摘要：本文以CDIO的教育理念為指導(dǎo)，將案例教學(xué)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、啟發(fā)式教學(xué)等多種手段用于軟件工程課程教學(xué)的改革中，重點(diǎn)體現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，工程價(jià)值觀與能力的培養(yǎng)，協(xié)作與溝通的培養(yǎng)以及應(yīng)用實(shí)踐能力的培養(yǎng)等幾個(gè)方面的改革，實(shí)踐證明改革取得了良好的教學(xué)效果。
　　關(guān)鍵詞：CDIO；軟件工程；教學(xué)改革
　　
　　1 背景與理念
　　
　　我國(guó)從2002年起開(kāi)始在35所高校開(kāi)辦示范性軟件學(xué)院，目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、符合市場(chǎng)需求的實(shí)用型軟件人才，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力和應(yīng)用能力。一個(gè)優(yōu)秀的軟件工程師除了要牢牢掌握既有的軟件理論和基本知識(shí)外，還必須具備對(duì)軟件行業(yè)和軟件項(xiàng)目的深刻理解與掌控能力，必須具備根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展及用戶(hù)不斷變化的需求進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，必須具備扎實(shí)的開(kāi)發(fā)能力與良好的交流能力、團(tuán)隊(duì)精神，還必須具備終生學(xué)習(xí)的能力，從而不斷的更新自己。
　　對(duì)學(xué)院部分本科生的前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有超過(guò)四分之一的被調(diào)查對(duì)象認(rèn)為在大學(xué)本科階段所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)在實(shí)際工作中很少用到，而認(rèn)為“非常有用”的只占不到5％。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，超過(guò)98％的被調(diào)查者認(rèn)為專(zhuān)業(yè)課教學(xué)應(yīng)當(dāng)在基本理論教師講授的基礎(chǔ)上，更加注重結(jié)合項(xiàng)目案例、工程實(shí)踐、學(xué)科前沿發(fā)展，同時(shí)迫切希望提高軟件構(gòu)思與設(shè)計(jì)能力、自學(xué)創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、人際溝通能力的被調(diào)查者比例分別超過(guò)95％、85％、75％和60％。然而，上述能力的培養(yǎng)并沒(méi)有包含在傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)理念中的。目前軟件工程類(lèi)課程教學(xué)和其他工程教育類(lèi)課程一樣存在重理論輕實(shí)踐，重個(gè)人學(xué)術(shù)能力輕團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，重既有科技輕創(chuàng)新進(jìn)取的問(wèn)題。課堂教學(xué)往往采用填鴨式教學(xué)方法，以教師講授為主，忽視了學(xué)生的主動(dòng)性和參與性，即使在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，學(xué)生也只是根據(jù)教師布置的作業(yè)內(nèi)容按部就班進(jìn)行操練，以實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂內(nèi)容的記憶和理解，忽略了培養(yǎng)學(xué)生的分析解決問(wèn)題能力、學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力等多方面的綜合技能。
　　
　　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，2000年起由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究機(jī)構(gòu)在Knut andAlice Wallenberg基金會(huì)近2000萬(wàn)美元的巨額資助下展開(kāi)研究。經(jīng)過(guò)四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并于2004年成立了以CDIO命名的國(guó)際合作組織。CDIO代表構(gòu)思(conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)，以現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過(guò)程指導(dǎo)工程教學(xué)過(guò)程。CDIO工程教育理念正是以此過(guò)程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)教學(xué)大綱，包括4類(lèi)一級(jí)能力、17組二級(jí)能力(如表1所示)、以及73種具體能力，范圍涵蓋了學(xué)生的理論知識(shí)，個(gè)人素質(zhì)和發(fā)展能力、協(xié)作能力以及大系統(tǒng)適應(yīng)和調(diào)控能力。CDIO工程教育理念自誕生至今，獲得了世界范圍的認(rèn)可與采用，迄今已有幾十所世界著名大學(xué)全面采用了該教育理念，完善教學(xué)大綱，取得了良好的教學(xué)效果和社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)一些大學(xué)也開(kāi)展了對(duì)CDIO的研究、實(shí)驗(yàn)和探索。
　　本文將CDIO的教育理念在軟件工程課程教學(xué)的改革中，通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)者進(jìn)行多方面深入調(diào)查，并對(duì)CDIO工程教育理念進(jìn)行消化吸收和本土化，同時(shí)參考國(guó)際高等院校的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)軟件學(xué)院本科生軟件工程課程進(jìn)行了改革，主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，工程價(jià)值觀與能力的培養(yǎng)，協(xié)作與溝通的培養(yǎng)以及應(yīng)用實(shí)踐能力的培養(yǎng)等幾個(gè)方面，取得了良好的教學(xué)效果。
　　
　　2　教學(xué)改革與實(shí)踐
　　
　　2.1　基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)策略
　　基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)策略主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備情況，選擇教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，增加案例教學(xué)的內(nèi)容：第二，面授教學(xué)中，在信息技術(shù)的支持下，運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和參與性，為應(yīng)用能力的提高提供保證。
　　2.1.1　教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的選擇
　　(1)教材　的選擇。根據(jù)軟件學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用性人才的目標(biāo)，我們選擇了Roger s.Pressman的在國(guó)際軟件工程界享有無(wú)可質(zhì)疑的權(quán)威地位的《軟件工程：實(shí)踐者的研究方法》(第六版)一書(shū)作為主教材，重點(diǎn)介紹軟件工程的有關(guān)概念、原則、方法和工具，并根據(jù)軟件學(xué)院軟件工程本科生的特點(diǎn)和實(shí)際學(xué)習(xí)水平對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膭h減和補(bǔ)充，保留了其中的基本部分，壓縮和刪除了教材中部分對(duì)于軟件工程專(zhuān)業(yè)本科生不容易理解的高級(jí)內(nèi)容。
　　(2)案例的補(bǔ)充。針對(duì)軟件工程本科生缺乏實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，教師就在教學(xué)內(nèi)容中加入了大量的案例，包括一些公司的成功的軟件開(kāi)發(fā)案例，也包括一些失敗的案例。同時(shí)，選擇了一個(gè)難度適中的完整的項(xiàng)目案例貫穿整個(gè)課程教學(xué)講解中。
　　(3)與前沿接軌。在每一章的教學(xué)內(nèi)容中都補(bǔ)充了相關(guān)的軟件業(yè)界有關(guān)的技術(shù)、方法的最新的研究、發(fā)展動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生實(shí)時(shí)了解行業(yè)的最前沿。
　　2.1.2面授教學(xué)方法的選擇
　　(1)全方位的信息傳授。在多媒體課件教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，形成全方位的立體信息空間，有效培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、掌握信息、運(yùn)用信息和處理信息的能力。并且，網(wǎng)絡(luò)資源的超鏈接特性符合人類(lèi)學(xué)習(xí)的認(rèn)知思維習(xí)慣，也促進(jìn)了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的自我探究和知識(shí)建構(gòu)。
　　(2)啟發(fā)式教學(xué)。教學(xué)中還采用了啟發(fā)式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生就軟件開(kāi)發(fā)中的問(wèn)題進(jìn)行多方位、不同角度、不同層次的思考，讓學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，從而為應(yīng)用能力的提高提供了前提和保證。
　　(3)學(xué)生上講臺(tái)。每次主講課都安排學(xué)生輪流上講臺(tái)，對(duì)上一次課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)分析復(fù)習(xí)；同時(shí)還安排學(xué)生對(duì)一些案例進(jìn)行準(zhǔn)備，在課堂上由學(xué)生組織案例分析的討論，老師對(duì)其中的關(guān)鍵點(diǎn)和出現(xiàn)的問(wèn)題給予指點(diǎn)。這種方法很好的鍛煉了學(xué)生總結(jié)、分析所學(xué)知識(shí)的能力，同時(shí)也鍛煉的學(xué)生的表達(dá)溝通能力。
　　
　　2.2　工程價(jià)值觀與工程能力的培養(yǎng)
　　工程類(lèi)的學(xué)生在對(duì)工程的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)上存在較大問(wèn)題：首先對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)，絕大多數(shù)學(xué)生，都片面的認(rèn)為學(xué)習(xí)工程僅為取得一紙文憑而非以工程為終身事業(yè)，這種學(xué)習(xí)態(tài)度降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。其次是學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力，即缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣也缺乏應(yīng)有的時(shí)間安排能力，在安排時(shí)間的決策上，受同學(xué)和老師的影響較大，哪一門(mén)課要求嚴(yán)格，所花的時(shí)間就多。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，我們?cè)谡n程教學(xué)中著重對(duì)學(xué)生的工程價(jià)值觀進(jìn)行培養(yǎng)，期望幫助學(xué)生樹(shù)立工程是一種不斷追求卓越的過(guò)程，必須經(jīng)過(guò)多次回顧、反復(fù)修正、不斷創(chuàng)造及深入探索的理念。我們進(jìn)行以下嘗試。
　　首先，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，鼓勵(lì)創(chuàng)新，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)自學(xué)自己感興趣的內(nèi)容的能力。在課程的最終評(píng)價(jià)中，將學(xué)習(xí)態(tài)度和創(chuàng)新加入課程評(píng)價(jià)體系中，以引起學(xué)生足夠的重視。同時(shí)通過(guò)安排學(xué)生上講臺(tái)進(jìn)行課程重點(diǎn)復(fù)習(xí)和案例分析，可以幫助大家從不同視角來(lái)進(jìn)行思考，以扭轉(zhuǎn)被動(dòng)學(xué)習(xí)的風(fēng)氣。
　　其次，提倡自主的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)踐和操作。鼓勵(lì)學(xué)生把軟件工程的思想時(shí)時(shí)刻刻的用于自己平時(shí)的各項(xiàng)軟件相關(guān)的活動(dòng)中，把各種課程設(shè)計(jì)和校內(nèi)實(shí)踐活動(dòng)都當(dāng)作實(shí)質(zhì)的工程項(xiàng)目，自行安排進(jìn)度和控制。這種方式能更好的提升學(xué)生的工程能力。
　　
　　2.3　團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力的培養(yǎng)
　　軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)集體智慧的結(jié)晶，團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通起了非常重要的作用。目前的多數(shù)學(xué)生都是獨(dú)生子女，在個(gè)性上比較獨(dú)立和張揚(yáng)，喜歡展示個(gè)人的能力，但溝通能力和協(xié)作能力相對(duì)較差。我們?cè)谡n程中通過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)注重對(duì)此方面能力的培養(yǎng)。
　　首先，課程中強(qiáng)調(diào)小組的概念，無(wú)論是學(xué)生在課堂講解，還是課程實(shí)踐項(xiàng)目，均以組為單位，鍛煉學(xué)生的協(xié)作能力。每個(gè)組的組長(zhǎng)每個(gè)月調(diào)換一次，讓學(xué)生理解項(xiàng)目組中的不同角色，從不同角度增加協(xié)作和溝通能力。課程評(píng)價(jià)中也以組為單位，這樣增加了學(xué)生的小組意識(shí)。從實(shí)踐效果看，學(xué)生的主動(dòng)溝通性明顯增強(qiáng)，誰(shuí)都不希望出現(xiàn)一個(gè)人拖了整組的表現(xiàn)。
　　其次，在小組開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將內(nèi)部溝通記錄也作為評(píng)價(jià)小組表現(xiàn)的一個(gè)因素，要求小組對(duì)內(nèi)部的會(huì)議，聊天、郵件等溝通方式進(jìn)行記錄。
　　
　　2.4　應(yīng)用實(shí)踐能力上的培養(yǎng)
　　應(yīng)用能力的培養(yǎng)策略主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例，提供更多的軟件開(kāi)發(fā)練習(xí)機(jī)會(huì)；其次，將PBL(Project Based Learnhag)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為軟件學(xué)院的本科生積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
　　2.4.1　增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)比例
　　根據(jù)國(guó)家示范性軟件學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)，傳統(tǒng)以教師為中心、理論和概念為主導(dǎo)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，容易造成教學(xué)與實(shí)踐的脫節(jié)，不利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是軟件工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)的ljEcTEEpOgrCBSgFElbi4pqlRkWWLRG8jcHG0G7xE/k=一個(gè)重要環(huán)節(jié)。合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例，有助于鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，提高人才的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。我們?cè)谲浖こ痰慕虒W(xué)中采用了主講結(jié)合實(shí)驗(yàn)上機(jī)的方式，并增加實(shí)驗(yàn)上機(jī)的課時(shí)，與主講的課時(shí)比例達(dá)到1：1，期望通過(guò)加大上機(jī)實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)比例來(lái)加強(qiáng)提高學(xué)生的實(shí)踐開(kāi)發(fā)能力，加強(qiáng)對(duì)軟件工程的思想、方法的理解，更好的樹(shù)立學(xué)生以工程化的思想開(kāi)發(fā)軟件的價(jià)值觀。
　　2.4.2　PBL引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)
　　基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)(Project Based Learning，PBL)是在建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論和布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上提出一種新型教學(xué)模式，目前在歐美等國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。具體地講，即以學(xué)科的概念和原理為中心，以制作作品為目的，在一定時(shí)間內(nèi)解決一系列相互關(guān)聯(lián)著的問(wèn)題的一種新型的探究性學(xué)習(xí)模式。PBL能夠有效促進(jìn)學(xué)生高級(jí)認(rèn)知技能和問(wèn)題解決策略的形成，有助于培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能和解決問(wèn)題的能力。將PBL引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)提高軟件工程專(zhuān)業(yè)本科生的工程實(shí)踐能力具有重要作用。
　　在教學(xué)改革實(shí)踐中，我們提供給學(xué)生若干個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的題目，要求學(xué)生以軟件工程的思想作指導(dǎo)按照軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的步驟系統(tǒng)的進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。
　　我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容分為兩個(gè)階段。前一階段主要對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)用到的軟件工具進(jìn)行介紹，如項(xiàng)目管理、版本控制、設(shè)計(jì)等方面的工具的使用和介紹，為完成課程設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的后一階段讓學(xué)生綜合運(yùn)用前面學(xué)到的軟件工程的思想、方法和工具，以小組的形式完成布置的開(kāi)發(fā)題目。教師還鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)的資料，對(duì)課題完成中遇到的問(wèn)題予以指導(dǎo)，從而極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)了對(duì)課上所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通和靈活應(yīng)用。
　　
　　3　總結(jié)與展望
　　
　　我們將以上四種教學(xué)策略應(yīng)用到軟件工程專(zhuān)業(yè)本科生軟件工程課程的實(shí)際教學(xué)中，取得了良好的教學(xué)效果。對(duì)學(xué)生進(jìn)行訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍反映這種融合CDIO理念的教學(xué)方法非常適合他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，案例教學(xué)很好的促進(jìn)了他們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并且對(duì)以工程化的思想開(kāi)發(fā)軟件有了深刻的認(rèn)識(shí)，基于項(xiàng)目和基于小組學(xué)習(xí)的實(shí)踐教學(xué)的安排促進(jìn)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力的提高，實(shí)際的軟件開(kāi)發(fā)能力和項(xiàng)目組織與管理的能力也得到了極大的鍛煉和提高。
　　本文在分析課程特點(diǎn)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了四種教學(xué)策略，作為軟件學(xué)院本科軟件工程課程教學(xué)改革的基本思路。實(shí)踐證明，這些教學(xué)策略的運(yùn)用達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。針對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)本科生獨(dú)特的社會(huì)需求，今后將從培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的工程實(shí)踐能力上進(jìn)一步探索教學(xué)改革的策略和方