基于CMMI的本科教学过程持续改进机制的研究
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摘要：将软件过程CMMI思想引入到本科教学过程管理中，将本科教学过程能力成熟度划分为5个级别、15个关键过程域，建立本科教学过程CMMI，进而构建教学过程持续改进机制，以及教学过程的定量管理和定量评价体系，以实现教学过程的持续改进和教学质量的快速提高。
关键词：本科教学；CMMI；过程管理；持续改进机制
中图分类号：G642 文献标志码：A
2012年3月，国家教育部颁布了《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[201214号）。实际上，为了提高高等教育质量，各高校已经建立了教学督导制度，通过督导听课来监控教学过程，课程结束后用学生测评的手段对教学结果进行评价。这种“事后评价”式的教学质量保证措施是静态的、孤立的，没有形成一种教学质量的持续改进机制，缺乏对教学工作的前瞻性指导，缺乏对实际教学过程的定量评价，缺少在此基础上进行分阶段持续改进的操作方案，因而不能通过持续地改进教学过程达到提高教学质量的目的。
在教学管理实践中认识到：同软件开发过程类似，教学实践过程中也存在很多“bug”（缺陷），并且教学过程中的“bug”更难以发现和控制，这些bug严重影响着教学质量的提高。只有逐渐形成教学过程的持续改进机制，实现教学过程的定量管理，尽可能地减少或者完全排除教学过程中的“bug”，才能实现教学质量的持续提高。为此，可以参照软件企业普遍采用的集成化能力成熟模型（capability maturity modelintegration，CMMI），在教学管理中引入过程管理的思想，通过构建本科教学过程持续改进机制，达到促使高校教学能力持续改进和教学质量持续提高的目标。
1 CMMI应用于本科教学过程管理的可行性分析
1.1CMMI的概念
CMMI是美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所组织开发的软件过程模型，它是提高软件开发过程的质量和效率的管理体系，融合了ISO9000等标准体系的核心思想，用以促进软件机构软件质量的提高。CMMI可以用初始级、已管理级、已定义级、定量管理级和优化级等五个不断进化的成熟度级别来表达。在CMMI中，每一个等级都是下一个等级的基础，各个级别由不同的过程域组成，每个过程域由关键实践体现，通过实现这些关键实践活动来达到过程域所要求的目标。
如果一个软件机构实现了某个级别的所有目标，就表示该软件机构的软件能力达到了该级别，软件机构通过软件能力成熟度级别的提升实现其软件能力的持续改进。CMMI适合于广泛的知识工程领域。
1.2本科教学过程管理与软件过程管理的共性比较
本科教学过程是一个依据教学规律不断重复、螺旋上升的过程。本科教学过程管理与软件企业的软件开发过程管理具有许多共同点：
（1）教学过程和软件开发过程都是一种可持续改进的“生产”过程，二者具有高度的相似性。教学活动和软件开发活动都属于抽象的高度脑力劳动，它们都是利用一定的经验，按照特定的计划目标，通过创造性的劳动，“生产”出符合特殊需要的“产品”的过程。
（2）教学活动和软件生产活动都可以划分成一系列的子过程，从而可以采用过程管理的思想提高“产品质量”。如，软件过程有：需求管理、流程设计管理、开发管理、测试管理等主要过程；教学过程则有：教学计划和教学大纲制定、教学设计与备课、课堂讲授、成绩考核、教学评价、教学成果推广等过程。
（3）从知识管理的角度来看，教学过程管理和软件过程管理具有极大的相似性。首先，二者都是通过知识的获取、利用、传播和创造来实现知识的流通共享，都是高智力的劳动过程，其“产品”都是人类智慧的结晶。其次，教学过程和软件开发过程都具有较高的抽象性，其管理过程透明性较差，执行程度和执行结果不容易做到标准化，相关数据不易测量，因而难一以通过传统的管理方法对其实现量化管理和控制。
（4）从过程的组织实施来看，高校的人才培养能力和软件企业的生产能力都是以全体机构成员的整体素质为基础、可以通过加强人员管理来提高的。在早期的软件生产过程中，软件产品的质量主要靠软件开发人员的个人能力和素质来保证。随着软件规模的快速增长，软件质量难以控制产生“软件危机”。在试图解决这个危机时引入了软件过程管理与过程改进的概念。同样，高校的人才培养因其培养周期长、过程复杂，人才培养过程质量难以把握，从而导致教学质量难以控制的问题。在当前的教学管理模式下，教学质量的高低主要取决于教师个人的能力和态度，教学质量无法进行准确的控制。因此，我们尝试将软件过程管理和软件过程持续改进的思想引入到教学过程管理中，建立教学过程管理的CMMI对教学过程进行动态跟踪与管理。
1.3在教学过程管理中应用CMMI的可行性
CMMI是提高软件开发过程质量和效率的管理体系，其本质是一种新兴的管理思想和方法，其精髓是过程标准化和持续过程改进。CMMI既融合了阶段性管理思想，又增加了管理过程的连续性，其管理方法更适合组织内部的过程能力改进，通过CMMI可以实现管理的透明性。CMMI所倡导的过程管理、质量意识、持续改进、基准管理、以人为本、规范化制度化、团队精神都是目前我国高校教学过程管理所缺少而又亟需具备的。
另外，CMMI虽然是针对软件机构的过程改进模型，结构比较抽象，但是其易于在软件工程以外的领域实施，对于高校教学过程管理具有较好的适用性。因此，高等院校引入CMMI思想对本科教学过程进行管理，从而建立本科教学过程的持续改进机制是可行的。
2 本科教学过程CMMI
2.1本科教学过程CMMI的级别划分
将CMMI思想引入到本科教学过程管理中，建立本科教学过程CMMI，如图1所示。
该模型将本科教学过程能力划分为5个成熟度级别：
（1）初始级。教学过程是无序的，教学进度、教学质量不可预测，通常只靠教师的个人水平去把握，一般不具备稳定的教学环境，也难以注重整体教学效果，管理人员或用人单位只能看到对学生的要求和结果。
（2）可重复级。管理制度化，制定了基本的教学管理政策以及为贯彻执行政策而制定的措施，基于以往教学过程中的经验来计划与管理新的教学，教学过程已制度化，有纪律，可重复，有一定的质量保证措施，并设置检查点进行阶段控制。
（3）标准级。教学管理过程，包括教学工作和管理工作，均实现标准化、文档化管理；制定了完整的教学过程管理文件体系，通过执行这些教学管理文件，规范化和程序化教师的教学过程；建立了完善的专家评审制度和教学及教学管理人员培训提高制度；教学内部结构清晰，便于管理人员参与管理。
（4）定量管理级。建立了人才培养质量量化目标；建立过程管理数据库，将教学过程中的过程数据存入数据库；可以根据收集的过程数据对教学过程进行客观的度量，预见教学过程中的问题，定量地、有目标地做出决定，用人单位也能定量地理解学生的能力。
（5）优化级。优化级的重点是对教学过程不断优化，主动找出教学过程的弱点与长处，改革和创新教育教学理论与方法，并且建立一套预防机制以达到预防缺陷的目标。
一个符合cmmi某一级别的教学过程，则认为其质量达到了某一水平。CMMI的升级，表明教学过程的持续改进，可以实现教学质量的提高；反之，若要持续提高教学质量，必须提升CMMI的级别，亦即必须建立教学过程的持续改进机制。因此，持续改进机制是提高教学质量的充分必要条件。
在本科教学过程CMMI中，每一个成熟级别都包含若干个关键教学过程域，规定了该级别所要实现的目标。关键教学过程域由一系列关键教学实践活动组成，合理划分关键教学过程域，对关键教学活动进行量化和透明管理，及时发现教学过程中存在的"bug"，采取应对和改进措施，从而持续地改进教学能力，提高教学质量。
根据本科教学过程的基本规律，将本科教学过程管理CMMI划分为15个关键过程域，如表1所示。
根据实现的目标不同，每个关键教学过程域分别属于本科教学过程CMMI中的不同级别。其中，重复级包含4个关键过程域，标准级包含7个关键过程域，定量管理级包含2个关键过程域，优化级包含2个关键过程域。
3.1在教学过程管理实践中引入CMMI思想
哈尔滨理工大学软件学院是黑龙江省教育厅首批成立的两所省级示范性软件学院之一，现拥有软件工程和集成电路设计与集成系统两个软件类本科专业。由于学院成立时间短，专业设置新，学院的教学能力相对薄弱。在经过几年基本建设之后，学院把工作重点放到改进教学管理、提高教学质量上来。在充分调查研究的基础上，学院在教学过程管理中引入CMMI思想，以此作为推进教学改革、提高教学质量的有效途径。
经过几年的探索和实践，我院已经建立起比较完备的教学管理制度，并且制定了相关的本科教学过程管理文件，按照本科教学过程CMMI的级别划分标准，我院的教学能力处于CMMI的第3级（标准级）。为了实现教学能力成熟度的提升，不断提高教学质量，学院探索建立了本科教学过程的持续改进机制，通过科学合理的教学过程实施规范和教学过程综合管理平台，实现对教学过程的持续改进和教学质量的快速提高，取得了初步成效。
3.2制定科学合理的教学过程实施规范
在引入CMMI管理思想之前，我院已经建立了比较完备的教学管理制度，并制定了一部分教学规范文件。在此基础上，学院按照本科教学过程CMMI划分的关键过程域，重新制定了一系列教学实践活动的过程规范，用以指导和管理教师的实践教学活动，进而实现对本科教学过程的持续改进。
首先按照CMMI第3级中的关键过程域，将本科教学过程划分成教学计划、教学设计、教师备课、课堂讲授、作业考核、评价反思、学生管理等关键过程，并对各个关键过程建立完整的过程规范，即标准文档。教学过程规范体系，如表2所示。
3.3构建教学过程综合管理平台，对教学过程实施定量管理
按照本科教学过程管理CMMI第4级要求，教学过程管理可以实行定量管理和定量评价。我院在实现本科教学过程CMMI第3级的要求以后，已经建立起完备的教学过程规范体系，制定了一系列的教学执行标准，在此基础上对教学过程实施定量管理和定量评价，从而使我院的教学能力提升到CMMI第4级，实现了教学能力的持续改进和教学质量的持续提高。
教学过程定量管理和定量评价的关键在于对教学过程中各种数据进行收集、整理、分析，及时发现教学过程中存在的问题，反馈给相关教师和管理人员，及时提出改进措施，周而复始，逐步提高学院的教育教学能力，实现教学质量的持续改进和提高。面对大量统计数据，传统的人工管理方式显然不能适合教学过程定量管理的需要，为此我们创建了教学过程网上综合管理平台，通过计算机网络数据库实施教学过程的动态管理。教学过程网上综合管理平台的结构，如图2所示。
4 实施教学过程的定量管理和定量评价，实现教学质量的持续改进和提高
在完备的教学过程规范体系和教学过程网上综合管理平台的基础，可以实现教学过程的定量管理和定量评价，从而实现教学的持续改进和教学质量的快速提高。下面以教师教学过程管理和学生学习过程管理为例，介绍教学过程定量管理和定量评价的执行流程。
4.1教师教学过程的定量管理
教师严格按照教学过程规范，制定课程教学计划和进度安排，认真备课、撰写教案、制作课件，并在上课前将备课信息提交到教学过程综合管理平台；课堂上教师认真按照教学计划组织课堂教学，创造性地开展教学活动；课后教师提交教学计划跟踪表，及时总结一周的教学情况，对于遇到的问题及时采取改进措施。另外，教师每周登陆教学管理平台，查阅学生课堂反馈情况，并在下一次上课时，给出合理的解释。每个月最后一天，教师应该对自己一个月来的教学工作进行总结，并将数据提交。每个月，教师参加系里组织的教学质量保证联席会议，接受反馈，参与讨论。整个教学过程，从备课、上课到课后批阅作业等环节，都接受质量保证的监控。教学过程定量管理的执行流程，如图3所示。
4.2学生课堂反馈的定量评价
在整个教学过程中，学生既是接受教育的客体，同时又是评价教学过程的客体。在教学过程中，学生的课堂反馈信息，对于教师发现教学过程中的问题、改进教学方法、提高教学质量具有十分重要的参考意义。通过教学过程网上综合管理平台，学生可以方便地对于课堂教学情况进行反馈。每天上完课后，学生登录网络管理平台，就一天的课堂学习情况及教师的课堂讲授情况提交反馈信息。为了收集到真实、可靠、翔实的反馈信息，课堂反馈调查表的设计应该科学合理，调查选项既要覆盖全部教学评价内容，又要便于学生评价。为此，设计学生课堂反馈表。教师每周应该填写课堂反馈答复表，对于学生反馈的问题，及时给与答复。学生学习管理的执行流程，如图4所示。
5 结论
传统的教学督导与教学评价制度达不到持续提高教学质量的目的，只有建立教学过程的持续改进机制，才能实现教学质量的持续提高。实践证明，哈尔滨理工大学软件学院将CMMI思想引入到本科教学过程管理中，建立了完整的教学过程规范体系和教学过程网上综合管理平台，对教学过程实行定量和透明化管理，从而建立起本科教学过程的持续改进机制，学院的教学能力成熟度由本科教学过程CMMI的3级提升到第4级，实现了教学过程能力的持续改进，学院的教学质量得到了明显的提高。