CDIO軟件工程教材革新與實現(xiàn)范文

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多層次案例教學(xué)模式

采用案例教學(xué)模式理論聯(lián)系實際，能將課程的主要內(nèi)容貫穿起來，成為一個有機的整體，使學(xué)生更易接受。過去，經(jīng)常才采用以教師為主的案例教學(xué)方式，即在教學(xué)活動中，教師將軟件工程的原理、方法通過引入案例講解，雖然較以往的重理論輕實踐的教學(xué)有一定的提高，但實際操作中效果并不理想，部分學(xué)生感覺上課能聽懂，知道軟件工程的內(nèi)容是什么，而面對一個實際項目時仍然不會運用軟件工程知識進(jìn)行分析、設(shè)計和實現(xiàn)。采用多層次的案例教學(xué)模式符合cdio工程教育理念“做中學(xué)”，在實際教學(xué)中。多層次的案例教學(xué)模式將教學(xué)中案例分為，教師課堂案例、小組項目案例、課程設(shè)計（實驗）案例等，用于解決學(xué)生只聽不練的狀況。選擇案例應(yīng)該注意，首先案例具有可操作性（即學(xué)生熟悉的、易理解的和容易接受的），其次案例具有仿真性（即選擇企業(yè)實際案例或?qū)W生能接觸到的），再者案例具有興趣性（即案例的界面、內(nèi)容易使學(xué)生產(chǎn)生興趣），最后案例具有連續(xù)性（案例能夠貫穿教學(xué)大綱的全部內(nèi)容）。

課堂案例，用于教師理論授課使用，軟件工程課程通常講授兩種軟件開發(fā)方法：面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法和面向過程的軟件開發(fā)方法，教學(xué)中采用一至兩個案例（如：學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)、校園信息服務(wù)平臺系統(tǒng)等）貫穿軟件需求到軟件實現(xiàn)每個階段。講面向過程軟件設(shè)計方法時，采用Visio、ER－WIN、PowerDesigner等工具，使學(xué)生在案例中明白數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、E－R圖、軟件模塊圖如何正確、規(guī)范的繪制以及它們所起的作用。當(dāng)講面向?qū)ο筌浖_發(fā)方法時，使用當(dāng)前工業(yè)界公認(rèn)的最佳軟件開發(fā)方法，即UML建模語言與RUP統(tǒng)一過程，采用RationalRose、Star－UML、Eclipse等CASE工具，繪制用例圖、活動圖、分析階段類圖、時序圖（協(xié)作圖）、設(shè)計階段的類圖、數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)圖、構(gòu)件圖和部署圖。通過一個案例的兩種實現(xiàn)方法，不僅使學(xué)生知道它們間的區(qū)別和聯(lián)系，而且學(xué)生更清楚在軟件的生命周期的各個階段建立哪種模型，為何要建立，而不是將所有的圖堆積起來就是為系統(tǒng)分析建模、不是為了畫圖而畫圖，即不僅要知其然，更要知其所以然。

小組項目案例，是在課程的第一節(jié)課要求學(xué)生以4－5人的規(guī)模按照自愿或興趣進(jìn)行分組，每個小組按照教師布置或自選身邊的、有實際應(yīng)用價值、可調(diào)研的項目，進(jìn)行分析、設(shè)計和實現(xiàn)。小組項目案例是與課堂案例穿插進(jìn)行的，即學(xué)生在課堂每學(xué)完一種軟件開發(fā)方法后，課后利用所學(xué)的知識（特別強調(diào)CASE工具的使用）對本課題小組的項目進(jìn)行實踐，例如：在課堂上學(xué)習(xí)了面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)對“學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)”案例進(jìn)行規(guī)范的需求分析、設(shè)計的建模后，要求學(xué)生同步完成自己項目相應(yīng)的內(nèi)容，即利用CASE工具畫用例圖、類圖等完成系統(tǒng)的需求、設(shè)計文檔，其他內(nèi)容均依此方法開展教學(xué)。為了更好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，同時為了避免學(xué)生抄襲現(xiàn)象，利用我們自己開發(fā)的隨機選組軟件，讓學(xué)生以小組的形式在課堂上進(jìn)行現(xiàn)場答辯，組長作為該項目的經(jīng)理，組員作為開發(fā)人員，教師和其余學(xué)生作為用戶，首先組長介紹項目的開發(fā)背景、意義，項目的分工，需求調(diào)研的單位、調(diào)研對象，與客戶的交流并記錄情況，然后小組成員依次介紹自己的工作，最后由組長總結(jié)，并回答用戶提出的問題。通過上述的“實戰(zhàn)”，讓學(xué)生加入到評價的行列中來，不僅活躍了課堂氣氛，調(diào)動了他們的積極性，強化學(xué)生間的競爭意識，而且通過了解其他同學(xué)項目完成情況，并與自己做的進(jìn)行比對，找出差距和不足，同時也挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力，提高了教學(xué)效果。正像學(xué)生事后的總結(jié)中這樣寫道：“在小組項目開發(fā)期間，我們對軟件工程有了新的理解，軟件開發(fā)不僅僅是單一的編程過程，它包括了需求分析，概要設(shè)計，詳細(xì)設(shè)計，編碼，測試，維護(hù)，編程只是其中的一小部分……；使我們深深地體會到，理論源于實踐，實踐見真知……；只有真正明白用戶的需求，才能開發(fā)出能用，有價值的產(chǎn)品，如果開發(fā)出來的產(chǎn)品不能滿足用戶的需求，那么這個產(chǎn)品也就失去了存在的價值……；軟件開發(fā)，重在團(tuán)隊合作，單獨一個人是完成不了任務(wù)的，我們真正體會到什么是團(tuán)隊協(xié)作，真正的了解到團(tuán)隊合作的有利之處，真正感受到團(tuán)隊成員為了共同的目標(biāo)聯(lián)合在一起時的強大的力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果”。CDIO所倡導(dǎo)的團(tuán)隊協(xié)作能力、交流能力，創(chuàng)新能力，在小組項目案例實施中得到了很好的鍛煉。

CDIO模式下課程設(shè)計的實施

作為宏觀、全局性的教育策略CDIO工程教育理念，強調(diào)知識的關(guān)聯(lián)性，著重培養(yǎng)學(xué)生實際問題的解決能力和個人工程素質(zhì)。軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)要求之一就是工程型專業(yè)人才培養(yǎng)，教育部的“質(zhì)量工程”也提出改革與創(chuàng)新實踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式。為期2周的軟件工程課程設(shè)計是軟件工程課程的延續(xù)，是強化實踐環(huán)節(jié)、培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)以及加強學(xué)生所學(xué)知識的前后關(guān)聯(lián)的重要舉措。軟件工程課程設(shè)計，需要學(xué)生能將所學(xué)的面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法、開發(fā)過程RUP、CASE工具、軟件項目管理CMM、面向?qū)ο缶幊陶Z言和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQLServer／Oracle結(jié)合起來進(jìn)行軟件開發(fā)，為學(xué)生畢業(yè)后從事軟件開發(fā)和管理工作打下堅實的基礎(chǔ)。

1．課程設(shè)計的內(nèi)容軟件工程課程設(shè)計的實施方案見表1－1所示。2．基于CDIO的考核方式CDIO教育模式主要培養(yǎng)學(xué)生的八種能力：工程能力、職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識和運用知識解決問題能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。

軟件工程課程設(shè)計為檢測學(xué)生的上述能力搭建了平臺，教師在軟件開發(fā)的各階段提出目標(biāo)和任務(wù)，促使學(xué)生獨立分析思考、相互交流討論，敢于實踐創(chuàng)新和探索解決問題的途徑，提高了學(xué)生工程應(yīng)用能力，在實踐中理解軟件工程師應(yīng)該具有的職業(yè)道德，較好避免傳統(tǒng)的考試只能單一測試學(xué)生對知識的記憶程度。軟件工程課程設(shè)計的最終成績評定是：平時成績20％（重點考察學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、交流、獨立分析思考能力），設(shè)計成績30％（重點考察學(xué)生的工程能力、運用知識解決問題能力），答辯成績50％（重點考查學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力）。

結(jié)語

CDIO是工程教育的典范，通過將CDIO在軟件工程的應(yīng)用，較好的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)了他們的工程素養(yǎng)和協(xié)作交流能力。［5］通過本課程教學(xué)改革，學(xué)生申請我校的大學(xué)生科技創(chuàng)新基金及利用自己所學(xué)的軟件開發(fā)知識為社會服務(wù)的數(shù)量每年都有不同程度的提高，因此，以CDIO理念為指導(dǎo)對軟件工程教學(xué)模式的改革是行之有效的，下一步對我校軟件工程專業(yè)系列課程的改革也是必然趨勢。

作者：田保軍劉利民單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院