基于CDIO的计算机专业应用型实践教学体系研究

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摘 要：本文针对目前计算机专业实践教学与应用型人才需求之间存在的严重脱节问题，构建基于cdio的计算机专业应用型实践教学体系，包括相应的实践教学模式改革和教学保障措施。经过2年多的实践和检验，表明基于CDIO的计算机专业应用型实践教学体系的构建是成功的，这为深化工程化实践教学改革提供一个新的途径。

关键词：CDIO；实践教学；计算机专业；应用型教学

中图分类号：G642

计算机专业教学具有理论抽象、实践性强等特点，在开展实践教学时以培养学生的应用能力为主。简单的讲，以工程项目或任务为教学载体，让学生在做项目的过程中学习专业技术知识及其应用能力，以培养学生实践和创新能力为主，形成一个融合专业理论、实践教学、工程实践为一体的培养体系，使学生的专业技术能力、工程应用能力和职业素质得到全面均衡的发展，这对于构建计算机专业的应用型实践教学体系具有重要意义，也是一项系统工程。

CDIO（Conceive、Design、Implement and Operate，构思、设计、实现和运作）是基于工程教育理念的教学模式改革，倡导“做中学”和“基于项目教育和学习”。近年来，国内外的很多大学展开了CDIO模式的研究及应用，经验表明，CDIO的教学理念和方法是先进可行的，完全适合于计算机专业开展应用型实践教学过程。

1 CDIO模式

CDIO模式代表构思、设计、实现和运作四个方面，以产品的生命周期为主线，包括产品的构思、开发、运行、维护、终止的全过程，实现工程化教学理念，用于指导教学过程，系统化提出了能力培养教学大纲，包括4类一级能力、17组二级能力以及73种具体能力，涵盖学生的工程基础能力、个人素质和发展能力、团队协作交际能力以及工程适应和调控能力。更重要的是，CDIO模式系统地提出具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。一句话可以概括之，CDIO模式是能力本位的培养模式，本质上区别于传统的知识本位的培养模式[2]。

2 基于CDIO的计算机专业应用型实践教学体系建设

2.1 实践教学体系建设。计算机专业的课程，涉及到过多的上机实践，这是对理论教学的补充、深化和拓展，需要将所学的专业理论知识和实践的项目（案例）构成一个整体，保持应用型的特色，让学生掌握使用专业知识开发实际系统的能力，并培养学生解决实际问题的能力、创新能力和职业素养。因此，在构建计算机专业的实践教学体系时，一方面需要考虑学生对专业知识的学习和接受能力，另一方面更需要考虑对学生实践动手能力的锻炼[2]。

在参照IT行业对应用型人才的需求基础上，借鉴CDIO的工程教学理念和“构思-设计-实现-运作”4个环节，将计算机专业的实践教学体系划分为三个阶段的能力培养：专业基础知识能力、专业工程化应用能力和职业综合素质能力培养。

专业基础知识能力：在专业基础理论教学过程中，开展课程设计、开放式自主训练，使学生掌握运用计算机解决基本的应用问题。

专业工程化应用能力：模拟IT企业的开发模式，在校内开展实训，从系统的角度按工程要求开发和设计简单的应用系统，使学生具有初步的系统分析和设计能力，能够应用专业知识和工具。

职业综合素质能力：通过面向岗位的、工程化的校内综合实训、企业实习，构建团队化的工程化开发模式，着重培养学生的职业素养，并进一步提高学生综合运用专业的技术优势和工具，解决实际应用问题的能力。

2.2 实践教学模式改革。为了培养满足IT企业需要的计算机应用型人才，在将CDIO工程教育理念应用到计算机专业实践教学体系设置的同时，需要从教学方法、教学手段等方面进行相应的改革，从而保证在教学过程中有效地贯彻CDIO教育理念。

基于CDIO的项目驱动教学模式。CDIO模式倡导的“在工程项目中学习”教学理念，其实质是遵循“案例导向、项目驱动”的实践教学模式。在教学实施过程中，教师设定一个待完成的任务或项目，交给学生完成，要求将教学内容藏于任务或项目中；学生在实现过程中自己提出解决方案、寻找帮组、解决问题。一般是把企业的实际项目，根据教学内容的需要，经过一定的裁剪，将其带进实践教学课堂，由学生组合成项目小组，完成项目的可行性分析、分析与设计、编码与测试、与维护等全过程。这样，让学生作为一员，存在于团队中，为项目的完成而履行自己的岗位职责，在实践中了解工程化的开发过程及方法、项目管理方法，从而激发学生求知欲，培养学生解决实际问题的能力与团队合作精神。此外，在教学过程中适当加入师生互动、学生之间的交流，以提高学生在教学过程中的参与度。

基于CDIO的职业素养和团队合作能力的培养。结合软件开发的实际场景，以团队为单位进行[3]。以团队负责人为核心，组织对员进行需求分析、软件设计、编码、测试、维护等，既可分工协作，也可集中完成某一个阶段的任务。在实践教学过程中，遇到问题，先由学生间讨论来解决，并制定解决方案进行相应的尝试或验证。在不能解决的情况下，有教师指导完成。在这个过程中，教师肩负着答疑和指导的任务，鼓励学生团队用不同方法完成任务，针对具体情况提出改进建议。借助这种途径，学生共同参与、协作完成，从而锻炼学生的交流与合作能力、自学和思考能力、解决问题和创造性思维能力。

2.3 教学保障措施。构建新型的校企合作基地：开展校企共建，学校提供场地和部分设备，企业提供开发任务，并由企业委派技术人员指导学生学习软件开发技术和管理等，实现学生实践与企业开发合一，学校与企业的零距离接轨。这样，企业的工程化技术体系通过实践的形式输出到院校，院校引入的是企业真实的工作情景和管理模式，能够共享当前具有实际应用背景的实践教学案例，有效地解决了当前计算机专业实践教学中案例缺乏的困境。

加强“双师型”师资队伍建设。如果教师在实践应用方面不合格，那么绝对培养不出卓越的应用型计算机人才，因此加强理论和实践都要硬的“双师型”师资队伍建设，有效的途径是从企业引进工程师、外派教师在企业培养这种“校企”双向互助模式，以壮大实践教学队伍，构建实践教学团队，使师资队伍的质量实现较好的发展，保障教学质量。

3 结束语

经过两年多的不断探索，基于CDIO计算机专业实践教学体系在我院计算机科学与技术专业中开展具体的应用，得到不断的优化和完善，打破传统的以理论验证为主的实践教学模式，开设综合性的面向工程的实践课程，为学生提供系统化的实践机会和创新能力的训练机会，实现“做中学”的教学思路。通过CDIO的四个方面，在每个实践教学环节中严格落实IT企业对学生专业能力的要求，以满足其对应用型人才质量的工程化要求。采用CDIO教学方法，不仅能够取得好的教学效果，而且可以提高学生自主学习和解决实际问题的能力，以及培养良好的职业素养。

参考文献：

[1]易著梁，黄伟.基于CDIO教育模式软件技术专业项目教学实践[J].计算机教育，2012（13）：4661-4663.

[2]宁彬，袁磊.基于“211”模式的计算机专业应用型实践教学体系构建[J].计算机教育，2013（12）：101-103.

[3]毕忠勤，单美静.基于CDIO的软件工程专业培养体系建设[J].计算机教育，2013（08）：23-26.

[4]宁彬，龚雄兴，袁磊.开放式计算机实验教学体系探索[J].电脑知识与技术，2012（13）：4661-4663.

作者简介：宁彬（1977-），男，湖北丹江口人，讲师，硕士研究生，研究方向：软件工程。

作者单位：湖北文理学院数学与计算机科学学院，湖北襄阳 441053

基金项目：湖北省教育科学“十二五”规划课题（2012B190），湖北文理学院教学研究项目（JY201260）。