吳海濤 邱棟 李福榮

摘要：本文以黃淮學院軟件工程專業(yè)為例，通過對CDIO教育模式和軟件工程實施過程的分析，提出了軟件工程能力培養(yǎng)過程模型，并以此為基礎開展人才培養(yǎng)方案、教學方法、教學理念、教材、考試形式、信息化教學等多個層次和全方位的教學改革，從而全面提升學生軟件領域的系統(tǒng)工程技術能力和職業(yè)素養(yǎng)，滿足社會需要，促進行業(yè)發(fā)展。

關鍵詞：新工科；軟件工程專業(yè)；CDIO教學模式

1.研究現(xiàn)狀和項目立項的意義

近年來我國經(jīng)濟和社會發(fā)展進入新階段，為了應對這種變化，國家提出了“一帶一路”、“智能制造2025”等一系列重大戰(zhàn)略，這些戰(zhàn)略的實施對高素質(zhì)應用型人才有大量的需求。我國高等教育在過去十幾年里實現(xiàn)了快速發(fā)展，為經(jīng)濟社會發(fā)展做出了重大貢獻，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)目標總體上大致相同，專業(yè)培養(yǎng)要求差異性不大，高等教育的潛能被嚴重束縛。軟件產(chǎn)業(yè)是我國大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，重視軟件工程教育，在促進我國科技發(fā)展，人才就業(yè)和信息化建設方面都有重要意義。然而軟件工程教育除了上述高等教育中普遍存在的問題外還存在以下問題：

（1）專業(yè)特色不夠突出。這體現(xiàn)在與計算機其它相關學科的課程體系區(qū)分度不夠，在教學中注重軟件技術而忽略了工程知識和技能的培養(yǎng)兩個方面。

（2）課程開設方向不清晰。軟件領域新技術、新方法層出不窮，在有限的課時內(nèi)難以兼顧學生實用技能、工程能力、科研能力、創(chuàng)新能力等多種需求。

（3）校企對接程度偏低。在校企合作過程中從學校主導的極端走向了企業(yè)主導的極端，沒有充分發(fā)揮校企雙方的特長，實現(xiàn)深度的校企融合。

（4）應用型人才培養(yǎng)評價體系不明確。如何針對行業(yè)用人需求建立完善的人才評價體系，進而對教學工作起到指導作用是一個重要的問題。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，近年來國內(nèi)眾多高校軟件工程專業(yè)都對其進行了研究和引進，然而大多研究都是由教學過程出發(fā)來開展產(chǎn)教融合教學改革的研究，而忽視了該模式對工程實施過程的影響。

在應用型人才培養(yǎng)改革持續(xù)深入的大背景下，黃淮學院國際教育學院軟件工程專業(yè)借鑒CDIO工程教育模式，立足本專業(yè)特色開展工程教育改革，經(jīng)過近年的持續(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)到運行的生命周期為載體，通過系統(tǒng)的產(chǎn)品設計培養(yǎng)學生專業(yè)技術知識、個人能力、職業(yè)能力、團隊工作和交流能力。在該模式的指導下，學院建立了軟件工程CDIO實驗班，并成立了軟件工程CDIO實驗教學示范中心，為進一步深入開展的應用型軟件工程教學改革，建立基于CDIO理念的軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系提供了良好的基礎。

2.研究思路和研究目標

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

（1）按軟件開發(fā)過程的實際需要開設課程，積極引入CDIO工程教育模式，建立符合工程化軟件開發(fā)流程的課程體系。

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

（3）逐步改革考試形式，選擇部分課程嘗試結(jié)合知識考核、崗位技能考核、項目實踐能力來評價學生成績。

（4）深化校企融合，統(tǒng)一軟件開發(fā)過程和人才培養(yǎng)過程，建立以學校為主導，以企業(yè)要求為標準的人才培養(yǎng)新模式。

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

本專業(yè)的研究思路是培養(yǎng)過程結(jié)合行業(yè)特點，將軟件生命周期轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)周期，以企業(yè)提供的實際項目為依托，建立若干條符合行業(yè)主流發(fā)展的軟件產(chǎn)品線（如：在線教育、電子商務、政企信息化、通用內(nèi)容管理），產(chǎn)品線涉及可行性研究、需求分析、概要設計、詳細設計、測試、部署與維護、評審與反饋整個軟件開發(fā)階段，采用Java、.net等主流開發(fā)語言，覆蓋服務端、PC端、移動端，采用面向?qū)ο箝_發(fā)思想，引入統(tǒng)一軟件開發(fā)過程（RUP），按教學周期對軟件產(chǎn)品進行持續(xù)迭代升級。對軟件工程專業(yè)學生的運維能力、軟件測試能力、軟件開發(fā)能力，軟件編程思維、軟件設計能力、軟件分析能力、軟件工程能力及項目管理能力進行全方位的鍛煉。根據(jù)上述思路擬解決培養(yǎng)方案、課程體系、知識體系、授課形式、考試改革、5個方面的關鍵問題，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個方面問題詳細描述如下：

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

（2）課程體系：按軟件開發(fā)過程的實際需要開設課程，參照CDIO標準，建立符合工程化軟件開發(fā)流程的課程體系。

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

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

（5）考試改革：逐步改革考試形式，選擇部分課程嘗試結(jié)合知識考核、崗位技能考核、項目實踐能力來評價學生成績。

3.實施方案、方法

（1）實施方案、方法

①培養(yǎng)方案的建立

培養(yǎng)方案以實際軟件產(chǎn)品為依托，建立生產(chǎn)線，從產(chǎn)品開發(fā)、崗位技能、課程體系三個層次進行分析。企業(yè)導師和專業(yè)骨干教師先對產(chǎn)品開發(fā)過程進行立項和分析，再對軟件開過程中涉及的崗位能力進行分析，最后對所涉及的專業(yè)知識進行梳理，結(jié)合教學規(guī)律組織歸納成八個課程模塊，并根據(jù)專業(yè)需要和學科需要增加專業(yè)基礎課程體系和學科基礎課程體系，共10個課程體系，具體如表1軟件工程應用型教學課程體系三級分解表所示。

同時針對軟件產(chǎn)品涉及的專業(yè)知識點來開發(fā)教學資源，結(jié)合教學資源云平臺，形成完善的應用型教學體系，在教學方案實施中，使教學單元和產(chǎn)品生產(chǎn)單元緊密結(jié)合，學生融開發(fā)與學習為一體，產(chǎn)品開發(fā)過程即教學案例學習過程。產(chǎn)品開發(fā)過程中形成的代碼、文檔、音頻、視頻也可作為教學資源導入教學資源平臺。

②教學組織

整個教學環(huán)境為企業(yè)環(huán)境，學生按年級和能力不同混編成開發(fā)團隊，按能力不同分配開發(fā)任務，并明確任務所需技能，學習之后應立即完成開發(fā)任務，同時教師全程指導，教師和優(yōu)秀學生組成質(zhì)量保證組，確保軟件達到實用質(zhì)量，開發(fā)出的產(chǎn)品將部署因特網(wǎng)開發(fā)使用。經(jīng)用戶反饋和領導小組評審，形成新的開發(fā)需求，為下一個產(chǎn)學周期提供依據(jù)。師生實踐教學參與情況如表2軟件開發(fā)過程師生實踐參與表所示。

③教學過程

教學過程以真實項目為依托，將項目任務教學化，教學內(nèi)容任務化，按照軟件開發(fā)實施過程組織實驗教學過程，主要涉及項目計劃立項、整個開發(fā)過程管理配置、項目評審反饋等工作。

每個實驗任務以任務驅(qū)動，有任務分配、知識鋪墊、組織實施、評價反饋四個步驟。成功實施課程教學的重點是教師由知識內(nèi)容的傳授者，轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W過程的組織者和生產(chǎn)實踐的參與者。如圖3單教學任務運行圖所示。

整個項目的內(nèi)容分解為一系列的任務，每個任務對應一個實驗任務，所有任務的結(jié)果整合在一起完成整個項目的教學目標。比如我們要講軟件設計，那么可以根據(jù)項目需求，把整個設計任務分解成一系列的子任務，每個子任務完成設計的一個子方案，最后將這些子方案整合為一個完整的設計方案。如圖項目教學任務運行圖所示。

其中任務1-N可以是一個項目中分解出的一系列任務，也可以是不同項目中的任務，若是不同項目中的任務需要提前將任務的前導和后續(xù)任務合理安排。

（2）實施過程

本專業(yè)長期開展應用型人才培養(yǎng)模式探索，不斷嘗試將真實項目引入教學，與企業(yè)結(jié)合開展產(chǎn)教融合項目，成立師生實踐團隊承接軟件開發(fā)、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)集成等信息技術產(chǎn)業(yè)項目。2014年，經(jīng)學院批準成立了軟件工程CDIO實驗班，實踐班以真實項目驅(qū)動教學，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實驗教學中心。在此基礎上本專業(yè)開展人才培養(yǎng)方案修訂、應用型課程建設、教學教法改革、人才評價方式等多項教學改革。

教學團隊成員長期從事軟件等相關領域?qū)嵺`教學改革，發(fā)表《軟件工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的探索與實踐》《CDIO工程教育模式下的軟件工程應用型人才培養(yǎng)體系研究與實踐》等教改論文。課題組成員通過對軟件工程相關課程的教學實踐，在學校應用型辦學的指導思想下，進行了一系列的課程建設，如已建設C++程序設計、軟件項目管理、軟件框架整合開發(fā)技術、網(wǎng)頁設計、計算機導論、Web程序設計、軟件測試技術、系統(tǒng)分析與建模、數(shù)據(jù)庫應用技術、軟件工程、面向?qū)ο蟪绦蛟O計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應用、數(shù)據(jù)結(jié)構（雙語課程）等十多門校級應用型課程；開發(fā)教學資源庫和云教學資源平臺。

本專業(yè)不但在校內(nèi)成立了CDIO試驗教學中心等平臺，而且和有關企事業(yè)單位建立了密切合作的關系，如建立了中興學院、華為學院等實訓平臺，與北京完美動力、北京傳智播客、深圳艾之緣、四川華迪、蘇州科技園等企業(yè)共同建立了教學實踐基地，為進一步產(chǎn)教融合教學改革奠定了基礎。

4.研究成果

作為人才培養(yǎng)體系的研究，需要各個方面的支撐，包括課程建設、教學資源建設、教學團隊建設、教學平臺建設等內(nèi)容。具體建設成果如下：

（1）制定完善的軟件工程CDIO人才培養(yǎng)方案，確定課程體系、教學方法、考核形式等相關內(nèi)容，并形成完整細致的研究報告，該方案應具有通用性和推廣價值。

（2）編寫符合人才培養(yǎng)方案要求的講義，應覆蓋本專業(yè)方向的主干課程，并注重教材的專業(yè)性、實踐性、可讀性、系統(tǒng)性。

（3）采用CDIO人才培養(yǎng)體系的畢業(yè)生，專業(yè)對口就業(yè)率應逐年上升，就業(yè)質(zhì)量應逐年提高。

（4）建立完善的教學質(zhì)量評價體系，形成教學質(zhì)量評價標準和質(zhì)量控制等相關文件，相關標準和管理規(guī)定應具有可操作性，形成良性反饋機制，通過質(zhì)量評價和控制逐年提升教學質(zhì)量。

（5）開發(fā)完善的軟件工程CDIO教學信息化平臺，通過平臺實現(xiàn)教學資源、項目計劃、教學計劃、項目過程、教學過程、過程評價、結(jié)果評價統(tǒng)一管理。平臺應具有實用性、適用性、易用性，可以推廣到其它院校，并嘗試推廣到其它專業(yè)。

總之，在教學改革的過程中應充分認識到其復雜性，深入研究其規(guī)律，總結(jié)其特點，特別是產(chǎn)教融合需要對產(chǎn)業(yè)和教育都有足夠的了解。

注釋：

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

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

[3]“高等學校本科計算機類專業(yè)應用型人才培養(yǎng)研究”項目軟件工程專業(yè)工作組.高等學校本科軟件工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)指導意見（2016版）.高等教育出版社，2016，48.

作者簡介：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“十三五”規(guī)劃一般課題新工科背景下的軟件工程專業(yè)CDIO教學模式研究[2018]-JKGHYB-0236。

2.本文系黃淮學院2018年校級教改課題《基于專業(yè)認證的畢業(yè)設計（論文）過程保障與質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)》階段性研究成果（編號：2018XJGLX0221）。