软件开发类课程群CDIO模式教学改革与实践

摘 要：软件开发能力是衡量计算机专业学生水平和影响学生就业率的一个关键因素.为了提高计算机专业学生的软件开发能力,以先进的CDIO工程教育理念为指导,结合当前软件行业市场需求,探讨了该专业软件开发类课程群建设问题,并就课程群的CDIO模式教学进行了实践研究,取得了较好的教学效果.

关 键 词：软件开发,课程群,CDIO,教学改革

中图分类号：G433文献标志码：A文章编号：1006-8228（2014）12-64-03

ResearchandpracticeonteachingreformofCDIOmodeinsoftwaredevelopmentcoursegroup

ShaoLanjie,MaRui,LuXiaoli,MuLili

（CollegeofInformationScienceandTechnology,YanchingInstituteofTechnology,Hebei,Langfang065201,China）

Abstract：Theabilityofsoftwaredevelopmentisakeyfactorinmeasuringstudents'puterprofessionallevelandaffectingstudents'employmentrate.Inordertoimprovethesoftwaredevelopmentcapabilitiesofstudentajoringinputers,undertheguidanceofadvancedCDIOengineeringeducationconcept,binedwiththemarketneedsofthesoftwareindustry,theproblemsintheconstructionofsoftwaredevelopmentcoursegrouparediscussed.TheCDIOengineeringteachingmodeincoursesgroupareresearched,whichhasobtainedagoodteachingeffect.

Keywords：softwaredevelopment,coursegroup,CDIO,teachingreform

0引言

CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果,其愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思（Conceive）-设计（Design）-实现（Implement）-运行（Operate）过程的背景环境基础上的工程教育[1].该模式于2009年在我国展开试点,目前已掀起全国性的研究浪潮.针对目前高校计算机专业人才培养与市场人才需求脱节的问题,在CDIO理念指导下,以培养适应社会经济发展和满足软件行业人才需求的专业基础知识扎实、专业技能过硬、具有创新能力和团队合作精神的复合应用型人才为目标,对计算机专业软件开发类课程进行课程群建设和CDIO模式教学改革,培养社会所需的高素质工程型人才,是国内外从事计算机专业教育工作者都在关注的课题.

1软件开发类课程群建设

所谓课程群,是指以现代教育思想和理论为指导,把属于同一能力培养范畴、纵向有承启关系、横向有内在逻辑联系的一类课程进行重新规划设计和整合构建的课程集合[2-3].课程群的构建,需在CDIO理念指导下,打破单一软件开发类课程内容的归属性,从软件开发能力培养的角度出发,对软件开发类课程进行课程群建设,搭建合理的课程群体系架构.

1.1课程群建设小组

针对我校计算机专业（Ja技术方向）的软件开发类课程群建设,为了建立起更加合理的课程体系,成立了专门的软件开发类课程群建设小组,设立课程群负责人、CDIO教学实践项目负责人、课程负责人和授课教师岗位.其中,课程群负责人的主要职责是进行课程群的总体规划,课程教学大纲、教学用实践项目的审核、课程群团队管理等工作,项目负责人的主要职责是完成教学用实践项目的设计、项目内容安排、项目进程控制、指导授课教师和学生完成项目实践,课程负责人的主要职责是撰写自己所负责课程的教学大纲、审核授课教师编写的教案、授课及安排其他授课教师根据制定好的课程大纲和能力培养目标同时进行授课,完成课程教学改革,授课教师的主要职责是接受课程负责人安排,进行授课,是课程教学改革的践行者.

1.2课程群体系结构

课程群小组在我校计算机专业“3+1”人才培养模式框架下,依据软件开发能力的不同培养阶段[4],选择对学生软件开发能力培养起关键作用的课程组成软件开发类课程群,课程群主要由以下课程组成.

⑴基础阶段：将C语言程序设计I、C语言程序设计II、C++面向对象程序设计,归为入门级专业基础课程.开设目的是让学生熟悉一到两门计算机高级程序设计语言,了解程序的基本结构,掌握面向过程和面向对象两种程序设计方法,对学生进行一定程度上的逻辑思维能力的培养,为下一阶段的课程学习打下语言和编程思想方面的基础.

⑵提高阶段：数据结构、数据库原理与应用、算法设计与分析、Ja程序设计I、Ja程序设计II、网页设计与制作基础.其中,前三门课属于核心专业基础课程,数据结构课程主要培养学生的数据抽象能力,数据库原理与应用主要培养学生的数据库应用系统开发能力,算法设计与分析课程主要培养学生的算法设计能力、算法分析方法.后三门课属于专业方向课,开设目的是让学生熟悉当今主流软件开发语言.⑶高级阶段：软件工程、Web开发原理、J2EE程序架构与程序设计、移动应用开发、系统分析与建模技术、软件测试技术.除软件工程属于核心专业基础课外,其余课程属于专业方向课.软件工程课程的开设目的是让学生掌握软件开发的方法、技术、流程、工具、规范等内容,使学生的软件开发能力无论在理论上还是在实践上都得到升华.对于该阶段专业方向课,其设置一定要与时俱进,以软件行业人才需求为导向,让学生学习市场流行软件开发技术,熟悉大型软件的开发方法和开发平台,使学生的软件开发能力符合市场需求,提高学生的就业竞争力.

⑷实践阶段：数据结构课程设计、应用软件课程设计、系统软件课程设计、企业级项目实训、毕业设计.该阶段开设的课程全部属于实践性课程,目的是使学生在项目实践中进一步理解和巩固所学专业知识,重点培养学生的工程实践能力、自主学习能力、独立分析和解决问题的能力、创新能力、团队协作能力.

2软件开发类课程群CDIO模式教学

2.1理论教学

软件开发类课程群强调一体化建设,注重课程的知识重组、知识融合.对课程间重复知识点的处理,做到明确其划分,消除重复.如C++和Ja程序设计这两门课皆为面向对象的程序设计语言,对于这两门课程的重复知识点――面向对象程序设计的关键技术（抽象、类、继承和多态）,我们的办法是把该内容的教学放在C++中去重点讲授,而在Ja教学中对这部分内容进行弱化,留给学生自学,并让学生在项目实践中进行消化吸收.把Ja程序设计的教学重点放在Ja的可视化编程、多线程编程、网络编程、数据库编程、设计模式方面.又如软件工程、系统分析与建模技术、软件测试技术这三门课,也存在交叉的教学内容.一般来说软件工程的教学内容涵盖面向对象的系统分析与建模技术和软件测试技术,我们的办法是把软件工程的教学重点定位在面向过程的软件开发理论与实践,而把面向对象的软件开发放在系统分析与建模技术课程中讲授,把软件测试放在软件测试技术课程中讲授.

在教学用实践项目的选择方面,我们以涵盖尽可能多的知识点、贴近企业实际项目、有一定综合性且难度适中、项目应用领域学生比较熟悉为原则,由课程群项目负责人和校企合作单位共同研讨决定.教学实践表明,对同一门课程的不同知识点或不同的课程,能选用一个项目的就选用同一个项目,这样教学效果较好,更能让学生体会学习同一课程每一知识点或不同课程的意义所在.如C和C++的教学,我们都选用针对学校图书馆使用的图书管理系统,在C语言学习过程中,要求学生用面向过程的程序设计方法去开发,而在C++学习过程中,要求学生用面向对象的程序设计方法再一次开发此系统.学生通过对同一系统不同程序设计方法的比较,在亲身实践中体会到了面向过程和面向对象两种编程思想的根本区别、二者的优缺点.对于后继或高级阶段很多课程的教学,同样可以继续选用该系统.如在软件工程教学中,继续选用该系统,让学生把之前开发流程不规范的部分按规范开发流程补全各阶段资料.这个过程可以让学生发现规范理论指导的意义所在.

在课程教学中,引入CDIO工程教育理念,以项目为主线,以学生为主体,以教师为主导,让学生学中做,做中学.教学方法以项目教学法为主,案例教学法、问题驱动教学法、任务驱动教学法、讨论法、翻转课堂教学法等为支撑.这些教学法在调动学习兴趣,培养自主学习能力、独立思考能力、工程实践能力、创新能力、团队合作能力等方面都发挥着积极作用,教学效果较好.

2.2实践教学

课程群实践教学分为五个层次：课程实验→课程设计→综合课程设计→企业项目实训→毕业设计.软件开发类课程是实践性很强的一类课程,每门课程都安排有课程实验,核心专业课程则专门开设课程设计,如数据结构课程设计.而综合课程设计可以锻炼学生综合、灵活运用专业知识的能力,培养学生的创新能力,如应用软件课程设计、系统软件课程设计[5].企业项目实训为学生提供企业环境背景下的项目实践锻炼,所从事的是企业实际项目开发,其在提升学生就业技能方面有举足轻重的作用.毕业设计是学生四年学习成果的结晶,毕业设计质量的高低直接反应教学质量,是教学改革的助推剂.

2.3考核方式改革

对课程群课程实施CDIO模式教学后,课程考核方式也要相应进行调整,从传统终结性考核（期末考试）方式修改为形成性考核和终结性考核相结合的方式[6],从教学过程的各个环节对学生进行全方位的考核.表1以面向对象程序设计C++课程为例列出了课程考核具体细则,以供参考.

表1面向对象程序设计C++课程考核细则

表1中,期中/期末考试可根据课程的性质予以取舍,对于实践性较强的选修课及课程设计,可以取消这两项考核,相应加大其他考核项的权重.

3特别强调的问题

3.1师资队伍建设

师资队伍建设是课程群建设的基本保证,以软件开发能力为培养目标的课程群对任课教师的要求是,应具备较高的软件开发能力,有较丰富的软件开发实践经验.为此,我们引入校企合作企业的软件工程师参与课程授课,加大“双师型”教师的培养力度,每学期有计划地安排教师深入生产第一线,接受一段时间的实践锻炼,提高实践操作能力,鼓励教师参加技能培训.

3.2教材建设

高水平的课程群建设应该有一系列高质量的教材相配合.我们的教材建设包括对优秀教材的选用和自编教材.在自编教材建设中,我们已出版三本教材：C语言程序设计、C++程序设计、数据结构（C语言版）,把课程群教学实践中积累的优秀教学项目写进教材,受到选用教材兄弟院校的好评.

3.3校企合作

校企合作在CDIO工程教育模式中起着至关重要的作用.合作企业为学生提供企业实践环境,并在培养学生方面做到了应社会所需,与市场接轨.我校计算机专业目前已与北京东方尚智公司、紫光软件集团、达内集团等建立了长期校企战略合作,建立校内企业实训基地两个,校外实训基地五个.

3.4教学平台建设

课程群小组搭建了计算机专业CDIO模式教学改革网站,包括教学资源模块、答疑模块、论坛模块、作业管理模块、在线测试模块、学生优秀项目作品展示模块等.在实践教学平台建设上,除学校和校企合作企业为学生搭建的实践教学平台外,我们还借助“挑战杯”、“蓝桥杯”大赛等平台,锻炼学生的算法设计能力,培养学生的创新能力.

4结束语

CDIO理念指导下的软件开发类课程群体系结构的搭建必须以学生软件开发能力的形成为依据,同时又要考虑软件开发市场需求,对软件开发类专业方向课的设置实时更新.在此思想指导下,我校CDIO课程群建设小组对计算机专业软件开发类课程的体系结构进行了调整,并进行实践教学,取得了良好的效果,学生的工程实践能力明显提升,基本达到预期目标.当然,还有诸多问题值得进一步研究,特别是课程群建设和教学改革主力军的“双师型”教师队伍培养问题.