摘要:從信息管理專業(yè)的工程性特點出發(fā),針對工程類課程群在教與學的雙向過程中存在的問題,秉承CDIO工程教育模式的基本理念,兼顧地區(qū)性產業(yè)和學生生源,基于12條CDIO標準,從培養(yǎng)目標、課程群組織架構、自主學習培養(yǎng)模式與學習考核體系等4個方面,提出一個階梯遞進式的工程類課程群建設方案。
關鍵詞:CDIO;信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè);課程群
“信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)”(以下簡稱為“信管專業(yè)”)是“管理科學與工程”的下屬二級學科,其核心課程體系無論在教學內容還是在教學方法上,都帶有非常明顯的工程性特點,但在目前的教學實踐中存在著學生積極性不高、教師教學能動性不足、教學水平不盡如人意、教學效果和教學質量不高等問題。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果,是由麻省理工學院等4所國際一流工科大學發(fā)起并創(chuàng)立的、我國教育部大力倡導的先進工程教育模式。目前,汕頭大學走在工程教育改革的最前沿,提出了EIP-CDIO工程教育理念。文獻[4]針對中國學生的特點,提出了基于興趣和自主的CDIO教學模型IACDIO。文獻[5]把CDIO人才培養(yǎng)理念引入到課程建設中,提出了基于CDIO的“軟件工程”課程建設方案。
CDIO代表構思(coneeive)、設計(Design)、實現(xiàn)(Implement)、運作(Operate)。CDIO工程教育模式倡導工程教育應該以項目的CDIO全過程為載體,將實踐與課程有機地聯(lián)系在一起。通過項目的研發(fā)過程,使學生掌握工程基礎知識,提高個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)的適應與調控能力。在“如何培養(yǎng)人”方面,CDIO采用了建構主義教育理論,并通過CDIO的12條標準指引工程教育的實施方法,這12條標準從基本理念(標準1:背景環(huán)境)、培養(yǎng)目標(標準2:學習效果)、課程體系(標準3:一體化課程體系;標準4:工程導論;標準5:設計實現(xiàn)經(jīng)驗;標準7:一體化學習經(jīng)驗)、自主學習模式構建(標準8:主動學習)、師資與環(huán)境保障(標準9:教師工程能力;標準10:教師教學能力;標準6:工程實踐場所)和考核與評估(標準11:學生考核;標準12:專業(yè)評估)等各個方面指導工程教育的實踐,圍繞培養(yǎng)目標一體化而實現(xiàn)工程教育的培養(yǎng)目標。
針對信管專業(yè)工程類課程群教學中存在的問題,我們分析了信管專業(yè)的工程性特點,并基于CDIO的12條標準,從培養(yǎng)目標、課程群組織架構、自主學習培養(yǎng)模式和學習考核體系等4個方面提出信管專業(yè)工程類課程群建設方案。
1.信管專業(yè)的工程性特點
信息系統(tǒng)是實施信息管理的基石,信息系統(tǒng)的開發(fā)與設計是信管專業(yè)知識架構的核心,而信息系統(tǒng)的開發(fā)與設計所采用的方法學和過程都借鑒了工程化思想,即要以工程理論、原理、方法和技術來指導信息系統(tǒng)的分析與設計過程,因而使得信管專業(yè)的人才培養(yǎng)體系帶有一定的工程性特點。
在培養(yǎng)目標上,信管專業(yè)所培養(yǎng)的人才應該具有工程人才的知識和能力。實際上,信管專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)后所從事的也多是信息管理工程師、軟件開發(fā)工程師、軟件實施工程師、軟件測試工程師等工程類職業(yè)。
在教學內容上,信息系統(tǒng)的分析與設計是信管專業(yè)知識架構的核心,其相關課程與實驗、相關課程設計構成了信管專業(yè)工程類課程群。如表1所示是信管專業(yè)工程類課程群主干課程,顯示了各課程及其在信管專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用和定位。其中,“軟件工程”是整個課程群的核心,它提供信息系統(tǒng)的分析與設計的方法論,也就是說要以工程理論、原理、方法和技術來指導信息系統(tǒng)的分析與設計過程。
2.工程類課程群培養(yǎng)目標
不同的地區(qū)性產業(yè),不同的學生生源,決定著教學手段的差異性。經(jīng)統(tǒng)計,我們發(fā)現(xiàn)中南民族大學有三成左右的生源來自少數(shù)民族地區(qū),基礎相對薄弱,導致學生在文化背景、基礎知識、創(chuàng)新意識、各種能力素養(yǎng)等諸多方面存在很大差異。因此,中南民族大學信管專業(yè)的定位應當與生源狀況相適應,在教學方法與手段等方面增加更多的基礎訓練環(huán)節(jié)。
根據(jù)CDIO大綱以及CDIO標準2,同時考慮工程師應具備的各種能力和職業(yè)素養(yǎng),信管專業(yè)工程類課程群的培養(yǎng)目標是講授信管專業(yè)工程類課程群的相關知識,以工程實踐為教育的內容和背景環(huán)境,使學生熟練掌握現(xiàn)代信息技術手段和信息管理與信息系統(tǒng)的理論、方法;培養(yǎng)學生的工程價值觀,使其具備工程技術能力、基本的工程創(chuàng)新能力、工程師職業(yè)道德、團隊工作和人際交往能力;培養(yǎng)達到CDIO大綱要求,能夠從事信息管理以及信息系統(tǒng)規(guī)劃、分析、設計、實施與管理工作的高級工程人才。
3.工程類課程群組織架構
依據(jù)CDIO標準3、4、5和7,以工程實踐作為工程教育的內容和背景環(huán)境,增加實踐、實習和操作訓練,以指定項目或自選項目組織教學,讓學生在“做中學”,將信管專業(yè)工程類課程群構建成一個圖1所示的魚骨型的階梯遞進式組織架構。
階梯遞進式組織架構分為結構化信息系統(tǒng)分析與設計、面向對象信息系統(tǒng)分析與設計以及畢業(yè)設計3個階段。其中,第一階段采用結構化系統(tǒng)分析與設計方法,把算法(“C語言”與“數(shù)據(jù)結構”)和數(shù)據(jù)(“軟件工程”與“數(shù)據(jù)庫原理與應用”)組織起來,進行課程傳授和實訓;第二階段,按照面向對象方法,使用JAVA、JSP語言和UML,傳授面向對象的信息系統(tǒng)分析與設計方法,并進行相關實訓;第三階段是在前兩個階段的基礎上,引入“IT項目管理”知識,提供實訓平臺,讓學生自主創(chuàng)新完成畢業(yè)設計。
在實驗、實習與操作訓練的組織形式上,按照“課程內實驗→課程設計→綜合設計”的階梯遞進方式,從左至右按時間順序組織相關教學內容(標準3),使學生通過圖1的階梯遞進式組織架構中的3個遞進階段的學習任務,完成3個級別的設計實現(xiàn)訓練(標準5),使其獲得一體化學習經(jīng)驗(標準7)。其中,“課程內實驗”提供基礎級實現(xiàn)驗證訓練;其后進階為“課程設計”,綜合基本方法和工具,提供進階級課程設計訓練;最后,進一步上升為“綜合設計”,分階段遞進式提供3個階梯的系統(tǒng)分析與設計訓練。另外,“計算機組成原理”等專業(yè)基礎課程主要為信息系統(tǒng)的分析與設計訓練提供計算機基礎知識支撐,但不提供設計實現(xiàn)訓練,在圖1中用虛線框標注。
3.1基礎級實現(xiàn)驗證訓練
3.1.1教學方法
課程教學以課堂形式展開。課內實驗以指定的典型案例為依托,讓學生以個人為單位,指定技術手段,完成指定內容的驗證與實現(xiàn)。實現(xiàn)驗證訓練成績由任課老師根據(jù)學生的完成情況進行審定,并計人課程最終考核成績,一般所占比例為20%-30%。
3.1.2內容組織
為進一步夯實基礎,在表1中除專業(yè)基礎類課程外,其他課程均需組織課內實驗,以保障充分的實現(xiàn)驗證訓練。特別值得一提的是,為更好地培養(yǎng)學生的工程能力和工程師職業(yè)道德,在“軟件工程”課程教學中,按照CDIO標準4,特別引入了“工程概論”的知識內容。
3.2進階級課程設計訓練
3.2.1教學方法
1)教學組織。
以二級團隊為單位,2-3人一組,按照二級團隊自主學習培養(yǎng)模式(見4.1節(jié)),在指導老師的指導下,利用2-3周左右的集中時間,完成課程設計。
2)指導團隊。
由一名指導老師和2-3名助教構成指導團隊,指導所有的二級團隊。
3)設計選題。
課程設計選題應該是操作性很強、復雜程度不高的設計類題目,大多數(shù)是由指導老師指定,亦可由學生團隊自選,但自選題的可操作性和復雜程度需由指導老師論證。
4)所用技術。
課程設計的技術手段由指導老師根據(jù)課程指定。
5)成績評定。
按照二級團隊成績評定方法(見4.1節(jié)),由指導老師和學生共同評定成績。
3.2.2內容組織
進階級課程設計主要包括“數(shù)據(jù)結構課程設計”、“數(shù)據(jù)庫課程設計”和“JSP課程設計”,即圖1中的中心水平線上方的課程設計。其中,“數(shù)據(jù)結構課程設計”要求使用“c語言”組織相關的數(shù)據(jù)結構,進行諸如DES加密算法、大數(shù)四則運算等中等難度算法的實現(xiàn)訓練,以幫助學生熟悉C語言,完成算法的實現(xiàn)與優(yōu)化。“數(shù)據(jù)庫課程設計”要求按照軟件生命周期的流程,完成指定的諸如校園圖書館、超市等環(huán)境相對熟悉的案例的數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn)?!癑SP課程設計”則要求使用JAVA和JSP語言,采用面向對象方法學,完成與“數(shù)據(jù)庫課程設計”相同案例的設計與實現(xiàn)工作,以幫助學生熟悉JAVA和JSP語言,掌握面向對象方法學。通常,同一個二級團隊的“數(shù)據(jù)庫課程設計”的選題要與“JSP課程設計”的選題相同,這樣,兩個課程設計完成之后,所得的數(shù)據(jù)庫和JSP程序就可以集成為一個相對完善的信息系統(tǒng)。
3.3綜合級系統(tǒng)分析與設計訓練
3.3.1教學方法
1)教學組織。
以一級團隊為單位,4~6人一組,按照一級團隊自主學習培養(yǎng)模式(見4.2節(jié)),在指導老師的指導下,完成項目開發(fā)任務。
2)指導團隊。
1-2個一級團隊配備一位指導老師。
3)設計選題。
課程設計選題應該是操作性較強、中等復雜程度的分析與設計類題目,大多由學生團隊自選,但自選題的可操作性和復雜程度需由指導老師論證。
4)所用技術。
課程設計所用的技術由指導老師根據(jù)課程指定,或由學生自選。
5)成績評定。
成績按照一級團隊成績評定方法(見4.2節(jié))由指導老師組共同評定。
3.3.2內容組織
綜合級系統(tǒng)分析與設計訓練主要包括“結構化信息系統(tǒng)分析與設計”、“面向對象信息系統(tǒng)分析與設計”和“畢業(yè)設計”3個階段,均串聯(lián)在圖1的中心水平線中。其中,“結構化信息系統(tǒng)分析與設計”要求學生自選題目,按照結構化信息系統(tǒng)分析與設計的流程,讓學生在6-10周左右的時間內,完成中等復雜度的信息系統(tǒng)的分析與設計。如果條件允許,學生(優(yōu)秀學生)可自選語言實現(xiàn)該系統(tǒng)?!懊嫦驅ο笮畔⑾到y(tǒng)分析與設計”要求學生自選題目(自選題可與“結構化信息系統(tǒng)分析與設計”的選題相同),依托面向對象方法,按照面向對象分析與設計的流程,使用JSP語言,或自選語言形式,讓學生在6-10周左右的時間內,完成中等復雜度的信息系統(tǒng)的分析、設計、實現(xiàn)與測試任務。而“畢業(yè)設計”則要求在指導老師的指導下,學生自選題(需經(jīng)過老師論證,也可由老師指定選題),自選信息系統(tǒng)分析與設計的方法和技術手段,在15周左右的時間內,完成復雜度較高的信息系統(tǒng)的分析、設計、實現(xiàn)與測試任務。通常,在“畢業(yè)設計”環(huán)節(jié),每一個選題可考慮組內配備1-2名學生負責完成所選題的項目管理工作。
4.自主學習培養(yǎng)與考核
針對圖l所示的課程群組織架構,我們按照CDIO教學大綱和CDIO標準8與標準11,構建階梯式自主學習培養(yǎng)與考核模式。考核小組由指導教師團隊與學生評審團組成。該培養(yǎng)與考核模式也相應分為3個級別:基礎級、二級團隊級、一級團隊級培養(yǎng)與考核模式。其中,基礎級培養(yǎng)與考核模式依托課程群,主要在課程講授和基礎級實現(xiàn)驗證訓練中體現(xiàn)。學生以個體為單位,接受老師的課堂傳授,配以課堂作業(yè)、實現(xiàn)驗證訓練以及學生課堂匯報環(huán)節(jié),輔以多種形式的答疑,培養(yǎng)學生解決問題的能力。基礎級培養(yǎng)與考核模式基本基于日常教學,操作形式相對簡單,在此不予贅述。
4.1二級團隊級培養(yǎng)與考核模式
4.1.1自主學習培養(yǎng)模式
二級團隊面對的是操作性強且復雜程度不高的訓練任務,因此在進階級課程設計訓練的實際流程中,引入敏捷開發(fā)、極限編程以及測試驅動開發(fā)等概念,相對精簡地組織二級團隊的自主學習培養(yǎng)模式。
二級團隊的任務不進行分工,所有工作任務均由小組成員共同完成。團隊成員在任務期內共同作息、共同討論、共同接受老師的指導、共同解決問題,以培養(yǎng)學生的工程協(xié)作能力、團隊工作能力和人際交往能力。
為幫助二級團隊按時完成工作任務,指導老師在任務期內,每天均需與所指導的團隊碰面,以幫助成員解決實際工作中出現(xiàn)的問題。所謂“授之以魚不如授之以漁”,在答疑過程中,指導教師不要求直接回答二級團隊的疑問,但要求指導解決問題的方法和途徑,讓學生自己掌握“漁”的方法。針對典型問題,在問題解決后,我們組織相關二級團隊進行現(xiàn)場展示,并由他們回答其他二級團隊的問題。通常,二級團隊的現(xiàn)場展示每兩天進行一次。
4.1.2學習考核模式
由學生自行推選優(yōu)秀學生組成學生評審團,學生評審團人數(shù)通常占學生總人數(shù)的10%。二級團隊完成工作任務后,組織答辯會,由團隊成員介紹項目完成情況,由指導老師和學生評審團共同進行評審。最終評審成績由指導老師評定成績(60%)和學生評審團的平均成績(40%)加權平均獲得。
二級團隊的考核主要從知識掌握程度(涵蓋原理與方法掌握程度、語言熟悉程度和工具熟悉程度等)、課程設計成果(包括實現(xiàn)的程序以及分析、設計、實現(xiàn)和測試過程中的相關文檔)、個人貢獻與能力(涵蓋工程技術能力、工程師職業(yè)道德團隊、團隊工作和人際交往能力)等多個方位全面考核學生的學習成果。
4.2一級團隊級自主學習培養(yǎng)與學習考核
4.2.1自主學習培養(yǎng)模式
一級團隊面對復雜程度較高的實際項目任務。在項目的實施過程中,應用整合與劃分,即“分為治之,合而擊之”的團隊協(xié)作思想,由學生在團隊內分化項目任務,由學生自主控制項目過程,完成團隊任務及答辯。
一級團隊項目開發(fā)與過程控制的主體均是學生團隊,教師只負責監(jiān)督、指導與答疑。在項目開發(fā)過程中,主要由學生團隊自行分解項目任務、組織項目開發(fā)過程、進行項目進度控制與管理、完成項目任務。
為了保證項目任務的有效完成,在項目開發(fā)過程中,我們借鑒《高效能人士的七個習慣》中的思想,以周為時間管理的基本單元,要求一級團隊每一位成員每周周末向指導老師提交周報和下周計劃,并在本周周末或下周周一由指導老師主持召開周例會,實時監(jiān)督項目的完成情況。其中,周報是項目成員完成本周工作任務后的總結性文檔,要求與上周計劃對應,主要包括每個工作日的工作進展、學習情況以及有待解決的關鍵問題。周計劃是項目成員展開下周工作的綱領性文檔,周計劃的制訂要兼顧本周項目任務的完成情況和項目的總體計劃,以便于解決本周存在的問題,推進項目進度。周例會是每周指導老師與學生的碰頭討論會。在會上,項目組成員介紹本周的工作任務完成情況和下周計劃,并在指導老師的主持下,針對項目成員所遇到的問題及下周計劃展開討論,以給出解決方案或合理化建議。
此外,為進一步幫助學生及時完成項目任務,指導團隊建立“一周一講”機制,通常在周中進行。在項目初期,“一周一講”主要由指導老師主講,介紹項目開發(fā)的相關方法、語言、工具以及典型問題的解決方法;項目中后期,則主要由一級團隊的項目成員主講,介紹其近期所學到的新知識、所遇到的問題及解決方案。這樣,既可以幫助項目組成員互通有無,拓展知識面,使其學得更多,學得更快,也可以提高項目組成員的團隊工作和人際交往能力。
4.2.2學習考核模式
由全體指導老師一起組成評審團。一級團隊完成工作任務后,組織個人答辯會,每個成員在會上獨自介紹項目完成情況,由指導教師評審團進行評審。最終評審成績由該一級團隊指導老師和其他指導老師的成績加權平均獲得,其權重分別為70%和30%。
在二級團隊考核的基礎上,一級團隊的學習考核添加了過程考核和創(chuàng)新考核兩個環(huán)節(jié)。其中,過程考核關注項目實施過程中學生的自主學習和工作情況,依據(jù)周報、周計劃、周例會以及“一周一講”中學生的表現(xiàn),進行過程考核。而創(chuàng)新考核關注項目實施過程中學生的創(chuàng)新能力,包括發(fā)現(xiàn)問題的能力、新方法的原發(fā)性創(chuàng)新能力和相關技術手段的模仿性創(chuàng)新能力。
5.結語
針對信管專業(yè)工程類核心課程群教學中存在的問題,我們基于12條CDIO標準,從培養(yǎng)目標、課程群組織架構、自主學習培養(yǎng)模式和學習考核體系等4個方面,提出了信管專業(yè)階梯遞進式的課程群建設方案。信管系的初期實踐表明,該方案讓學生在“做中學”,教師在“做中教”,從而在一定程度上提高了專業(yè)的整體教學質量。之后信管系的老師將通過實踐進一步驗證該方案的有效性,并逐步完善該方案。
(見習編輯:劉麗麗)