基于CDIO的軟件工程課程教學(xué)模式的改革與研究
【摘 要】針對(duì)軟件工程的課程特點(diǎn)，介紹了當(dāng)前高等院校軟件工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出了基于CDIO的軟件工程課程教學(xué)模式的改革，探討了軟件工程教學(xué)改革思路。
【關(guān)鍵詞】CDIO 軟件工程 教學(xué)模式
1、引言
軟件工程是為了解決軟件開發(fā)過程中出現(xiàn)的軟件危機(jī)而誕生的，是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。采用工程化的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)和維護(hù)軟件、把經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好技術(shù)方法結(jié)合起來，經(jīng)濟(jì)地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)它[1 J。軟件工程的教學(xué)成效直接影響學(xué)生畢業(yè)后從事軟件開發(fā)的能力和軟件項(xiàng)目管理能力。
軟件工程具有抽象性、實(shí)踐性、綜合性都很強(qiáng)的特點(diǎn)，且發(fā)展迅速。在實(shí)際教學(xué)過程中，由于學(xué)生缺少軟件開發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，很多學(xué)生認(rèn)為這是一門理論課，內(nèi)容煩瑣、枯燥，學(xué)習(xí)興趣不大，無法切實(shí)理解軟件工程技術(shù)的重要性和實(shí)用性。
2、教學(xué)現(xiàn)狀分析
在當(dāng)前高等工程教育中，越來越多的人們意識(shí)到，學(xué)生除了要具有扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，還必須擁有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、系統(tǒng)分析及實(shí)際動(dòng)手能力，以便適應(yīng)現(xiàn)代化工程團(tuán)隊(duì)、新產(chǎn)品及新系統(tǒng)的開發(fā)需求【2】。
目前，軟件工程教學(xué)主要存在以下問題：
(1)授課主要以講授理論知識(shí)為主，學(xué)生接觸實(shí)踐環(huán)節(jié)少，缺少對(duì)學(xué)生工程能力的訓(xùn)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(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)度學(xué)習(xí)積極性;(3)學(xué)生的個(gè)人職業(yè)技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通的人際能力未能得到提高。
因此，軟件工程教學(xué)模式急需進(jìn)行改革，讓學(xué)生能夠?qū)W以致用。
3、基于CD10的軟件工程課程教學(xué)改革
3.1 CDIO的基本思想
2001年，四所前沿的工程大學(xué)(瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院)合作開發(fā)了一個(gè)新型的工程教育模型，稱為CDIO(Conceive-Design-Imp】ement-Operate，構(gòu)思一設(shè)計(jì)一實(shí)施一運(yùn)作)。CDIO的目標(biāo)就是將企業(yè)界的需求以工程學(xué)基本原理來表述。
它的指導(dǎo)思想是：以誠信、職業(yè)道德培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以工程設(shè)計(jì)任務(wù)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)個(gè)人能力(包括終生學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力)、團(tuán)隊(duì)能力和系統(tǒng)的適應(yīng)與調(diào)控能力為主要目標(biāo)，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO強(qiáng)調(diào)在加強(qiáng)基礎(chǔ)教育的同時(shí)，關(guān)注工程實(shí)踐，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié);強(qiáng)調(diào)個(gè)人職業(yè)技能與人際溝通的技能并重，強(qiáng)調(diào)綜合創(chuàng)新能力，與社會(huì)大環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。
CDIO理念對(duì)培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等提出全面的指導(dǎo)【3】。本文利用CDIO來指導(dǎo)軟件工程課程教學(xué)方法的改革。
3.2教學(xué)方法改革
3.2.1案例輔助教學(xué)軟件工程講授的原理、技術(shù)、方法都很抽象，容易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，在教學(xué)過程中可設(shè)計(jì)若干可操作、有實(shí)際應(yīng)用背景、有趣味性和難度適中的實(shí)際案例，將復(fù)雜抽象、枯燥的概念融于具體生動(dòng)的案例中進(jìn)行講解，能夠收到事半功倍的.效果。
例如在講解數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體聯(lián)系圖等需求分析建模工具時(shí)，這些知識(shí)點(diǎn)看似容易，但做起來可能會(huì)漏洞百出。此時(shí)在教學(xué)過程中，可以引人銀行儲(chǔ)蓄系統(tǒng)、學(xué)生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等學(xué)生熟知的案例輔助教學(xué)，學(xué)生獨(dú)立分析、思考并畫出數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體聯(lián)系圖，然后教師再進(jìn)行講解，指出不足。再如講解人機(jī)界面設(shè)計(jì)指南時(shí)，可布置學(xué)生對(duì)比分析一些國內(nèi)、國外相同類型的網(wǎng)站、常用的一些應(yīng)用系統(tǒng)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(shù)據(jù)輸入指南，做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，并給出改進(jìn)意見。
這種方法不但給學(xué)生提供了充分的思考、質(zhì)疑探究和創(chuàng)新的空間， 而且學(xué)生邊學(xué)邊做，會(huì)對(duì)所學(xué)的知識(shí)理解得更深，對(duì)其應(yīng)用場合更明確。
3.2.2 以項(xiàng)目為導(dǎo)向、項(xiàng)目貫穿始終的教學(xué)為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用軟件工程的思想分析、解決實(shí)際問題的專業(yè)技能、加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神和人際溝通的技能，在教學(xué)過程中以項(xiàng)目為實(shí)踐環(huán)節(jié)的主線，隨著課程進(jìn)展布置任務(wù)，從項(xiàng)目開發(fā)的準(zhǔn)備工作、系統(tǒng)分析過程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程、項(xiàng)目實(shí)施，結(jié)合所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，逐步完成項(xiàng)目的開發(fā)。具體的實(shí)施過程如下：
(1)設(shè)計(jì)多個(gè)典型的、完整的、難度適中的、實(shí)際的軟件項(xiàng)目，由學(xué)生分組完成。
選擇項(xiàng)目時(shí)應(yīng)盡量面向社會(huì)、面向應(yīng)用，反映新技術(shù)，以獲得更好的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練。項(xiàng)目最好來源于授課教師直接參與的軟件項(xiàng)目，以便授課教師對(duì)其全部細(xì)節(jié)能夠準(zhǔn)確掌握。
項(xiàng)目設(shè)計(jì)好之后，將學(xué)生分成五至六人的小組，然后為每個(gè)小組分配一個(gè)項(xiàng)目。小組成員分工合作，學(xué)習(xí)軟件開發(fā)小組的組織和管理，明確項(xiàng)目開發(fā)各階段的任務(wù)，將每項(xiàng)任務(wù)落實(shí)列個(gè)人，由學(xué)生獨(dú)立完成。對(duì)于需求分析、軟件設(shè)計(jì)等重要階段需要進(jìn)行集體討論。
上述兩部分工作在上課的前兩周完成。
(2)邊學(xué)邊實(shí)踐。
在講授一個(gè)軟件開發(fā)過程后，安排一到兩節(jié)的討論課，由學(xué)生自由發(fā)言。小組可以集思廣益，派一個(gè)代表講解小組對(duì)本組項(xiàng)目的理解、分析、判斷和決策過程，說明運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)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(píng)價(jià)，確定最終的實(shí)施方案，這樣項(xiàng)目開發(fā)的每個(gè)階段都在教師的正確指導(dǎo)下進(jìn)行。
在項(xiàng)目開發(fā)過程中，教師要經(jīng)常了解每組的進(jìn)展情況，解決學(xué)生遇到的實(shí)際問題，給予正確的引導(dǎo)，確保項(xiàng)目能夠按部就班地、有條不紊地進(jìn)行，能夠按時(shí)完成。
(3)統(tǒng)一答辯和驗(yàn)收。
在課程結(jié)束時(shí)，每個(gè)小組的項(xiàng)目也接近尾聲，然后要統(tǒng)一組織答辯，上交文檔 這時(shí)可以讓小組代表對(duì)其項(xiàng)目的功能、采用的技術(shù)等做個(gè)陳述，然后讓每個(gè)小組成員說明在整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)過程中所完成的任務(wù)，并一一進(jìn)行演示操作運(yùn)行。教師針對(duì)每個(gè)學(xué)生實(shí)際負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行提問，最后教師根據(jù)系統(tǒng)完成的功能、文檔的質(zhì)量、開發(fā)技術(shù)的難易程度、工作量等給出每個(gè)小組及組內(nèi)每個(gè)成員的成績。
通過軟件工程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的系統(tǒng)分析、程序設(shè)計(jì)能力以及開發(fā)的規(guī)范程度都有一定程度的提高，具備一定的獨(dú)立分析、解決問題能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和與人溝通的技能。
4、結(jié)語
針對(duì)當(dāng)前高校軟件工程課程教學(xué)過程中存在的一些問題，本文在cDIO教學(xué)理念的指導(dǎo)下，從軟件工程教學(xué)方法方面進(jìn)行了改革，探討了案例輔助教學(xué)和以項(xiàng)目為導(dǎo)向、項(xiàng)目貫穿始終的教學(xué)方法。
[參考文獻(xiàn)]
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