張錦華,吳 聰

(周口師范學院計算機科學系,河南周口466001)

2001年中國加入W TO,經(jīng)濟與社會的發(fā)展進一步加快,開始融入全球一體化的浪潮之中,這一歷史變革,對高等教育也產(chǎn)生了巨大影響。這種影響不僅體現(xiàn)在人才培養(yǎng)質(zhì)量、知識結構和教學方法上,而且體現(xiàn)在高等教育模式必須適應逐漸擴大的經(jīng)濟交流和日益加劇的競爭趨勢,必須與快速發(fā)展的工程技術相適應。但是,從總體來看,中國的高等教育與現(xiàn)今的經(jīng)濟、社會發(fā)展需求很不協(xié)調(diào),培養(yǎng)的軟件人才遠不能滿足軟件業(yè)對軟件人才的需求。大量的畢業(yè)生由于工程能力的缺失,不能真正滿足企業(yè)在專業(yè)和素質(zhì)上的需求,沒有實現(xiàn)軟件行業(yè)的匹配就業(yè)。本文以計算機多媒體技術專業(yè)為例,引入 CD IO(Conceive;Design;Imp lement;Operate)工程教育理念,構建多媒體教學新理念、設計專業(yè)、架構三維交叉課程體系、建立能力訓練平臺和實施多維能力評價五個環(huán)節(jié),提升多媒體技術專業(yè)人才的綜合專業(yè)能力、創(chuàng)新能力、解決實際問題能力、終身學習能力和團隊交流協(xié)作能力等現(xiàn)代工程能力,解決現(xiàn)行軟件人才工程能力缺失的問題。

1 現(xiàn)行軟件人才工程能力的培養(yǎng)狀況

近10年來,我國各類高等院校共培養(yǎng)了50多萬計算機專業(yè)人才,而且每年培養(yǎng)的人數(shù)還在以幾何級數(shù)的速度遞增。然而,軟件業(yè)人才的供需缺口卻越來越大,出現(xiàn)了前所未有的“人才饑荒”,各地對軟件人才的爭奪戰(zhàn)也不斷升溫。培養(yǎng)的軟件人才越來越多,而“人才饑荒”越來越嚴重,問題的癥結在哪里呢?根據(jù)調(diào)查研究分析,原因主要在于教育改革速度跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度。目前,中國高等教育的軟件人才培養(yǎng)模式仍然是以傳統(tǒng)學科體系下的專業(yè)教育為主,重視理論學習,強調(diào)個人學術能力,忽視了學生團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。課堂教學往往以教師講授為主,忽視了學生參與教學的主動性和積極性。即使在實驗教學中,學生也只是根據(jù)教師布置的作業(yè)內(nèi)容和課堂教學的實例按部就班進行操練,以實現(xiàn)對課堂內(nèi)容的記憶和理解。另外,由于中國教育系統(tǒng)重理論輕實踐,軟件畢業(yè)生很少受到在企業(yè)實際培訓的工程項目和團隊工作中的訓練,缺乏在現(xiàn)代工程環(huán)境下所要求的諸多能力。

2 CD IO工程教育理念

2001年,美國M IT聯(lián)合查爾姆斯技術大學、林克平大學以及皇家技術學院等3所高校,共同提出了一種全新的工程教育理念和實施體系,使理論知識的傳授和實踐能力的培養(yǎng)能有機地結合起來。CD IO代表構思、設計、實現(xiàn)和運作[1],以從產(chǎn)品的研發(fā)到運行的生命周期為載體,為學生提供實踐、理論課程之間知識有機關聯(lián)的教學情境,鼓勵學生以主動的、實踐的和課程之間有機聯(lián)系的方式進行學習[2]。

CD IO的基本內(nèi)容主要包括1個愿景、1個大綱、12條標準和5個指引[3]。CD IO愿景將學校任務定義為把畢業(yè)生培養(yǎng)成具有專業(yè)技能、社會意識和企業(yè)家敏銳性的工程師。CD IO大綱全面系統(tǒng)地將畢業(yè)生的能力分為工程基礎知識、個人專業(yè)能力、團隊協(xié)作與交流能力和企業(yè)環(huán)境下的工程系統(tǒng)能力四個層次[1],如表1所示。大綱中系統(tǒng)提出了各個層次的能力培養(yǎng)方案、全面實施指導以及實施過程和結果檢驗的12條標準。CD IO的5個指引對高技能人才的培養(yǎng)計劃、課程結構、教學方法、教學評估和學習架構提出了具體要求。總體來看, CD IO理念是以愿景為總體出發(fā)點構思工程高技能人才培養(yǎng),以大綱設計人才培養(yǎng)方案,以標準實施人才培養(yǎng),以指引明確人才培養(yǎng)運行架構。CD IO理念將工程實踐環(huán)境作為工程教育環(huán)境,在教學中實行項目學習教學法,以現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品或系統(tǒng)從構思、研究開發(fā)到運行改進的全過程為載體,全面培養(yǎng)學生的團隊工作能力、交流能力、終生學習能力和大系統(tǒng)掌控等現(xiàn)代工程能力,進而提高學生的學術知識和職業(yè)道德水平以及解決實際問題的能力。

表1 以能力培養(yǎng)為目標的CD IO大綱

3 多媒體技術專業(yè)的CD IO

3.1 構建基于CD IO的多媒體技術專業(yè)教學新理念

依據(jù)周口師范學院計算機科學系多媒體技術專業(yè)特點,以學生的能力和素質(zhì)共同協(xié)調(diào)發(fā)展為目標,突出對學生知識綜合實踐運用能力、解決實際問題能力、創(chuàng)新能力和團隊交流協(xié)作能力的培養(yǎng)。多媒體技術課程是一門將多媒體技術與各種藝術緊密結合的學科,在專業(yè)課程設置上除了各種多媒體技術的學習和運用之外,更應著重培養(yǎng)學生的藝術鑒賞能力和審美能力。因此,在整個課程教學改革中應側(cè)重構思和設計環(huán)節(jié),強調(diào)以培養(yǎng)和提升學生藝術素養(yǎng)為基礎,在實踐中深化理論知識,達到綜合提高學生的藝術自主創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。另外,為了幫助學生了解所學理論知識在實踐中的具體應用,提升學生的市場適應能力,與廈門軟件園、鄭州仟佰教育軟件實訓基地建立長期合作關系,形成企業(yè)和學校雙贏互助的教學體系。

3.2 設計基于CD IO理念的多媒體技術專業(yè)

CD IO理念指出,工程技術人員的能力主要體現(xiàn)在工程實際活動中,包括發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和創(chuàng)新成果的能力[4]。因此,以周口師范學院計算機科學系計算機多媒體技術專業(yè)學生為實踐對象,進行基于CD IO的專業(yè)課程教學改革,探索可行的能力培養(yǎng)方案,使學生的知識綜合運用能力、工程價值觀念、創(chuàng)新能力、解決實際問題的能力、團隊協(xié)作與交流能力以及可持續(xù)發(fā)展的終身學習能力均得到提高。

1 )設計可行的項目教學方案。項目教學是一種理論與實際緊密結合的教學方法,能夠使學校理論教學與企業(yè)實際工作“零距離”靠近。它的實踐性、啟發(fā)性和針對性能夠有效激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生藝術設計與技術實踐能力,提高學生的知識綜合運用能力、自主創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作交流能力。因此,設計可行的項目教學方案是實現(xiàn)多媒體技術專業(yè)教學目標的前提。

2 )構建科學的CD IO工程教育模式。以多媒體技術專業(yè)課程計劃、教學大綱和教學方案進行標準化課程建設,以工程技術模式和實訓項目為載體進行實踐教學建設,以校企互助模式進行團隊實踐建設,形成科學規(guī)范的CD IO工程教育模式,用以指導整個多媒體技術專業(yè)課程教學與各項工作。

3 )建立CD IO課程結構模式?；贑D IO理念的多媒體技術專業(yè)課程模式,需在真實、科學、可行的工程實踐教學情境中建立充足的項目實踐,安排足夠的工程實踐,實施必要的崗前培訓。同時,以工程質(zhì)量評估系統(tǒng)進行工程教育效果檢驗。

3.3 架構三維交叉的多媒體技術專業(yè)課程體系

依據(jù)CD IO大綱,圍繞工程項目開發(fā)的整個工作過程、涉及專業(yè)知識范圍以及項目本身的規(guī)模程度,設計了多媒體技術專業(yè)課程體系的三種主要項目:針對專業(yè)的課程項目、以學生實訓為主的設計實踐項目以及校企互助合作項目。通過三種類型項目的交叉教學架構,將整個課程體系有機地、系統(tǒng)地結合起來,如圖1所示。從圖1可以看出:在以工程項目為主體進行設計的專業(yè)課程教學計劃中,項目的設計、開發(fā)與實現(xiàn)貫穿整個教學過程,達到對學生進行構思、設計、實現(xiàn)和運作的系統(tǒng)訓練。同時,教學方法從教師主導教學轉(zhuǎn)移到指導學生“構思——設計——實踐——運作”的主線上,培養(yǎng)學生的工程實踐能力,形成了從培養(yǎng)應用能力到提升自主創(chuàng)新的工程實踐能力,以及從以教師為主導的教學過程到教師主導——學生主體的雙主實踐系統(tǒng)。

圖1 基于CD IO理念的三維交叉多媒體課程教學架構

3.3.1 針對性課程項目

針對性課程項目主要包括多媒體技術專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程。本項目的選取需遵循針對性、可行性、科學性和適用性原則,從企業(yè)、行業(yè)發(fā)展出發(fā),依據(jù)完成實際崗位工作任務所需要的知識和能力要求,采用系統(tǒng)和工程的觀點,選取符合學生綜合能力發(fā)展的教學內(nèi)容。并且整個課程設計將計算機多媒體技術專業(yè)所需的各種知識技能進行分解、序化和重構,以任務驅(qū)動的方式,設計一系列能夠不斷提升學生綜合工程能力的學習情境,幫助學生熟悉項目的開發(fā)過程和工作環(huán)境,達到培養(yǎng)學生工程能力、團隊協(xié)作交流能力和解決實際問題能力的目的。另外,針對性項目基于專業(yè)課程群,以多個單元設計學習包為載體,通過實際案例把相關聯(lián)課程知識有機結合起來,消除重復內(nèi)容,減少學時數(shù)。同時,逐漸增加項目載體的核心技能,以有效激發(fā)學生學習的積極性和主動性。

3.3.2 設計實踐項目

設計實踐項目主要包括組織成立項目小組和學期實訓。為了培養(yǎng)學生的工程能力、自主創(chuàng)新能力、解決實際問題的能力和團隊協(xié)作交流能力,組織成立各種項目興趣小組,鼓勵學生參加各種網(wǎng)站建設、課件制作的競賽,等等。同時,針對專業(yè)課程群之間的有機聯(lián)系,開展學生學期實訓活動。在實訓中,通過模擬實際工作的要求,以實際工程標準要求學生,達到以培養(yǎng)學生的實戰(zhàn)能力、團隊溝通協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新精神和解決實際問題能力的目的。如動畫網(wǎng)站設計課程覆蓋平面廣告設計(Photoshop)、平面動畫設計與制作(Flash)、三維動畫設計與制作(3ds M ax)、視頻編輯(Premiere)等。

3.3.3 校企互助合作項目

校企互助合作項目主要有引進企業(yè)項目和到企業(yè)頂崗實訓兩種方式。首先,引進企業(yè)實際工程項目。充分利用高校的人才優(yōu)勢,與企業(yè)合作開發(fā)工程項目。企業(yè)不僅可以獲得較好經(jīng)濟效益,學校同時可以促進課程建設和人才培養(yǎng)。其次,使學生走出學校,到企業(yè)頂崗實訓,以企業(yè)員工的身份參加企業(yè)項目。讓學生在真實的企業(yè)環(huán)境下進行實習,能夠培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

3.4 建立專業(yè)能力訓練平臺

CD IO工程教育理念旨在培養(yǎng)工程技術人員綜合素質(zhì),將項目的“構思——設計——實施——運行”全過程置于真實生產(chǎn)環(huán)境中。為此,依托真實工程情境形成開放式的實訓基地和培訓中心,達到理論和實踐的有機結合。在項目的構思和設計過程中,通過文獻調(diào)查、分析研究、訪談等方式制定實施計劃,進行小組分工。在項目實施過程中,學生依據(jù)實施計劃編制項目方案,通過自評、互評、教師評價和專家評價等多種方式對項目的規(guī)范設計和可行性提出鑒定意見。最后,小組形成書面文本,進行匯報、答辯、成果展示以及評分。

3.5 實施多維評價能力培養(yǎng)體系

實施考試改革,從項目匯報、答辯、成果展示以及綜合能力形成等方面進行綜合考核,注重學生知識綜合運用能力、工程實踐能力、團隊協(xié)作交流能力和解決問題能力的評價。

構思和設計環(huán)節(jié)重點考核學生獲取知識、運用知識解決實際問題的能力和主動創(chuàng)新能力。依據(jù)項目方案和項目匯報,由3～5名教師和專家團隊進行評價,對學生在項目的CD方案過程中獲取知識和運用知識解決實際問題的能力進行判斷。同時,對學生完成的每個學習工作任務的階段性成果進行形成性評價。

實施和運行環(huán)節(jié)重點考核學生掌握的各種技能,主要考察學生在項目進行過程中工程效率、知識綜合運用、團隊協(xié)作交流、自主創(chuàng)新和解決實際問題等方面的能力表現(xiàn)。項目實施結束后,通過小組之間的總結交流,介紹項目的實施過程,運行項目的實際操作,展示最后實踐效果,并進行小組之間的項目評價。最后,教師依據(jù)考評記錄進行學生成績的評定,同時總結教學經(jīng)驗、改進不足。

4 結束語

適應經(jīng)濟發(fā)展與社會需要,不斷提高計算機專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量是一項長期的系統(tǒng)工程。CD IO作為一種提升專業(yè)綜合能力、創(chuàng)新能力、解決實際問題能力和團隊協(xié)作交流能力的工程教育理念,具有很好的借鑒作用。將這種工程教育理念貫穿于計算機多媒體專業(yè)人才培養(yǎng)方案改革、教學課程體系建設和實踐教學中,構建理論聯(lián)系實際的多媒體技術人才培養(yǎng)體系,架構針對專業(yè)課程項目、實際設計實踐項目與校企互助合作項目的三維交叉課程建設體系,建立專業(yè)能力訓練平臺,實施多維能力評價,從而為國家和地方培養(yǎng)更多合格的高級專業(yè)工程人才。

[1]Edward F Craw ley.The CD IO Syllabus:A Statement of Goals fo r Undergraduate Engineering Education [EB/OL].(2008-07-01)[2010-12-15].http://cdio.org/cdio2syllabus2rep t/index.H tm l.

[2]陸小華,熊光晶,陳珠琳.設計導向的工程教育改革理念[J].高等工程教育研究,2007(6):83-87.

[3]陳啟元,任勝兵,胡志剛,等.工科大學生CD IO能力成熟度評估與改進體系研究[J].中國高等教育,2008 (9):31-33.

[4]郭曉劍,廖志濃,姜天賜.CD IO工程造價人才培養(yǎng)模式研究[J].江西理工大學學報,2010(8):54-56.