謝鵬

摘 要：詳細(xì)分析了CDIO模型各階段優(yōu)勢(shì)并借鑒CMM能力培養(yǎng)模式，著重研究 CDIO-CMM的人才培養(yǎng)方案的基本內(nèi)涵，包括培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求和課程設(shè)置。CDIO-CMM培養(yǎng)方案結(jié)合能力成熟度模型，可以使計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生形成良好的工程能力，同時(shí)培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，大幅提高培養(yǎng)方案的效果。

關(guān)鍵詞：CDIO-CMM模式；計(jì)算機(jī)課程；能力成熟度；互聯(lián)網(wǎng)+

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）09-0108-03

0 引 言

CDIO （Conceive， Design， Implement， Operate）代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，是“做中學(xué)”原則和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的集中體現(xiàn)。CDIO由美國(guó)Massachusetts Institute of Technology和瑞典三所頂級(jí)工程類大學(xué)共同倡導(dǎo)提出，也是新的教育理念，由很多工業(yè)強(qiáng)國(guó)優(yōu)秀工程師共同創(chuàng)造。CDIO非常重視計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生工程實(shí)際能力和專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)，培養(yǎng)的目的是既要達(dá)到良好的職業(yè)操守也要有良好的一線工作能力的優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生。

工程師們通過對(duì)系統(tǒng)生命周期的長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出CDIO。CDIO將計(jì)算機(jī)專業(yè)的能力從初級(jí)到高級(jí)共分為四個(gè)部分，分別為基本操作、熟練掌握、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力。工程實(shí)踐是課程設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)。首先應(yīng)學(xué)好理論知識(shí)，打好基礎(chǔ)；其次，要樹立書本知識(shí)是綱，工程實(shí)踐能力是目的的思想，充分重視工程實(shí)踐；最后，將課堂和現(xiàn)代學(xué)習(xí)工作/實(shí)驗(yàn)室相互補(bǔ)充，互相促進(jìn)，進(jìn)行以主動(dòng)性、實(shí)驗(yàn)性、分組學(xué)習(xí)為特征的活動(dòng)。通過CDIO-CMM各過程的訓(xùn)練使計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生達(dá)到擁有良好工程實(shí)踐能力的目標(biāo)。

美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家對(duì)上百年的工程教育經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)提升，最終得出了CDIO改革的理念，精準(zhǔn)概括了工程能力、實(shí)施和評(píng)測(cè)的十二個(gè)抓手。截至目前，全球有近百所高校加入了CDIO組織，僅國(guó)內(nèi)就有幾十所高校參加，效果良好。CDIO標(biāo)準(zhǔn)如表1所列。

表1 CDIO標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)1 專業(yè)培養(yǎng)

標(biāo)準(zhǔn)2、3、4 課程開發(fā)

標(biāo)準(zhǔn)5、6 實(shí)踐、場(chǎng)所

標(biāo)準(zhǔn)7、8 經(jīng)驗(yàn)共享

標(biāo)準(zhǔn)9、10 教師能力

標(biāo)準(zhǔn)11、12 考核評(píng)估

1 CDIO-CMM的教育理念介紹

空軍工程大學(xué)依照CDIO工程教育理念，借鑒軟件能力成熟度模型（Capability Maturity Model， CMM）構(gòu)建CDIO-CMM能力成熟度模型，將工程能力劃分為入門級(jí)、基礎(chǔ)級(jí)、較高級(jí)和專業(yè)級(jí)四個(gè)不同的階段。

入門級(jí)一般指大學(xué)一年級(jí)。在這期間主要學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)課程，同時(shí)還應(yīng)注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、意志、興趣、性格、思想、人生觀、價(jià)值觀、世界觀等人文素質(zhì)教育，著重對(duì)學(xué)習(xí)研究、知識(shí)積累、邏輯分析、事物判斷、批判吸收、懷疑精神、緊急情況處理等方面的培養(yǎng)及學(xué)生在整個(gè)過程中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、職業(yè)操守的培養(yǎng)。

基礎(chǔ)級(jí)主要指大學(xué)二年級(jí)，通過大學(xué)一年級(jí)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等課程，對(duì)事務(wù)有了基本的了解，可以在企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下參加CDIO項(xiàng)目。這一階段可以開設(shè)CDIO課程，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力以及善于創(chuàng)造性、批判性思考的習(xí)慣。

較高級(jí)主要指大學(xué)三年級(jí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)課程和大多數(shù)專業(yè)課程，應(yīng)該能熟練掌握專業(yè)知識(shí)，通過系統(tǒng)訓(xùn)練可以熟練運(yùn)用CDIO原理執(zhí)行實(shí)施項(xiàng)目，解決項(xiàng)目中遇到的困難，并積極總結(jié)其中的問題及規(guī)律。

專業(yè)級(jí)主要指大學(xué)四年級(jí)。經(jīng)歷前幾年的學(xué)習(xí)后，學(xué)生已完成全部的專業(yè)課程，同時(shí)也形成了相對(duì)成熟的工程實(shí)踐能力，通過多種多樣的專業(yè)實(shí)踐，結(jié)合導(dǎo)師的正確指導(dǎo)，詳細(xì)對(duì)照CDIO步驟逐步解決實(shí)際問題。獨(dú)自查找不足，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，靈活找尋解決方法，通過此種方法循環(huán)往復(fù)，經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)可以成為高素質(zhì)人才。

2 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)模式的不足

首先，由于理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐運(yùn)用相背離，因此不能及時(shí)將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力。目前的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)課程首先從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)通信等基礎(chǔ)課程開始，之后學(xué)習(xí)C語言等專業(yè)基礎(chǔ)課程，然后學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)、Java、計(jì)算機(jī)通信等專業(yè)知識(shí)，最后學(xué)習(xí)包括C、C++、Java、Visual Basic、Web程序設(shè)計(jì)、VFP數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)（包括VisualFoxPro、Access、MySQL）等。課程這樣安排的弊端是每門課的重點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，不利于學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，融會(huì)貫通?，F(xiàn)在對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的要求越來越高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式暴露出諸多缺點(diǎn)。進(jìn)入用人單位后缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不能直接工作，還需要花費(fèi)培訓(xùn)費(fèi)用，穩(wěn)定性不高。

其次，傳統(tǒng)的考核方法中理論考試和實(shí)踐考試分離，考核方法單一。只關(guān)注結(jié)果的考核評(píng)價(jià)具有較濃的功利色彩，對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的考核只對(duì)照課程大綱完成相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，而忽略了實(shí)際操作能力的培養(yǎng)和提升，導(dǎo)致知識(shí)與實(shí)際運(yùn)用能力極不協(xié)調(diào)，考核結(jié)果具有很大的不公正性，嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生實(shí)際運(yùn)用相關(guān)知識(shí)的積極性。

最后，在目前的課程中，計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的自學(xué)、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)合作和人際溝通的能力相對(duì)缺乏。近些年計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)更新?lián)Q代更加頻繁，目前教學(xué)的一些課程已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要。學(xué)校使用的教材陳舊，且由于惰性思想和思維慣性，認(rèn)為目前是最好的，不想更新或者更新速度跟不上現(xiàn)實(shí)的發(fā)展。教學(xué)側(cè)重理論，教授專業(yè)課程的教師一般沒有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不愿去過多地探究計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的思想和體驗(yàn)，缺乏交流、互動(dòng)，極少能做到因材施教，忽略了對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生自學(xué)、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)工作和人際溝通能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致目前培養(yǎng)出的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生缺乏實(shí)踐能力，更談不上優(yōu)秀的職業(yè)道德和責(zé)任感。

3 建立基于CDIO-CMM模式的計(jì)算機(jī)專業(yè)教育培養(yǎng)體系

CDIO模式的計(jì)算機(jī)專業(yè)教育培養(yǎng)體系強(qiáng)調(diào)面向?qū)嶋H應(yīng)用問題時(shí)應(yīng)以主動(dòng)探索掌握技術(shù)知識(shí)關(guān)聯(lián)性的方式進(jìn)行工程實(shí)踐學(xué)習(xí)，所以筆者結(jié)合CDIO的思想方法，以計(jì)算機(jī)專業(yè)為例，進(jìn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)體系的改革嘗試。將CDIO理念貫徹在教學(xué)和實(shí)踐中。

通過CDIO-CMM一系列方案，學(xué)生能夠得到全面、專業(yè)的訓(xùn)練和指導(dǎo)，使學(xué)生的CDIO工程能力由入門級(jí)循序漸進(jìn)過渡到應(yīng)用專業(yè)級(jí)，成長(zhǎng)為一名優(yōu)秀的工程師。由此，基于CDIO-CMM制定的人才培養(yǎng)方案可以培養(yǎng)出具有一定人文道德素質(zhì)、良好團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、學(xué)科理論基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、能綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際工程項(xiàng)目問題、具有產(chǎn)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高素質(zhì)人才。基于CDIO-CMM模式的計(jì)算機(jī)專業(yè)教育培養(yǎng)體系框架如圖1所示。

4 基于CDIO-CMM理念的教學(xué)模式改革構(gòu)思和嘗試

基于CDIO-CMM理念的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)模式改革構(gòu)思，充分參照了CDIO的實(shí)施過程和由結(jié)果檢驗(yàn)的12條標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行“一體化教學(xué)”和“項(xiàng)目式教學(xué)”的改革嘗試，以能力培養(yǎng)為主線、以任務(wù)做驅(qū)動(dòng)，將理論和實(shí)踐良好結(jié)合。通過項(xiàng)目12個(gè)完整的訓(xùn)練過程，寓教于樂，促使學(xué)生取得良好發(fā)展。

4.1 要樹立CDIO-CMM模式下的教學(xué)質(zhì)量觀

轉(zhuǎn)變觀念是基礎(chǔ)。目前教師的教學(xué)觀念要轉(zhuǎn)變，在充分學(xué)習(xí)CDIO模式、領(lǐng)悟其精髓的基礎(chǔ)上，運(yùn)用CDIO理論優(yōu)化目前的教學(xué)。要將多種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，包括但不限于啟發(fā)互動(dòng)式教學(xué)、案例式教學(xué)等，因材施教，因勢(shì)利導(dǎo)，最大限度發(fā)揮教學(xué)的重要性。

完善考核是抓手。完善教師的評(píng)聘考核制度，在考核知識(shí)傳授的同時(shí)強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。特別是一些新進(jìn)的缺乏一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老師，更要提高相應(yīng)的考核權(quán)重。

優(yōu)化教學(xué)是關(guān)鍵?；贑DIO-CMM教學(xué)模式的計(jì)算機(jī)專業(yè)授課活動(dòng)，首先要梳理現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，分清層次，找出現(xiàn)有教學(xué)的不足。在這樣的基礎(chǔ)上運(yùn)用CDIO理論加以改進(jìn)，使教學(xué)內(nèi)容詳略得當(dāng)，運(yùn)用掌握的知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐加深對(duì)知識(shí)的理解，具有實(shí)用性和先進(jìn)性，達(dá)到既見樹木，又見森林的效果。

開拓思路是重點(diǎn)。在課程質(zhì)量管理方面，要進(jìn)一步開拓思路，集思廣益，暢所欲言，積極探索，勇于創(chuàng)新，大膽實(shí)踐。例如將ISO9001質(zhì)量管理體系中的先進(jìn)做法運(yùn)用到教學(xué)質(zhì)量管理、工程實(shí)踐質(zhì)量管理中。

4.2 設(shè)計(jì)課程結(jié)構(gòu)和順序

基于CDIO-CMM模式的新課程體系具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）課程體系側(cè)重于計(jì)算機(jī)多個(gè)重點(diǎn)研究方向，增加計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最新技術(shù)，尤其是DASL技術(shù)、計(jì)算機(jī)與IT結(jié)合技術(shù)、太陽能、LED、電源管理、VISTA、4G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信等課程。

（2）增加實(shí)踐課程。例如相控陣?yán)走_(dá)，3D成像技術(shù)等讓計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生對(duì)天線有直觀的感受。核心課程保證了必需的專業(yè)理論，使計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生不僅獲得了可持續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，還培養(yǎng)了良好的自學(xué)能力和習(xí)慣。

4.3 走院校教育與企業(yè)實(shí)際相結(jié)合的道路

CDIO-CMM理念中的“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)”是一種以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育模式。

聘請(qǐng)企業(yè)“職業(yè)素質(zhì)”優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生作為課程的兼職教師，把一線部隊(duì)的思想方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳授給計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生、邀請(qǐng)技術(shù)專家為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)講座。

4.4 設(shè)置合理的工程實(shí)踐內(nèi)容

CDIO-CMM理念中的“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)”是種以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)、靈活運(yùn)用知識(shí)為抓手，知識(shí)、工程相互依托的良性發(fā)展的工程教育模式。

根據(jù)計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)理念，只有將工程實(shí)踐導(dǎo)師、教師、學(xué)生組成一個(gè)相互促進(jìn)的、互相補(bǔ)充、互動(dòng)的良性教學(xué)體系，才能實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐相互促進(jìn)的良好局面。學(xué)校要在企業(yè)充分理解支持的基礎(chǔ)上，發(fā)揮主觀能動(dòng)性、積極建設(shè)軟件工程生產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目、基礎(chǔ)崗位實(shí)習(xí)平臺(tái)、軟件工程生產(chǎn)指導(dǎo)平臺(tái)、評(píng)測(cè)中心等系統(tǒng)，制定并不斷完善學(xué)生工程實(shí)踐的培養(yǎng)方案，培養(yǎng)出令企業(yè)滿意，另社會(huì)尊重的人才，做到優(yōu)質(zhì)、高效。

要進(jìn)一步開拓思路，集思廣益，暢所欲言，積極探索，勇于創(chuàng)新，大膽實(shí)踐，爭(zhēng)取多種形式的合作，通過各種手段不斷完善學(xué)校內(nèi)部和合作企業(yè)的工程實(shí)踐基地。通過不斷完善合作企業(yè)環(huán)境，優(yōu)化培養(yǎng)流程，提高培養(yǎng)效率，使工程實(shí)踐更加符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

4.5 著重培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+”思維

（1）開拓視野。“+”就是跨界，就是變革，就是開放，就是重塑融合。讓不同專業(yè)的學(xué)生多交流。通過“知識(shí)論壇”、“專業(yè)聯(lián)歡會(huì)”、“社團(tuán)聯(lián)合會(huì)”等多種方式擴(kuò)寬學(xué)生視野。

（2）創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。創(chuàng)新是發(fā)展的動(dòng)力，是智慧的源泉。用所謂的互聯(lián)網(wǎng)思維來求變，自我革命，自我否定，用批判的精神學(xué)習(xí)知識(shí)，用懷疑的目光審視現(xiàn)有的工程模式，發(fā)揮創(chuàng)新的力量。鼓勵(lì)創(chuàng)新，鼓勵(lì)提問。

（3）尊重學(xué)生。尊重學(xué)生可以提高學(xué)生的自信。自信心是推動(dòng)科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)進(jìn)步、文化繁榮的最根本的力量。

4.6 建立基于過程的評(píng)價(jià)體系

CDIO-CMM模式中的評(píng)估是指考核計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在個(gè)人、人際交往能力，產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)建造能力以及學(xué)科知識(shí)等方面的學(xué)習(xí)情況，并以可持續(xù)改進(jìn)為目的，向計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生、教師和其他利益相關(guān)者提供反饋的系統(tǒng)。

因此，在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育的教學(xué)中，學(xué)習(xí)成果要多樣化、全面化。應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的掌握、知識(shí)的靈活運(yùn)用、工程實(shí)踐能力、應(yīng)急處理能力等多維度、多視角的考核，因材施教，更加全面的評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)水平。

5 結(jié) 語

本文對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討，構(gòu)建了基于CDIO-CMM的計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)體系，同時(shí)培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，確保學(xué)生能從入門級(jí)快速提升到專業(yè)級(jí)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，凸顯了專業(yè)優(yōu)勢(shì)和特色，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

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