2024年3月31日发(作者：)
总第３０９期 ＤＯＩ编码：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００７—００７９．２０１４．１４．０７５ 课程教材改革 北京信息科技大学软件工程精品课程建设探究 刘建宾郑丽伟 摘要：北京信息科技大学￣４４ｘ－程课程组教师积极开展ＣＤＩＯ教学模式的实施工作，注重基本概念原理的教学并加强主动学习、协 作学习和探究式学矾践行“做中学”和“项目任务驱动”教学强化理论与实践的结合和能力素质培养。通过积极进行教学改革，不断改 进教学方法，更新教学内容，改善教学条件，加强“双师型”师资队伍建设。采用现代教学手段积极开展计算机辅助教学和电化教学，激 励学生的主动学习热情；开发课程教学网站和ＣＡＩ课件，创建学生主动学习支持环境；开设专题讲座等第二课堂；建立学生企业生产实习 基地等，提高课程教学水平，逐步将￣４ｑ－ｘ－程课程建设成为具有工程教育改革示范作用的ＣＤＩＯ课程。 关键词：软件工程；精品课程；ＣＤＩＯ教学模式 作者简介：刘建宾（１９６３一），男，云南昆明人，北京信息科技大学计算机学院，教授；郑丽伟（１９７９一），男，山西五台人，北京信息科 技大学计算机学院，讲师。（北京１００１０１） 基金项目：本文系北京信息科技大学教改重点项目“软件工程专业‘卓越工程师教育培养计划’教学改革与实践”（项目编号： ２０１１ＪＧＺＤ０４）、北京市人才培养模式创新试验区项目“北信科大软件工程专业试点改革”（项目批准号：京教￣［２００９１６３０号）的研究成果。 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—００７９（２０１４）１４—０１４７—０３ 软件工程是一门正在迅速发展的交叉性学科，有关软件工 程的新概念、新技术、新方法不断涌现。信息社会不断增长的 １．面向应用型人才培养的ＣＤＩＯ课程大纲和教学目标设计 为了实现应用型计算机人才培养教育目标，课程组根据 ＣＤＩＯ大纲和标准，改革传统课程大纲的内容和结构，设计了 ＣＤＩＯ课程大纲模板，再此基础上结合软件工程课程实际，在学 科知识传授、个人能力与职业技能、团队与沟通能力、系统建造 与调控能力四个层面系统地设置课程教学目标及实现途径。 ２．教学方法改进 软件人材需求同教育供给不足的矛盾，特别是优质专业教育供 给严重不足已成为软件工程教育面临的一个重要问题。ｌｌ’ 随着 软件工程学科的日益成熟，原有的教学模式（教学方法、教学内 容、实践教学体系与环境、考核评价方式等）已经不能适应学科 发展的要求和工程人才培养的实际需要，【４＇ 因此探索适合软件 工程学科发展的教学模式十分重要。 ＣＤＩＯ（Ｃｏｎｃｅｉｖｅ－－Ｄｅｓｉｇｎ－－Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ－Ｏｐｅｒａｔｅ，构想一设 以建构主义学习理论为基础，针对软件工程学科知识体系 和教学过程的特点，确定ＣＤＩＯ教学框架下的教学模式、支持活 计一实施一操作）是２００２年由美国麻省理工学院（ＭＩＴ）航空 航天系发起的国际工程教育合作组织（国际工程教育合作组织 ＣＤＩＯ委员会）制定的一个国际工程教育标准，其教学大纲满足 动、目标实现方法，并针对软件工程不同知识单元的特点，选择 有效的教学方法实施多元化的组合式教学模式，包括案例式教 学、任务驱动教学、启发式教学、基于问题和项目的学习等体现 教师为主导、学生为主体的“双主模式”教学方法。 ３．教学内容的更新 美国、加拿大和其他华盛顿协议国家职业工程师组织对工科教 育的要求。教学框架是目前世界上最为系统和先进的，已在合作 成员院校的机械、航空航天、电子信息等工程专业得到成功应 用并对全球工程教育界产生重要影响。＿２’ 当前ＣＤＩＯ在我国各 相关领域已经得到广泛的认可与应用。ｌ７’ ＣＤＩＯ的理念是以产品 传统的教学内容主要来自教师指定的教材，教学内容局限 性大，知识更新慢，与计算机学科快速发展的状况不相适应。 课程组将学科发展的最新理论和企业界最佳实践引入课堂，使 其成为课程的一部分，不断更新教学内容，同时将课程教师的 科研成果引人教学，形成特色，并通过专题讲座将反映学科前 沿的新观点、新知识介绍给学生，让学生了解最新的现代软件工 程发展动态和面临的挑战。 ４．工程化实践教学体系建立 生命周期为载体，以项目设计为导向，以理论联系实际的方式开 展课程教学，以实现科技知识传授和能力素质培养的双重教育 目标。强调根据现实需要构想、设计并实现，最终拿到社会上去 运用，强调要着重于创新能力和实践能力的培养。根据这种理 念，需要参照国际领先水平的ＣＤ１０５１２程教育大纲并结合软件工 程教育实际进行一整套的改革，包括课程大纲、教学方法、教学 内容，实践教学体系、实验室建设等教学要素进行系统规划和 改造，这样才能培养高素质软件工程应用型人才。 一课程组按照ＣＤＩＯ教学模式的要求，对传统实践环节实施工 程化改造，通过课程实验强化个人与职业技能，基于角色的团 队项目活动来实现工程能力、协同能力和职业素质培养的目标， 、教学改革 完善生产实习制度，为学生提供在软件企业进行实习实践的机 会，建立起课内实验、课外团队项目实践以及生产实习三级工程 课程组重视教学改革，组织教师进行ＣＤＩＯＩ程教育改革和 实施工作，主要包括以下方面： 化实践教学体系。 １４７
呷国吨府毅 ５．学生考核评价方式改革 对学生的考核评估系统进行改革，实施多元化综合评价考 核方法，考核内容包括考试、实验、项目实践、研讨报告等多个 要素。课程组通过强化对工程设计档案、作品和报告等这类基 于学习结果的考核，促进学生主动学习。评价方式的转变不仅 直接考查了学生的学习过程，同时考查学生跨学科的学习能力、 设计才能、创造力、领导能力，使学生们变得更有责任感，由此 引导他们学习态度的转变和技能的进步。 ６．主动学习环境的构建 通过建立课程网站，实现了教学计划、课程教学大纲、实 验大纲和教学目标，实现教学资料的共享。采用网络和多媒体 教学手段，开发软件工程教学网站和ＣＡＩ课件，建立符合软件工 程应用人才培养目标的开放性教学环境和主动学习支持环境。 二、网络教学环境条件建设 课程组近年来引入先进的多媒体及网络教学手段，为课程 的教学改革提供了良好的支撑环境，构建了课程建设网站和专题 教学网站。学生可以通过便捷的网络访问相关学习资源，进行在 线学习、在线测试、下载资源等多维学习活动。经过几年的运行， 学生从参与创新活动逐渐敢于创新，勇于创新，教学成果得到了 学校和社会的认可。通过结合课堂教学和课外自主学习，建立结 合多种教学方法的新型教学模式，取得了良好的教学效果。 课程组教师进行多元化教学网站建设，研制软件工程专 题学习网，为教师和学生提供了一个交互式教学环境和软件 工程共享资源库，开辟技术文档中心、ｕＭＬ专栏、ＣＡＳＥ技术、 ＡＬＳＤ技术、资源下载、在线教学等六大板块，还为用户提供 信息反馈的留言板、聊天室，以及能够发表自己经验及各种意 见，进行专题讨论的技术论坛。下载专栏提供了ＣＡＳＥ工具、 资料文档、实例与试题、其他资源四大类下载分类，其中包括 软件设计文档标准、软件开发文件编制指南国家标准、计算机 软件产品开发文件编制指南、ＩＥＥＥ软件工程知识体系、ＳＥＩ的 软件工程知识体系、Ｊａｖａ编程规范等编码标准、中英文案例文 档、讲稿、试题、作业等教学资源的下载功能。为了开拓学生 的视野，在网上向学生推荐了一些与软件工程相关的书籍、网 站，供学生进行扩展学习。 教学网站的创建使学生能够在ＩＮＴＥＲＮＥＴ网上进行学习， 而不受到时间、地域和空间的限制。课程组教师研制的精品课 程网站和软件工程学习网站提供教学大纲、教案、电子教材、 ＣＡＩ课件等丰富的教学媒体资源。丰富的教学内容资源、交互式 ＣＡＩ课件和教学网站的有机结合，为实施任务驱动教学方法和 主动学习提供了条件。 三、教学媒体和课件开发 教学媒体是构建任务驱动学习环境的重要内容，它为学生 的自主学习提供先进的工具和手段。除了提供传统课件所具有 的知识点内容外，还提供了多个任务实例的动画演示，特别强调 了交互式练习工具的提供。学生首先通过任务实例的动画演示 获得基本的知识，然后使用交互式练习工具完成任务，在完成 １４８ ２０１４年第１４期 任务过程中对需要用到的知识进行自主学习。交互式ＣＡＩ课件 为学生实施做中学，学中做，边学边做的任务驱动学习建立必 要的支撑环境。 课程组是针对重要，以及较难理解和掌握的一些概念和知 识点，开发交互式课件２套：用户界面设计ＣＡＩ、软件工程ＣＡＩ， 为学生的自主学习提供先进的工具和手段。此外，对现有多媒体 课件进行求精、挖潜、规范化、统一化，使多媒体课件成为既适 合课堂教学，又适合学生自主学习的参考资料。 四、教学方法与过程的探索与实践 １．教学方法 软件工程的理论性和实践性都很强，要求学生在掌握好理 论知识的同时，同样注重实践性教学的设计和安排，使学生能 够理论联系实际，活学活用，在解决实际软件开发问题的过程 中培养和开发学生的素质和能力，学以致用。 本课程不仅要传授知识，更重要的是要培养学生学会求 知，学会做事，学会共处，学会做人；还要培养他们严谨、求实 的科学态度和合作精神，激发他们的创新意识和创业精神。为 此，笔者推行“以理论知识为基础、以软件技能培养为核心、以 项目实践为载体”的ＣＤＩＯ教学模式以及体现以教师为主导、学 生为主体的“双主式”教学模式。在教学上采取传统的教学方 式与现代教学手段相结合，讲授与研讨相结合等形式多样的组 合式教学，积极推行“任务驱动教学法”，使学生成为学习的主 体，在完成任务中进行主动学习，做中学，学中做，边学边做，学 以致用。使学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转 变为信息加工的主体、知识意义的主动构建者。教师由知识的 传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者，调 动学生的主动性和创造性，注重培养和训练学生自主解决问题 的能力，使学生的创新能力、综合素质得到较大提高。 在教学实施上，笔者将课内外的教学活动分为课堂理论教 学、研讨报告、课内实验、课外实践、生产实习五大环节： （１）课堂理论教学的目的是使学生掌握软件工程的基本概 念、原理和方法。在教学组织上，将软件工程的理论分为软件 产品与过程、管理、传统方法学、面向对象方法学等四大块内 容，通过生动的实际案例引导学生理解软件工程基本概念的重 要性，通过大量的练习题帮助学生掌握各方面的基础理论和方 法。在讲理论知识的同时，重点讲授如何运用书本上的理论知 识应用于实际，并注重调动学生的积极性，将学生学习的过程 变为在教师引导下师生共同探索的过程。讲授方式采用概念讲 授、案例引导、任务驱动相结合的“学中做”组合式教学模式。 （２）研讨报告作为重要的考核环节，主要安排学生汇报英 文案例研究和团队项目实践的学习成果，对软件项目中的各种 实际问题、学习中的重点与难点内容展开讨论。通过热烈讨论 交流学习中的有关经验，加深对问题的理解和解决，训练学生的 创新能力、分析归纳和表达能力，提高学生解决问题的能力，达 到较好效果。 （３）课内实验是为了巩固课内学习的主要内容，通过安排
总第３０９期 ４个课程实验“小任务”和一个由个人独立完成的“小项目”， 使学生掌握一些基本的专业技能，帮助学生应用基本知识，熟 练掌握各种开发工具。提高编程能力，培养学生的个人能力与 职业技能。 （４）软件项目通常是由一定规模的项目小组来完成的，软 件工程师不仅需要完成个人的工作任务，还需要与项目组成员 协同工作才能完成任务。所以课后团队项目实践对实现课程教 学目标是非常重要的教学环节。课外实践的目的是培养学生的 团队精神与沟通技能，以及综合运用知识开发系统的能力。做 法是布置课外团队案例分析和项目开发实践任务，将学生分为 ５～６人的开发小组，以团队协作方式完成一个项目，使学生在实 践中体会软件的生命周期的阶段和活动，以及团队合作的各种 角色和任务，让学生熟悉团队开发的基本模式，获得协同开发的 经验。在整个项目的开发过程中，系统分析员需要与项目实践指 导教师进行反复沟通以确定需求；项目组内必须定期自行组织 召开协商会议，就项目进度、模块接口等管理与技术问题进行非 正式的沟通和磋商；每个团队需在课程结束前提交规范的项目 文档报告，并准备２场研讨报告。通过完成工作量不小于１５０个 小时的项目实践活动，使学生感到有压力，有紧迫感，综合训练 学生的分析能力、开发能力、组织能力、表达能力，培养团队精 神，促使学生成为学习的主体，开展主动学习，践行“做中学”， 强化训练学生的实际动手能力和创新能力。 （５）软件工程理论抽象，内容广泛，综合性实践性强。为了 解决在校生缺乏企业和社会背景、缺乏实际工程经验的问题， 学院与太极计算机公司（信息产业部第十五研究所）合作建立 起校外软件工程实习基地。所有学生须在该基地开展为期１周的 软件工程生产实习，了解ＩＴ企业的真实环境，获得软件工厂和企 业系统开发流程和软件“黑盒”测试的实际体验。 本课程以建构主义学习理论为基础，针对软件工程学科知 识体系和教学过程的特点，确定ＣＤＩＯ教学目标框架下课程教学 的阶段划分、教学模式、活动、目标与方法，并根据课程知识单 元的教学特点，选择各个知识单元的有效的教学方法，形成各 门课程有效达成教学目标并体现以学生为主体、教师为主导的 双主模式的组合教学方法模式，并在此基础上开展教学实验并 收集教学效果的实验数据，并根据反馈不断改进教学方法。 ２．教学手段 课程组充分发挥教师的计算机特长，有效利用互联网环 境，开发在线教学及资源下载网站，实现教案、课件、辅助教学 素材的共享，以及在线学习、作业提交、练习等在线功能，为师 生提供先进的现代教育技术手段。 ３．考核办法 有效的考试与评估系统可在很大程度上引导学生学习态度 的转变和技能的进步，对培养学生的素质、能力和责任感具有 重要作用。本课程强化对工程设计档案和软件设计作品这类基 于学习结果的考核评价，不仅直接考查了学生的学习过程，也考 查了学生跨学科的学习能力、设计才能、创造力和领导能力。 课程教材改革 为了切实体现理论与实践并重的教学理念，笔者开展考核 方法的改革，加强学习效果的检查，保证教学质量。改革传统 闭卷考的单一考试模式，采取期末考试、实验、平时表现、研讨 报告与“大作业”相结合的多元化考评方法，将学生完成实验和 “大作业”的文档、报告、软件等实践成果作为考评内容，并加 大在总分中的比重，通过学生之间互评，教师上机逐一检查的方 法，促进学生之间的相互交流，确保“大作业”的完成质量，同 时提高考核方法的客观陛、公平性和合理性。 考核方法为：第一，课程总评成绩的评定主要包括考试、 实验和平时成绩三个部Ｙｒｏ这三部分的考核成绩分别占总评成 绩的比例为４０％、２０％和４０％。第二，考试采用开卷形式，主要 考核学生对软件工程基本概念、原理和思想的理解与应用。第 三，课内实验主要考核实验过程（２０％）和实验报告（８０％）。第 四，平时成绩的考核由课程小作业（１０％）、大作业（７０％）、出勤 （１０％）、研讨报告（１０％）四部分构成。其中大作业的考核成绩 由资料收集大作业（２０％）、英文案例研究大作业（２０％）和项目 开发实践大作业（３０％）的考核成绩累加而成。研讨报告有２个， 各占５％。 五、结束语 在近几年的教学实践中，课程组教师引入国际先进ＣＤＩＯ３２ 程教育理念，结合软件工程课程特点和自己的科研成果以及实 际工作经验，实施软件工程ＣＤＩＯ教学模式，深入浅出地讲授软 件工程的基础知识理论，强化实践教学，强调课程知识模块间 有机联系和综合应用，强调理论联系实际，强调知识传授和能 力素质培养双重目标的实现，积极引导学生开展主动学习、探究 式学习和协作学习。通过几年的教学实践，学生的个人能力和 职业技能、人际交流能力以及ＣＤＩＯ系统建造与调控能力得到全 面提高，成效显著。 参考文献： ［１］刘乃琦．软件工程教育的特点与问题［Ｊ】＿计算机教育，２００４，（１０）． 【２李曼丽．２Ｊ用历史解读ＣＤＩＯ及其应用前景［Ｊ］．清华大学教育研究， ２００８，（５）． ［３］全蕾，陆钢．软件工程课程教学改革【ＪＪ．中国科教创新导刊， ２００９，（１９）． 【４］满君丰，陈莉，文志诚，等．质量工程实施进程中软件工程专业 人才培养模式的研究与实践［Ｊ】．计算机教育，２００９，（２３） 『５］林楠，李翠霞．国家示范性软件职业技术学院人才培养模式创 新［Ｊ］．计算机教育，２０１０，（２４）． 【６张桦，温显斌，６】王劲松．基于ＣＤＩＯ模式的计算机专业教学改革 【Ｊ】．计算机教育，２０１０，（１１）． ［７］顾佩华，包能胜，康全礼，等．ＣＤＩＯ在中国（上）［Ｊ］＿高等工程教 育研究，２０１２，（３）． ［８】顾佩华，包能胜，康全礼，等．ＣＤＩＯ在中国（下） ．高等工程教 育研究，２０１２，（５）． （责任编辑：王意琴） １４９
