摘要：簡要概述CDIO工程教育理念的概念和基本內(nèi)容；分析軟件人才的供求矛盾、現(xiàn)有高校軟件人才培養(yǎng)模式存在的問題；結(jié)合CDIO工程教育理論，設(shè)計應(yīng)用CDIO理論的軟件人才培養(yǎng)方案；最后給出應(yīng)用實例，說明該方案的可行性及有效性。
　　關(guān)鍵詞：軟件人才培養(yǎng)；CDIO；探索
　　
　　
　　1CDIO工程教育模式概述
　　近年來，CDIO工程教育模式成為國際工程教育改革的最新成果，它是由美國麻省理工學(xué)院聯(lián)合瑞典查爾姆斯技術(shù)大學(xué)、林克平大學(xué)以及皇家技術(shù)學(xué)院等4所高校，共同開發(fā)的一種全新工程教育理念和實施體系。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)，其中，“構(gòu)思”包括顧客需求分析，技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略和規(guī)章制度設(shè)計，發(fā)展理念、技術(shù)程序和商業(yè)計劃制訂；“設(shè)計”主要包括工程計劃、圖紙設(shè)計以及實施方案設(shè)計等；“實施”是指將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程，包括制造、解碼、測試以及設(shè)計方案的確認(rèn)；“運行”是通過投入實施的產(chǎn)品對前
　　期程序進(jìn)行評估的過程，包括對系統(tǒng)的修訂、改進(jìn)和淘汰等[1]。
　　構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運行乃至終結(jié)廢棄的全生命過程；其工程教育理念是要以此全過程為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，包括個人的工程科學(xué)和技術(shù)知識，學(xué)生的終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊交流能力和大系統(tǒng)調(diào)控等方面的能力。其核心內(nèi)容[2]為：1個愿景(Vision) ——為學(xué)生提供一種強調(diào)工程基礎(chǔ)的、建立在真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思－設(shè)計－實現(xiàn)－運行(CDIO)過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育；1個大綱(Syllabus) ——對學(xué)生4個層面的能力要求；12條標(biāo)準(zhǔn)(12 Standards)——對是否實踐CDIO教學(xué)理念的判定標(biāo)準(zhǔn)。
　　2軟件人才需求及高校培養(yǎng)模式分析
　Ap+RwGymNrhUVIZ1S/3SvTC5zIJ5oR3OO8aGCdqQMFw=　2.1軟件人才需求
　　我國高速發(fā)展的軟件產(chǎn)業(yè)需要大批高素質(zhì)的研發(fā)人員和產(chǎn)業(yè)工人。然而，目前我國軟件人才的供給與需求嚴(yán)重不相適應(yīng)。主要表現(xiàn)在：第一，一些高層次、復(fù)合型的“軟件金領(lǐng)”人才和熟練的“軟件藍(lán)領(lǐng)”人才十分短缺，難以滿足軟件企業(yè)的需要。第二，質(zhì)量方面存在很大問題，動手能力不強，團(tuán)隊精神差，缺少溝通與合作能力則制約著我國整體軟件從業(yè)人員的水平。第三，軟件人才結(jié)構(gòu)不合理，缺少能夠緊跟世界前沿技術(shù)、掌握符合國際標(biāo)準(zhǔn)的軟件工程規(guī)范和技術(shù)規(guī)范、具有良好的團(tuán)隊協(xié)作能力并能夠參與國際軟件發(fā)展與競爭的各個層次的“國際化軟件人才”。
　　2.2人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在的問題
　　我國現(xiàn)行的軟件教育模式依然是以傳統(tǒng)的學(xué)科體系下的專業(yè)教育為主，這種模式培養(yǎng)的軟件人才重視知識學(xué)習(xí)，強調(diào)個人學(xué)術(shù)能力，重理論輕實踐，忽視團(tuán)隊協(xié)作精神，輕視開拓創(chuàng)新。現(xiàn)階段國內(nèi)軟件人才培養(yǎng)主要集中在開設(shè)計算機專業(yè)、軟件專業(yè)的普通高等院校或中高職學(xué)校，絕大部分大中專院校的計算機專業(yè)的課程設(shè)置大同小異。隨著軟件行業(yè)乃至整個IT 企業(yè)在用人方面的不斷成熟和理性，逐漸形成了對專業(yè)技能、項目經(jīng)驗和職業(yè)素質(zhì)三方面的綜合要求。需要具備現(xiàn)代軟件工程環(huán)境下賴以生存和成長的終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊合作與溝通能力和多學(xué)科、大項目的運作能力。這就導(dǎo)致了教育培養(yǎng)和社會需求之間的脫節(jié)，不能夠很好地滿足市場的需要。當(dāng)前，我國軟件人才培養(yǎng)主要存在以下幾個問題[4]。
　　1)重理論輕實踐。我國計算機軟件專業(yè)人才的培養(yǎng)模式和課程設(shè)置多年變化不大，只重視培養(yǎng)學(xué)生扎實的基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論，忽視了實踐操作能力尤其是最新IT技術(shù)操作能力的培養(yǎng)。并且這些課程均為理論性課程，與IT企業(yè)的具體要求還有差距。即使是成績?nèi)績?yōu)秀的學(xué)生，如果沒有較強的實踐能力和具備一定的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗，也無法滿足IT 企業(yè)的用人要求。
　　2)以“教師為中心”的模式。工程教育目標(biāo)模糊、教師缺乏工程經(jīng)歷、學(xué)生工程實踐能力不強?，F(xiàn)有課程體系中，教師作為主體，在理論教學(xué)中占用所有時間講解理論知識，學(xué)生被動接受。在實驗課程中，教師規(guī)定題目，給出完成思路和編程結(jié)果，學(xué)生主要重復(fù)輸入代碼過程。在課后習(xí)題中，教師給出題目，并在課程教學(xué)時間專門以習(xí)題課解答，學(xué)生容易出現(xiàn)抄襲。
　　3)現(xiàn)有工程教育培養(yǎng)方案設(shè)置不合理，其不足之處主要表現(xiàn)在：培養(yǎng)方案設(shè)置的專業(yè)課程里，單科性課程太多，理論分析學(xué)時過多，過分注重單學(xué)科課程的理論性和知識的系統(tǒng)性。相反，培養(yǎng)學(xué)生工程綜合能力的課程少，訓(xùn)練學(xué)生的直觀判斷力和工程經(jīng)驗、工程意識的教學(xué)環(huán)節(jié)少，強調(diào)學(xué)科知識間交叉和綜合性的課程少。
　　4) 培養(yǎng)方向模糊。我國一些重點高等院校以及普通專科院校的計算機專業(yè)的教學(xué)計劃、課程設(shè)置、教學(xué)方式基本相同，培養(yǎng)目標(biāo)類似，培養(yǎng)方向模糊，軟硬兩方面的能力兼顧，完全是“通才”教育，不能夠體現(xiàn)專業(yè)特長。
　　5) 教學(xué)內(nèi)容落后。隨著IT 技術(shù)發(fā)展的日新月異，大批國際流行的軟件產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展技術(shù)由于多種因素不能及時進(jìn)入教學(xué)領(lǐng)域，教學(xué)內(nèi)容落后，教材更新緩慢，致使學(xué)生在校學(xué)習(xí)的理論知識和實踐技術(shù)已經(jīng)落后過時，畢業(yè)生須接受企業(yè)再培訓(xùn)、再教育，才能夠勝任工作。
　　3建立CDIO模式下的軟件人才培養(yǎng)體系
　　為了在給定的學(xué)制內(nèi)讓學(xué)生獲得更寬更深知識的同時獲得足夠的個人、人際交流能力和產(chǎn)品、系統(tǒng)和過程的建造能力——工程素質(zhì)和能力，培養(yǎng)出成功的、符合相關(guān)利益方要求的、成功的軟件人才，必須對傳統(tǒng)的課程體系、教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方法等做出重大變革。以貴州大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，我們在深入調(diào)研、分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合CDIO模式的基本理論及內(nèi)容，邀請了國內(nèi)知名IT企業(yè)的管理人員及IT教育專家一起研究，形成了一整套的培養(yǎng)方案，并作了初步的實踐。
　　3.1統(tǒng)一思想，形成良好的CDIO工程教育氛圍
　　學(xué)院深入了解CDIO工程教育理念，參加CDIO工程教育模式的研討與交流活動。開展CDIO工教育培訓(xùn)班，使用成功案例吸引興趣、激發(fā)動力，對先行者給予認(rèn)同和支持，讓廣大教師廣泛的參與，形成很好的工程教育氛圍。
　　3.2國際化軟件人才培養(yǎng)目標(biāo)
　　根據(jù)當(dāng)前經(jīng)濟全球化背景下社會和現(xiàn)代企業(yè)對軟件人才的需求，結(jié)合CDIO理念和計算機工程覆蓋的范圍[5]——從理論、原理，到軟件設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品的實際應(yīng)用，確定軟件人才培養(yǎng)目標(biāo)——“培養(yǎng)具有高度社會責(zé)任感、健全人格、良好職業(yè)素質(zhì)，掌握計算機基本技術(shù)、基本方法和基本理論，能綜合應(yīng)用計算機軟硬件技術(shù)、知識進(jìn)行集成開發(fā)，解決本專業(yè)實際問題，具備團(tuán)隊協(xié)作和交流能力、系統(tǒng)分析能力及實際動手能力，能適應(yīng)現(xiàn)代化工程團(tuán)隊、新產(chǎn)品及新技術(shù)開發(fā)的需求，具備終生學(xué)習(xí)能力的、符合國際化標(biāo)準(zhǔn)的軟件技術(shù)人才”。
　　3.3軟件高技能人才的CDIO大綱和模塊化的課程體系設(shè)置
　　按照CDIO大綱的要求對現(xiàn)行軟件類課程大綱進(jìn)行改革[6]，打破傳統(tǒng)學(xué)科體系下課程內(nèi)容的序化，以培養(yǎng)能力為本位，明確學(xué)習(xí)該課程后要達(dá)到的能力層次及評價方法，大綱中，能力包含技術(shù)知識和推理能力、個人職業(yè)技能和職業(yè)道德、團(tuán)隊協(xié)作和交流的人際交往技能、企業(yè)和社會的構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行(CDIO)系統(tǒng)。
　　結(jié)合培養(yǎng)國際化軟件人才的定位，以公共課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程及專業(yè)核心課程組成相互關(guān)聯(lián)的、有機結(jié)合的模塊化課程體系。在課程體系中，公共基礎(chǔ)課程模塊包括通識科學(xué)課程與工學(xué)通識課程，包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、離散數(shù)學(xué)、電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和通信原理概論；專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊包括計算機與軟件專業(yè)的基礎(chǔ)課程，主要指計算機原理、接口技術(shù)及應(yīng)用、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機專業(yè)英語和程序設(shè)計語言(包括高級語言程序設(shè)計、匯編語言語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計)等；專業(yè)核心課程模塊是對前兩個模塊內(nèi)容的提升與擴展，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程、信號處理原理、計算機圖形學(xué)等，另外包括實踐環(huán)節(jié)，該模塊由很多的綜合項目組成，通常以設(shè)計、實施綜合項目為載體，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課程、核心課程的教學(xué)，讓學(xué)生帶著解決工程問題的追求進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。
　　
　　3.4以設(shè)計為導(dǎo)向的CDIO項目培養(yǎng)模式
　　CDIO項目按規(guī)模和范圍可劃分為3級[7]，1級為包含本專業(yè)主要核心課程和能力要求的項目；2級為包含一組相關(guān)核心課程、能力要求的項目；3級為單門課程內(nèi)為增強該門課程能力與理解而設(shè)的項目。以1 級項目為主線，完整的、有銜接的貫穿于整個本科教學(xué)階段，使學(xué)生系統(tǒng)地得到構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作(CDIO)的整體訓(xùn)練，通過項目設(shè)計將整個課程體系有機的、系統(tǒng)的結(jié)合起來。以2 級項目為支撐，以3 級項目與核心課程為基礎(chǔ)，將核心課程教育與對專業(yè)的整體認(rèn)識統(tǒng)一起來，并結(jié)合項目訓(xùn)練對學(xué)生的自我更新知識的能力、人際和團(tuán)體交流能力以及對大系統(tǒng)的掌握、運行和調(diào)控能力進(jìn)行整體培養(yǎng)。
　　3.5探究式學(xué)習(xí)與經(jīng)驗學(xué)習(xí)的主動學(xué)習(xí)方式
　　重點更新教學(xué)觀念，從過去的“以教師為中心，使學(xué)生知道什么”的傳統(tǒng)教育觀念，轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為中心，學(xué)生學(xué)到和用得怎樣”的新觀念，引導(dǎo)學(xué)生“主動學(xué)習(xí)”；在教學(xué)過程中，教師提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考研討，增加主動學(xué)習(xí)和動手實踐，強調(diào)分析問題和解決問題的能力，增強概念學(xué)習(xí)。將所有實驗課全部并入相關(guān)的課程內(nèi)，任課教師成為該課實驗課教師之一，并主導(dǎo)實驗內(nèi)容、統(tǒng)籌安排課程內(nèi)的實驗，針對現(xiàn)在的學(xué)生缺少實際動手能力，安排豐富的設(shè)計性和綜合性實驗，盡量讓學(xué)生親自動手和全身心投入進(jìn)行；壓縮授課學(xué)時，部分課程采用邊講邊實驗邊討論的靈活方式，讓學(xué)生成為課堂上的“主動者”。
　　4試點運行
　　根據(jù)擬定的CDIO模式下的軟件人才培養(yǎng)方案，進(jìn)行了試點運行。以貴州大學(xué)計算機學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2006級(1)班作為試點班，以學(xué)院電子實驗室、軟件開發(fā)實驗室和學(xué)院院辦企業(yè)——貴大華圣信息產(chǎn)業(yè)發(fā)民有限公司作為創(chuàng)新實踐平臺，以操作系統(tǒng)中的作為案例輔助教學(xué)，以信產(chǎn)部電子發(fā)展基金項目“MCS-1可視心律失常治療儀”作為綜合項目設(shè)計，使學(xué)生得到構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作(CDIO)的整體訓(xùn)練。
　　4.1案例輔助教學(xué)
　　在進(jìn)行軟件工程教學(xué)過程中，通過選擇恰當(dāng)?shù)陌咐?，并對軟件設(shè)計過程中復(fù)雜和抽象的原理、技術(shù)、方法進(jìn)行講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生分析解決問題的能力。在進(jìn)行軟件工程中的需求分析教學(xué)時，可以引入高?？蒲泄芾硐到y(tǒng)案例進(jìn)行教學(xué)，分析需求分析的具體任務(wù)，包括系統(tǒng)功能需求、性能要求、環(huán)境需求和未來需求。高校科研管理系統(tǒng)的功能要求是科研項目的規(guī)劃、組織和實施；科技成果的推廣、轉(zhuǎn)化和管理；科技檔案、申報材料管理；科技人員信息管理；科研經(jīng)費管理等事務(wù)。性能要求是可用性、先進(jìn)性、可靠性、可擴展性、可維護(hù)性、使用方便性、容錯能力、安全保密性。環(huán)境需求是硬件要求：CPU:400HZ pentium處理器、內(nèi)存：256M、硬盤：800M自由空間、顯示器分辨率：不低于800*600、光驅(qū)、網(wǎng)卡和顯卡等。軟件要求：以Microsoft的產(chǎn)品作為平臺軟件，Apache2.2作為WEB服務(wù)器、J2EE作為開發(fā)平臺、與Weblogic兼容的Borland公司的Jbuilder 9企業(yè)版作為開發(fā)工具。未來需求是目前不屬于系統(tǒng)開發(fā)的范圍，但將來隨著外界環(huán)境的變化以及系統(tǒng)的發(fā)展可能會提出的要求。
　　4.2項目設(shè)計
　　綜合項目來自信產(chǎn)部電子發(fā)展基金項目“MCS-1可視心律失常治療儀”，使學(xué)生理解項目需要具備的功能。系統(tǒng)具備心電監(jiān)護(hù)功能：實時采集病人心電圖，在LCD上進(jìn)行顯示，聲光指示和報警，心率顯示，心電圖顯示凍結(jié)。系統(tǒng)具備臨時心臟起搏功能：心內(nèi)臨時起搏和食道起搏，LCD上顯示起搏心電圖。上位機數(shù)據(jù)管理功能：系統(tǒng)上位機主要用來接收與分析上傳的心電圖數(shù)據(jù)，并將它保存在數(shù)據(jù)庫中。為患者建立病歷、病人詳細(xì)資料等數(shù)據(jù)?？梢圆樵?、增加、修改，刪除病人的基本信息。當(dāng)醫(yī)生選擇患者
　　心電圖數(shù)據(jù)后，可以查看、打印心電圖(ECG)，然后根據(jù)這些資料進(jìn)行制定最終的臨床診斷書。
　　對項目的構(gòu)思與剖析，使學(xué)生了解了系統(tǒng)的構(gòu)成原理與設(shè)計思路，學(xué)生能以整個產(chǎn)品系統(tǒng)的概念去思考未來的學(xué)習(xí)與實踐，在開始專業(yè)學(xué)習(xí)之前就以一個工程師的角度去面對即將開始的專業(yè)課學(xué)習(xí)，同時增加必要的感性認(rèn)識。提出系統(tǒng)的功能要求后，組織學(xué)生對系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過分析發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)前端心電圖A/D采集部分的原理與設(shè)計、心電信號的放大等涉及電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路等課程；計算機控制、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、采樣控制等部分涉及微機原理與接口相關(guān)課程；軟件部分涉及程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程、信號處理原理等課程。
　　在課程的教學(xué)過程中，根據(jù)項目的構(gòu)思，結(jié)合具體課程，將全班學(xué)生分為若干個小組，每組6～10人，確定設(shè)計任務(wù)后，在任
　　課教師及項目工程師的指導(dǎo)下，完成設(shè)計，最后進(jìn)行評價反饋。例如：在進(jìn)行電路原理、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)時，可以將項目中的心電前置放大電路作為一子任務(wù)進(jìn)行設(shè)計，要求為：心電信號實際幅度為0.01～5mv，為了使信號能置于A/D能采集的范圍內(nèi)，需將信號放大500倍。提出具體要求后，讓各小組進(jìn)行分析設(shè)計，最后進(jìn)行統(tǒng)一評估，并作出總結(jié)。
　　5結(jié)語
　　對于在課堂上進(jìn)行案例分析及綜合項目設(shè)計，教師、學(xué)生的反映都很好。學(xué)院CDIO的培養(yǎng)模式極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開闊了學(xué)生的創(chuàng)新思路，鍛煉了學(xué)生解決問題的專業(yè)能力、合作能力和毅力，切實解決了實踐問題，培養(yǎng)了自信心和責(zé)任感，同時，也促進(jìn)了教師的教學(xué)研究和團(tuán)隊建設(shè)，推動了專業(yè)整體教學(xué)質(zhì)量的大幅度提高。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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