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基于CDIO的軟件工程課程教學模式的改革與研究
【摘 要】針對軟件工程的課程特點，介紹了當前高等院校軟件工程課程的教學現狀，提出了基于CDIO的軟件工程課程教學模式的改革，探討了軟件工程教學改革思路。
【關鍵詞】CDIO 軟件工程 教學模式
1、引言
軟件工程是為了解決軟件開發過程中出現的軟件危機而誕生的，是指導計算機軟件開發和維護的工程學科。采用工程化的概念、原理、技術和方法來開發和維護軟件、把經過時間考驗而證明正確的管理技術和當前能夠得到的最好技術方法結合起來，經濟地開發出高質量的軟件并有效地維護它[1 J。軟件工程的教學成效直接影響學生畢業后從事軟件開發的能力和軟件項目管理能力。
軟件工程具有抽象性、實踐性、綜合性都很強的特點，且發展迅速。在實際教學過程中，由于學生缺少軟件開發的實踐經驗，很多學生認為這是一門理論課，內容煩瑣、枯燥，學習興趣不大，無法切實理解軟件工程技術的重要性和實用性。
2、教學現狀分析
在當前高等工程教育中，越來越多的人們意識到，學生除了要具有扎實的專業技術知識，還必須擁有良好的團隊協作精神、系統分析及實際動手能力，以便適應現代化工程團隊、新產品及新系統的開發需求【2】。
目前，軟件工程教學主要存在以下問題：
(1)授課主要以講授理論知識為主，學生接觸實踐環節少，缺少對學生工程能力的訓練，(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模式，難以激發學生的學習興趣，調度學習積極性;(3)學生的個人職業技能、團隊協作與溝通的人際能力未能得到提高。
因此，軟件工程教學模式急需進行改革，讓學生能夠學以致用。
3、基于CD10的軟件工程課程教學改革
3.1 CDIO的基本思想
2001年，四所前沿的工程大學(瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、美國麻省理工學院、瑞典皇家技術學院)合作開發了一個新型的工程教育模型，稱為CDIO(Conceive-Design-Imp】ement-Operate，構思一設計一實施一運作)。CDIO的目標就是將企業界的需求以工程學基本原理來表述。
它的指導思想是：以誠信、職業道德培養為基礎，以工程設計任務為導向，以培養個人能力(包括終生學習能力和實踐能力)、團隊能力和系統的適應與調控能力為主要目標，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有聯系的方式學習工程。CDIO強調在加強基礎教育的同時，關注工程實踐，加強實踐環節;強調個人職業技能與人際溝通的技能并重，強調綜合創新能力，與社會大環境協調發展。
CDIO理念對培養計劃、教學內容、教學方法等提出全面的指導【3】。本文利用CDIO來指導軟件工程課程教學方法的改革。
3.2教學方法改革
3.2.1案例輔助教學軟件工程講授的原理、技術、方法都很抽象，容易產生枯燥乏味的感覺。為了激發學生的學習熱情，培養學生分析問題、解決問題的能力，在教學過程中可設計若干可操作、有實際應用背景、有趣味性和難度適中的實際案例，將復雜抽象、枯燥的概念融于具體生動的案例中進行講解，能夠收到事半功倍的效果。
例如在講解數據流圖、實體聯系圖等需求分析建模工具時，這些知識點看似容易，但做起來可能會漏洞百出。此時在教學過程中，可以引人銀行儲蓄系統、學生成績管理系統、圖書管理系統等學生熟知的案例輔助教學，學生獨立分析、思考并畫出數據流圖、實體聯系圖，然后教師再進行講解，指出不足。再如講解人機界面設計指南時，可布置學生對比分析一些國內、國外相同類型的網站、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，并給出改進意見。
這種方法不但給學生提供了充分的思考、質疑探究和創新的空間， 而且學生邊學邊做，會對所學的知識理解得更深，對其應用場合更明確。
3.2.2 以項目為導向、項目貫穿始終的教學為了培養學生運用軟件工程的思想分析、解決實際問題的專業技能、加強團隊合作精神和人際溝通的技能，在教學過程中以項目為實踐環節的主線，隨著課程進展布置任務，從項目開發的準備工作、系統分析過程、系統設計過程、項目實施，結合所學習的理論知識，逐步完成項目的開發。具體的實施過程如下：
(1)設計多個典型的、完整的、難度適中的、實際的軟件項目，由學生分組完成。
選擇項目時應盡量面向社會、面向應用，反映新技術，以獲得更好的工程設計實踐訓練。項目最好來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，將學生分成五至六人的小組，然后為每個小組分配一個項目。小組成員分工合作，學習軟件開發小組的組織和管理，明確項目開發各階段的任務，將每項任務落實列個人，由學生獨立完成。對于需求分析、軟件設計等重要階段需要進行集體討論。
上述兩部分工作在上課的前兩周完成。
(2)邊學邊實踐。
在講授一個軟件開發過程后，安排一到兩節的討論課，由學生自由發言。小組可以集思廣益，派一個代表講解小組對本組項目的理解、分析、判斷和決策過程，說明運用所學的知識解決問題的方案。其他小組人員可以提出疑問，最后由教師給出評價，確定最終的實施方案，這樣項目開發的每個階段都在教師的正確指導下進行。
在項目開發過程中，教師要經常了解每組的進展情況，解決學生遇到的實際問題，給予正確的引導，確保項目能夠按部就班地、有條不紊地進行，能夠按時完成。
(3)統一答辯和驗收。
在課程結束時，每個小組的項目也接近尾聲，然后要統一組織答辯，上交文檔 這時可以讓小組代表對其項目的功能、采用的技術等做個陳述，然后讓每個小組成員說明在整個項目開發過程中所完成的任務，并一一進行演示操作運行。教師針對每個學生實際負責的部分進行提問，最后教師根據系統完成的功能、文檔的質量、開發技術的難易程度、工作量等給出每個小組及組內每個成員的成績。
通過軟件工程的學習，學生的系統分析、程序設計能力以及開發的規范程度都有一定程度的提高，具備一定的獨立分析、解決問題能力、團隊合作能力和與人溝通的技能。
4、結語
針對當前高校軟件工程課程教學過程中存在的一些問題，本文在cDIO教學理念的指導下，從軟件工程教學方法方面進行了改革，探討了案例輔助教學和以項目為導向、項目貫穿始終的教學方法。
[參考文獻]
[1]張海藩。軟件工程導論[M】。 北京： 清華大學出版社，2008.
[2]陶勇芳， 商存慧。CDIO對高等工科教育創新的啟示【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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