CDIO的“高级软件开发”课程教学改革探索

[摘 要] CDIO工程教育模式是近几年在国际工程教育领域广泛应用的教学成果，包含构思、设计、实现和运作四方面内容。在高校“高级软件开发”课程教学中，探索CDIO工程教育模式的合理化应用，制定科学的教学组织方案，全面推动教学活动的创新，有助于提高教育教学的整体质量。从CDIO工程教育模式入手对“高级软件开发”课程教学改革进行系统的探究，旨在提高教学有效性，促进学生对课程知识的系统学习。

[关键词] CDIO;高级软件开发;教学改革

[基金项目] 2020年度全国高等院校计算机基础教育研究会“基于计算思维的‘Python程序设计’课程的一体化资源建设与研究”（2020-AFCEC-459）

[作者简介] 陈会平（1973—），男，四川德阳人，硕士，四川工业科技学院电子信息与计算机工程学院副教授，主要从事大数据技术和软件开发研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）18-0081-04 [收稿日期] 2021-08-09

我国高等教育进入普及化发展阶段，高等教育呈现多样化的办学模式。如何培养高素质人才，增强人才实践能力，提升人才的工作能力和职业素养，成为教育改革的重点问题。因此，十分有必要重点结合CDIO工程教育模式的应用对“高级软件开发”课程教学改革进行系统的分析，构建全新的课程开发模式和教育教学体系，帮助学生系统探究课程知识，从而面向市场人才需求培养具备较强专业技术应用能力的高素质人才，为我国软件开发行业的发展奠定坚实的基础。

一、CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式具体而言就是在国际工程教育领域改革方面得到广泛应用的新研究成果，是为使教育改革与经济全球化背景下产业发展需求、工程建设需求相适应设置的人才培养方案。CDIO工程教育模式基本上包含Conceive（构思）、Design（设计）、Implement（实现）和Operate（运作）四方面内容，在教学实践中关注学生主动参与工程实践，能促进工程实践教学与课程内容的有机联系，在实践操作中对学生的高级软件开发能力进行培养[1]。一般情况下，CDIO工程教育模式的合理化应用能借助项目的架构将课程知识体系有机整合在一起，培养高素质工程应用型人才。CDIO工程教育模式在实践应用中提出了一系列教育方法，包含教学大纲、教学标准、技术变革、能力培养、资源共享、专业合作和协同标准等，如在CDIO工程大纲中对技术知识层面、个人能力和职业态度层面、人际交往和团队合作层面的能力要求进行规定，具体到企业和社会环境下人才构思、设计、实施和运作能力的培养，要求在人才教育实践中构建外部和社会背景环境、搭建企业和商业环境、引入系统的构思和工程化的教学模式，为学生提供设计、实施、运作的平台，对学生的综合实践能力加以培养，从而提升人才培养效果。鉴于此，在“高级软件开发”教学实践中，有意识地探索CDIO工程教育模式的应用，能对高级软件开发领域应用型人才的实践操作能力加以培养，真正做到面向市场需求对人才的顶岗实习能力、综合实验能力、项目规划能力、创新创造能力、团结合作能力、社会交际能力等进行培养，为人才更好地服务于高级软件开发项目奠定基础。

二、CDIO视角下“高级软件开发”课程的特点和教学现状

对“高级软件开发”课程进行改革创新，要注意从CDIO工程教育的角度审视当前高校组织开展“高级软件开发”课程的教学特点，对教学活动的基本情况进行分析，从而结合CDIO工程教育的要求对课程教学存在的问题作出客观准确地判断，为教学改革的系统推进和高级软件开发人才的培养奠定基础。

（一）CDIO视角下“高级软件开发”课程的特点

从CDIO视角审视当前高校“高级软件开发”课程的教学特点和基本教学组织现状，能看出课程教学活动的组织设计还存在一定的局限性，限制了课程教学的优化创新发展。通过对CDIO视角下“高级软件开发”课程的特点进行研究，发现主要体现以下特色。

其一，课程教学突出学生的主体地位。教师在教学过程中会有意识地突出学生的主体地位，以学生为中心，从理论联系实际的角度开展教学活动，软件开发教学活动的组织实施能够提升学生的综合实践探究能力，并且在课程教学中关注学生的技术知识和推理能力，力求能促进学生的全面发展。

其二，课程教学关注学生综合素质的训练。课程教学目标的设定会关注学生基础知识、个人能力、人际团队能力及工程系统能力的培养，能够将学生技术知识与推理能力、职业能力和态度、人际交往能力及工程系统运作能力等进行培养，重视借助课程教学活动的创新为学生搭建全新的平台，从而促进学生实现全面发展的目标。

（二）CDIO工程视角下“高级软件开发”课程教学现状

在高校全面探索软件开发工作的过程中，“高级软件开发”课程教学已经取得了阶段性成果，并且教育教学质量得到了显著提升，能对学生软件开发能力培养作出积极的指引。但在实际教学活动中也要明确认识到现阶段“高级软件开发”课程教学还存在一定局限性，会限制教学改革的深入推进。

其一，理论教学内容编排缺乏合理性，在高级软件开发教学过程中，教师往往会根据以往教学内容对教学活动进行设计，侧重于对学生软件开发能力的培养，但对先进教育理念和软件开发技术的探索和创新有所不足，教学内容滞后的问题明显，影响教学效果，不利于课程教学的全面创新[2]。

其二，实践教学中缺乏调动学生主动性的意识。按照CDIO工程教育模式的要求，教学过程中应突出学生的主体地位，引导学生对相关课程知识进行深入探索。但在现有教学组织活动中，能明显看出教师缺乏调动学生主体性的意识，特别是在实践教学环节存在教学目标不明确、教学内容较为模糊的问题，难以引导学生对教学内容进行合理化处理，导致学生缺乏参与实践活动的积极性，也会制约教学活动的全面优化开展。

其三，项目案例实用性较为缺乏，部分项目案例存在僵化的问题。对当前高校开展“高级软件开发”课程的基本情况进行分析，能看出目前在软件开发实践教学活动中，虽然已经对案例的应用做出了相应的探索，也为教学改革的深化发展提供了良好的支持，但是在教学活动中仍然存在项目案例专业性不足，缺乏与时代联系的情况，“高级软件开发”课程教学难以对学生的综合素质加以培养，会严重限制教学活动的优化开展和教学质量的逐步提升[3]。因此，新时期基于CDIO工程教育模式开展教学改革的过程中，要注意结合CDIO模式的应用对“高级软件开发”教学进行系统探究，逐步构建完善的教学体系，对学生实施积极有效的教学组织指导。

三、CDIO视角下“高级软件开发”课程教学改革措施

在CDIO工程教育模式的支持下促进“高级软件开发”课程教学的全面改革创新，教师要注意有意识地对课程教学活动进行调整和优化，制定完善的课程教育教学组织体系，对学生作出积极引导，从而提高教学活动的整体水平。

（一）课程总体设计

“高级软件开发”课程是具有较强应用型和工程性特点的课程，具备较为完善的理论体系及完备的软件操作系统，能够探索软件的有效开发，将培养学生对高级软件开发理论的精通能力、软件的熟练能力及软件的开发能力作为主要的教学方向，对学生思维能力、探究性学习能力和实践能力加以培养。因此，结合课程特点，从CDIO工程教育模式入手，结合构思、设计、实现和运作等环节对教学活动进行改革，确保教学活动的组织设计能对学生做出积极的教学引导，从而提高课程教学的整体水平，使学生的高级软件开发实践探究能力得到合理化训练。基于CDIO理念的“高级软件开发”课程总体设计示意图见图1。

（二）理论教学内容规划

在完成对课程总体结构的设计和规划后，为了能提高高级软件开发教学活动的综合效果，对学生作出针对性的指导，教师结合高级软件开发教学的实际情况，引入应用程序设计基础、数据库应用系统设计及综合应用实例方面的教学内容，并且在筛选教学内容的过程中，尽量确保将工程过程教学作为导向，使工程过程教学融入高级软件开发的系统流程中，突破原有课程体系的限制，对课程教学的编排组织模式进行全面改革创新，从而在教学层次中设计完善的教学案例体系，由易到难，为学生讲解和讲授，从而使学生对课程知识的应用进行系统的探究。

（三）教学案例的选择和实践

对于“高级软件开发”课程教学而言，教学案例的精心筛选和实践教学活动的科学组织规划，是提高学生软件开发能力的有效方式，也是促进教学改革优化发展的重要前提和基础。因此，按照CDIO工程教育模式的要求，教师在教学活动中可以尝试结合具体的教学内容引入三个层次的教学案例，帮助学生从基础应用设计入手，由易到难感知软件设计开发知识的实践应用，从而提高教学效果，增强教学活动的生动性，从而循序渐进地提高教学组织活动的综合发展效能[4]。在具体教学实践中，教师可以尝试将Java高级框架应用开发作为教学案例，在案例教学实践中结合CDIO模式的具体要求，设计课堂任务规划、课后项目实施记忆、综合课程设计环节，在案例实践中组织学生对Struts2的工作流程和配置文件、建Controller件、建View件、建Model件方面的课程操作实践进行学习，并安排具体的工程项目让学生能在构思、设计、实施和运作中，感知高级软件的开发和合理化应用，能加深对课程知识的理解和认识，从而提高教学活动的整体水平，为学生综合素质的培养奠定坚实的基础。

（四）教学方法全面改革创新

在全面促进教学改革的背景下，结合CDIO工程教育模式的要求，教师在教学活动中要注意有意识地对教学方法进行改进和创新，基于新教学方法的实践应用对学生作出有效的教学指导，从而提高教学活动的综合效果。在探索高级软件开发教学方法改革的过程中，教师要按照CDIO教学模式的要求，在教学过程中有意识地坚持在做中学的思想，为学生搭建良好的实践教学平台，使学生的综合实践探究能力可以得到针对性的训练。具体来说，教师为了能促进CDIO模式的应用和教学方法的全面改革创新，可以尝试在教学活动中引入探究教学法、项目教学法、任务驱动教学法、综合实践教学法等，将CDIO工程教育作为主导思想，不仅要结合高级软件开发教学的实际需要对教学活动进行调整和创新，还要加强与学校的联系，从培养学生的实践经验角度，对教学活动进行组织和规划，从而对学生做出积极的引导，使高级软件开发教学活动从课题实践转变为团队合作训练，能在团队合作的基础上对课程知识的应用进行系统探究，从而提高教学影响力，为学生综合实践能力的培养奠定坚实的基础，保障实践教学活动能实现全面创新的目标。

（五）创新实践教学评价机制

为了能促进“高级软件开发”课程教学良好运作，充分发挥CDIO工程教育模式的价值和作用，在对课程教学活动进行调整和规划的过程中，应该注意对实践教学评价机制进行创新，将学生评价贯穿于教学改革的全过程，重点开展学生课堂学习评价、实验探究评价、项目参与评价、实习活动评价及毕业设计评价等，在全新评价机制的作用下突出评价考核的客观性和准确性，能更加直观地反映出在CDIO工程教育模式应用情况下，“高级软件开发”课程教学中学生的学习和成长情况，也能为学生综合实践能力的培养做出积极指引，从而提高教学活动的综合效果，为学生全面发展奠定坚实基础。如此就能基于CDIO模式的应用促进“高级软件开发”课程教学评价的全面创新，在全新教学评价体系的作用下提高教学活动的综合效果，有效促进学生软件开发能力和实践能力得到高效化的训练，为新时代背景下高校高级软件开发教学中人才培养工作的开展和创新提供良好的支持。

结语

综上所述，在“高级软件开发”课程改革的过程中，基于CDIO工程教育模式的应用对课程教学活动进行重新设计和规划，能突破原有教学知识体系，借助任务和项目的驱动将知识点教学融入项目体系，对学生的综合实践能力加以培养，提高学生的综合学习能力。与时俱进地对教学活动进行改革创新，不断更新教学组织项目，使软件开发更加贴近行业发展需求，促使所培养的人才能为高级软件开发贡献力量，加快我国高级软件开发事业的现代化、科学化发展。