摘 要：针对软件工程课程体系的特点及教学中存在的问题，文章将CDIO工程教育模式引入到课程体系的教学过程中，在校企联合的基础上，提出案例驱动教学模式、项目驱动式实践模式以及导师指导下的团队模式等教学改革模式，全面培养CDIO大纲所要求的工程能力。实践证明，CDIO现代工程教育模式下的软件工程课程体系教学改革取得了良好的教学效果。
关键词：工程教育 软件工程 课程体系 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2012）02-143-02
一、概述
软件工程专业本科教学包含一系列由软件工程所衍生出来的专业课程：软件体系结构、系统分析与设计、软件项目管理、软件测试技术、软件可靠性分析、统一建模语言等。这些课程以软件工程理论为核心，课程间关联性较强，授课模式相似，这些课程构成了软件工程课程体系。
目前我国高校软件工程专业的本科生培养目标是培养具有创新意识和国际竞争力、符合市场需求的实用型软件人才，强调学生的软件开发能力和应用能力。一个优秀的软件工程师除了要牢牢掌握既有的软件理论和基本知识外，还必须具备对软件行业和软件项目的深刻理解与掌控能力，必须具备根据市场发展及用户不断变化的需求进行创新设计的能力，必须具备扎实的开发能力与良好的交流能力、团队精神，还必须具备终生学习的能力，从而不断的更新自己。
通过对近几年软件工程专业本科毕业生的调查发现，符合市场需求的实用型软件人才所应具备的职业能力，主要是通过软件工程课程体系的学习与实践所培养的。由此可见，软件工程课程体系的教学质量对于软件工程专业本科生而言至关重要。
二、以CDIO为代表的现代工程教育模式
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、美国麻省理工学院、瑞典皇家技术学院四所大学组成的跨国研究，获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。
CDIO代表构思、设计、实现和运作，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。第一，构思：概念阶段。针对工程实践，让学生掌握专业知识的基本原理，确定未来发展方向。第二，设计：技术阶段。以产品设计与规划为核心，通过研发，拟解决某一具体的问题。第三，执行：制造阶段。以制造、建造为核心，组织一体化的课程实践。第四，运作：服务阶段。产品应用的各个环节，学生必须了解清楚，并有能力提供市场服务。CDIO工程教育理念正是以此过程为载体培养学生的工程能力，提出了系统的能力培养教学大纲，包括4类一级能力、17组二级能力(如表1所示)、以及73种具体能力，它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。
三、软件工程课程体系教学现状分析
1.课程体系的特点。软件工程课程体系内课程都是由软件工程理论衍生出来的，课程间关联性强，课程特点相对统一，可归纳为以下几点：（1）基本原理和内容较为新颖。这些课程的基本原理和内容源于最近20年来软件研发过程中形成的软件工程最新理论成果和实践经验的总结，具有新颖性和学术性的特点。在课程中除了讲述经典的理论，还介绍软件项目最新的技术发展特点。（2）实践性强。在课堂教学过程中，要有具体案例贯穿始终，还要辅以大量实践教学，使学生在实际操作过程中消化理解课上理论。同时，老师的一些实践经验对于学生理解课程帮助巨大。（3）软件设计是一门艺术，没有固定的评价标准。在实际的设计过程中，必须根据项目的实际情况对各种要素进行权衡与折衷，从而得到总体上满足用户要求的软件。因此，学生成绩评定体系难于量化，对于参与考核的教师的工程实践能力要求偏高。
2.教学中存在的问题。针对课程体系的特点，传统模式的教学过程中主要存在以下问题：（1）理论抽象容易使学生感到空洞乏味。课程的授课内容中往往涉及到较为复杂的软件系统，而授课对象是缺乏实际项目开发经验的在校学生，他们一般情况下很难理解课程中的抽象理论并应用到实际的软件项目中，容易产生空洞乏味的感觉。（2）学生缺乏必要的认知与体验。课程体系内大部分课程要求理论与应用并存，而且主要涉及到软件的分析、设计、测试和项目管理等方面。由于学生经历的限制，他们对所讲解的方法和过程缺少深刻的感性认识，也不容易理解和把握各种非技术因素的权衡与折衷。同时，由于理论的成果不易得到及时而明确的验证，学生很难形成深刻的体验。（3）授课教师工程实践能力欠缺。课程体系内课程的授课过程中要求全程案例授课，实践教学中要求引入实际项目进行指导。从授课到考核，对于教师的工程实践能力要求都很高，而目前专业教师中大部分不具备实际项目开发经验。
传统教学模式在“应用型”软件人才培养方面的弊端越来越突出，亟需探索一条适合软件工程专业培养方案的工程教育模式，由传统教学模式向现代工程教育模式转型的教学改革势在必行。
四、现代工程教育模式下的软件工程课程体系教学改革
教学改革过程中，以企业实际项目为驱动，以全面培养CDIO大纲中四方面能力为目标，我们主要从以下几个方面展开改革与实践。
1.转变传统教育观念，变革教学计划。掌握必需的专业技术基础知识，并具备严谨的推理能力是CDIO大纲的第一个方面，也是其他三种能力的基础。我们在思想政治基础课平台及公共基础课平台的基础上，把软件工程专业课划分为三大课程群：计算机程序设计基础课程群、计算机程序设计高级课程群、软件工程课程群。其中，软件工程课程体系囊括了软件工程课程群的课程，主要在第5、6、7学期进行授课。在教学计划中，我们打破传统，一改以前每门课程独立授课的传统，把课程体系内各门课程按授课学期进行分组。对于每门课程，将教学活动划分为课堂教学和项目实践两大环节。每学期课程结束后，安排工程实训，通过企业实际项目将几门课程关联起来，使学生能够将课上所学内容融会贯通。
2.教师能力的提升。师资队伍是人才培养质量的保证，要提高学生的工程实践能力和创新能力，首先要有一只结构合理的双师型队伍。几年来，在与企业资深工程技术人员合作完成实践环节指导工作的同时，为了强化专业教师特别是青年教师的工程背景，学校与企业联姻，每年输送多名青年教师进入企业、参与企业实际项目研发，目前已有近20名教师学成归来，形成了一支理论基础与实践能力并重的教师队伍。
3.案例驱动教学，培养个人能力及职业素质。个人专业能力与职业素质是一个成熟工程师必备的核心素质，也是CDIO大纲要求的第二种能力。在理论授课过程中，我们选择企业实际项目或企业成熟项目实例作为案例，引导学生进行理论知识的学习。实践证明，案例驱动的教学模式能更好的激发学生的学习热情，促进知识的掌握及动手能力的培养。
4.项目驱动，加强实践比重。除了增加单独课程实验课及课程设计比例，还安排对于课程体系内几门课程共同进行的工程实训，由企业资深工程技术人员或在企业中参与过实际项目的教师进行指导，以企业实际项目为题，学生采取分组模式完成实践任务。通过实践，软件工程专业的学生对于理论知识的掌握程度及动手能力的提升速度大幅提高。
5.推行导师制结合团队模式，加强协作与沟通能力培养。实践教学环节中，在项目驱动的基础上，引入导师制及分组制。从第5学期起直至毕业，采用师生双向选择的方式，为每名学生确定导师，导师完成对学生实践环节及毕业设计的指导工作。每名导师所指导的学生自动分为一组，每组5~8人，与企业项目团队人数基本吻合，在实践环节中，以小组的形式共同完成，每名学生担任不同的团队角色。通过近2年较为固定的团队培养，学生能够全面培养不同类型项目中的团队协作与沟通能力，很好地完成了CDIO大纲要求的第三种能力的培养。
6.校企联合，全面实践CDIO。通过和企业联姻，将企业实际项目引入了教学环节，使学生能够更好的接触企业和社会的工作环境，通过构思、设计、实现和运作系统，展示了一个产品或系统完整的开发过程，也体现了“做中学”和“基于项目的教育和学习”的精髓。
7.全面考虑，注重能力考核。在各门课程的考核上，我们摒弃了一般的理论考试，更注重多元化、全方位地考核学生的工程能力。每门课的考核一般分为理论知识考试、实践能力测试、项目文档撰写及项目小组答辩等几方面，通过几个环节的考察，全面考虑，综合评定学生成绩。该考核方式注重学生项目实训过程中工程能力的训练和积累，对学生素质的考核更为全面。
五、结语
适应经济发展与社会需要，不断提高软件工程专业人才培养质量是一项艰苦的系统工程。作为一种现代工程教育教学模式，CDIO理念在强调学生理论基础知识的同时，注重培养学生理论应用能力、团队合作能力及工程系统掌控能力。将CDIO理念引入教学，针对软件工程课程体系目前存在的问题，通过加强实践环节、案例驱动教学、校企联合等改革措施，改变了以往课程理论过多，学生有枯燥感的局面，弥补了课堂教学与实际应用间的断层，提高了教学质量。实践证明，CDIO工程教育理念对于软件工程课程体系教学是适合的，学生通过“做中学”和“基于项目的教育和学习”，在有限的学时内较好较快地掌握所学课程，迅速培养和提高学生实际的工程实践能力和团队协作能力，它为探讨软件工程专业课程的教学找到了新的方向。同时，CDIO理念也为其他课程的教学打开了一扇窗，笔者认为CDIO模式值得在其他课程中作进一步的推广和研究。
[本文为基金项目：黑龙江省高等教育协会高等教育科学研究“十一五”规划课题（115C-955）；黑龙江科技学院校内科研启动基金项目]
参考文献：
1.Chunting Yang, Yang Liu, Jun Zhan, “Software Engineering talent cultivation in the CDIO Learning Cycle”,2009 Second International Conference on Education Technology and Training,2009,pp:305-308.
2.Chen Ke-li, Huang Xiang-nian, Pen Hong,“Research of Embedded Teaching Reform Based on CDIO”,20102nd International Conference on Education Technology and Computer(ICETC),2010,pp:V4-30-V4-33.
3.Jianzhong Zha,“CDIO-The Subversive Reform of Engineering Education Model”,Distance Education in China,vol.325,July 2008.
4.Worldwide CDIO Initiative.CDIO Syllabus[EB/OL]. [2010-4-26]..cn/qkpdf/jijs/jijs201202/jijs20120281-1.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文 相关热词搜索： 教学改革 软件工程 课程体系 工程 研究