(duì)軟件產(chǎn)品涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)來(lái)開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，結(jié)合教學(xué)資源云平臺(tái)，形成完善的應(yīng)用型教學(xué)體系，在教學(xué)方案實(shí)施中，使教學(xué)單元和產(chǎn)品生產(chǎn)單元緊密結(jié)合，學(xué)生融開(kāi)發(fā)與學(xué)習(xí)為一體，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程即教學(xué)案例學(xué)習(xí)過(guò)程。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中形成的代碼、文檔、音頻、視頻也可作為教學(xué)資源導(dǎo)入教學(xué)資源平臺(tái)。

②教學(xué)組織

整個(gè)教學(xué)環(huán)境為企業(yè)環(huán)境，學(xué)生按年級(jí)和能力不同混編成開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，按能力不同分配開(kāi)發(fā)任務(wù)，并明確任務(wù)所需技能，學(xué)習(xí)之后應(yīng)立即完成開(kāi)發(fā)任務(wù)，同時(shí)教師全程指導(dǎo)，教師和優(yōu)秀學(xué)生組成質(zhì)量保證組，確保軟件達(dá)到實(shí)用質(zhì)量，開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品將部署因特網(wǎng)開(kāi)發(fā)使用。經(jīng)用戶(hù)反饋和領(lǐng)導(dǎo)小組評(píng)審，形成新的開(kāi)發(fā)需求，為下一個(gè)產(chǎn)學(xué)周期提供依據(jù)。師生實(shí)踐教學(xué)參與情況如表2軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程師生實(shí)踐參與表所示。

③教學(xué)過(guò)程

教學(xué)過(guò)程以真實(shí)項(xiàng)目為依托，將項(xiàng)目任務(wù)教學(xué)化，教學(xué)內(nèi)容任務(wù)化，按照軟件開(kāi)發(fā)實(shí)施過(guò)程組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，主要涉及項(xiàng)目計(jì)劃立項(xiàng)、整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程管理配置、項(xiàng)目評(píng)審反饋等工作。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，有任務(wù)分配、知識(shí)鋪墊、組織實(shí)施、評(píng)價(jià)反饋四個(gè)步驟。成功實(shí)施課程教學(xué)的重點(diǎn)是教師由知識(shí)內(nèi)容的傳授者，轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)過(guò)程的組織者和生產(chǎn)實(shí)踐的參與者。如圖3單教學(xué)任務(wù)運(yùn)行圖所示。

整個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)容分解為一系列的任務(wù)，每個(gè)任務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，所有任務(wù)的結(jié)果整合在一起完成整個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)。比如我們要講軟件設(shè)計(jì)，那么可以根據(jù)項(xiàng)目需求，把整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)分解成一系列的子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)完成設(shè)計(jì)的一個(gè)子方案，最后將這些子方案整合為一個(gè)完整的設(shè)計(jì)方案。如圖項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)運(yùn)行圖所示。

其中任務(wù)1-N可以是一個(gè)項(xiàng)目中分解出的一系列任務(wù)，也可以是不同項(xiàng)目中的任務(wù)，若是不同項(xiàng)目中的任務(wù)需要提前將任務(wù)的前導(dǎo)和后續(xù)任務(wù)合理安排。

（2）實(shí)施過(guò)程

本專(zhuān)業(yè)長(zhǎng)期開(kāi)展應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索，不斷嘗試將真實(shí)項(xiàng)目引入教學(xué)，與企業(yè)結(jié)合開(kāi)展產(chǎn)教融合項(xiàng)目，成立師生實(shí)踐團(tuán)隊(duì)承接軟件開(kāi)發(fā)、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)集成等信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。2014年，經(jīng)學(xué)院批準(zhǔn)成立了軟件工程CDIO實(shí)驗(yàn)班，實(shí)踐班以真實(shí)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，系統(tǒng)探索的產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式，同年成立軟件工程CDIO實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。在此基礎(chǔ)上本專(zhuān)業(yè)開(kāi)展人才培養(yǎng)方案修訂、應(yīng)用型課程建設(shè)、教學(xué)教法改革、人才評(píng)價(jià)方式等多項(xiàng)教學(xué)改革。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期從事軟件等相關(guān)領(lǐng)域?qū)嵺`教學(xué)改革，發(fā)表《軟件工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐》《CDIO工程教育模式下的軟件工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系研究與實(shí)踐》等教改論文。課題組成員通過(guò)對(duì)軟件工程相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)踐，在學(xué)校應(yīng)用型辦學(xué)的指導(dǎo)思想下，進(jìn)行了一系列的課程建設(shè)，如已建設(shè)C++程序設(shè)計(jì)、軟件項(xiàng)目管理、軟件框架整合開(kāi)發(fā)技術(shù)、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、Web程序設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試技術(shù)、系統(tǒng)分析與建模、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)、軟件工程、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（雙語(yǔ)課程）等十多門(mén)校級(jí)應(yīng)用型課程；開(kāi)發(fā)教學(xué)資源庫(kù)和云教學(xué)資源平臺(tái)。

本專(zhuān)業(yè)不但在校內(nèi)成立了CDIO試驗(yàn)教學(xué)中心等平臺(tái)，而且和有關(guān)企事業(yè)單位建立了密切合作的關(guān)系，如建立了中興學(xué)院、華為學(xué)院等實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，與北京完美動(dòng)力、北京傳智播客、深圳艾之緣、四川華迪、蘇州科技園等企業(yè)共同建立了教學(xué)實(shí)踐基地，為進(jìn)一步產(chǎn)教融合教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)。

4.研究成果

作為人才培養(yǎng)體系的研究，需要各個(gè)方面的支撐，包括課程建設(shè)、教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)平臺(tái)建設(shè)等內(nèi)容。具體建設(shè)成果如下：

（1）制定完善的軟件工程CDIO人才培養(yǎng)方案，確定課程體系、教學(xué)方法、考核形式等相關(guān)內(nèi)容，并形成完整細(xì)致的研究報(bào)告，該方案應(yīng)具有通用性和推廣價(jià)值。

（2）編寫(xiě)符合人才培養(yǎng)方案要求的講義，應(yīng)覆蓋本專(zhuān)業(yè)方向的主干課程，并注重教材的專(zhuān)業(yè)性、實(shí)踐性、可讀性、系統(tǒng)性。

（3）采用CDIO人才培養(yǎng)體系的畢業(yè)生，專(zhuān)業(yè)對(duì)口就業(yè)率應(yīng)逐年上升，就業(yè)質(zhì)量應(yīng)逐年提高。

（4）建立完善的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，形成教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制等相關(guān)文件，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定應(yīng)具有可操作性，形成良性反饋機(jī)制，通過(guò)質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制逐年提升教學(xué)質(zhì)量。

（5）開(kāi)發(fā)完善的軟件工程CDIO教學(xué)信息化平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源、項(xiàng)目計(jì)劃、教學(xué)計(jì)劃、項(xiàng)目過(guò)程、教學(xué)過(guò)程、過(guò)程評(píng)價(jià)、結(jié)果評(píng)價(jià)統(tǒng)一管理。平臺(tái)應(yīng)具有實(shí)用性、適用性、易用性，可以推廣到其它院校，并嘗試推廣到其它專(zhuān)業(yè)。

總之，在教學(xué)改革的過(guò)程中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到其復(fù)雜性，深入研究其規(guī)律，總結(jié)其特點(diǎn)，特別是產(chǎn)教融合需要對(duì)產(chǎn)業(yè)和教育都有足夠的了解。

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[1]王剛. CDIO工程教育模式的解讀與思考.中國(guó)高教研究， 2009 （5） ：86-87

[2]顧佩華，李界平，沈民奮，等.以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的EIP—CDIO創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式.中國(guó)高等教育， 2009 （3） ：47-49

[3]“高等學(xué)校本科計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究”項(xiàng)目軟件工程專(zhuān)業(yè)工作組.高等學(xué)校本科軟件工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)指導(dǎo)意見(jiàn)（2016版）.高等教育出版社，2016，48.

作者簡(jiǎn)介：一作：吳海濤，男，駐馬店，博士，教授。

二作：邱棟，男，駐馬店，本科，講師。

三作：李福榮，女，遼寧義縣，碩士，講師。

1.河南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃一般課題新工科背景下的軟件工程專(zhuān)業(yè)CDIO教學(xué)模式研究[2018]-JKGHYB-0236。

2.本文系黃淮學(xué)院2018年校級(jí)教改課題《基于專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程保障與質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)》階段性研究成果（編號(hào)：2018XJGLX0221）。