【摘 要】通過分析物聯(lián)網(wǎng)軟件工程和CDIO項(xiàng)目化教學(xué)的內(nèi)涵，探討項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施方案構(gòu)建的總體思路與內(nèi)容，從課程建設(shè)體系、教學(xué)模式、教學(xué)管理和教學(xué)評價(jià)體系等多方面進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)，構(gòu)建校企協(xié)同創(chuàng)新深度合作、企業(yè)真實(shí)的教學(xué)生態(tài)環(huán)境、多樣化的教學(xué)模式、培養(yǎng)開放式的師資隊(duì)伍等教學(xué)實(shí)施方案，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)能力。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 軟件工程 CDIO 項(xiàng)目化教學(xué)

【中圖分類號】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）09C-0161-03

物聯(lián)網(wǎng)軟件工程是一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的融合新一代信息技術(shù)的課程，設(shè)置依據(jù)是傳統(tǒng)的軟件工程設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)與信息系統(tǒng)開發(fā)等課程，它將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、M2M、GPS、GIS和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合創(chuàng)新平臺建設(shè)，提供系統(tǒng)交互式通信以及智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能的應(yīng)用開發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程課程深度融入校企協(xié)同創(chuàng)新平臺，把仿真的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)成為真實(shí)的開發(fā)平臺，它以一種全新的理念使課堂向社會延伸，在企業(yè)環(huán)境中融入實(shí)訓(xùn)大綱與教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)模式上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

在信息化產(chǎn)業(yè)及軟件產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，社會對物聯(lián)網(wǎng)軟件工程人才的需求標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，要求物聯(lián)網(wǎng)軟件工程師必須具備扎實(shí)的基礎(chǔ)。因此，要培養(yǎng)社會缺乏的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)軟件工程人才，迫切需要對當(dāng)前傳統(tǒng)的軟件工程教學(xué)實(shí)施體系進(jìn)行改革與創(chuàng)新，以便更加適應(yīng)未來社會的快速發(fā)展。

一、CDIO項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)涵

CDIO（Conceive，構(gòu)思；Design，設(shè)計(jì)；Implement，實(shí)施；Operate，運(yùn)行），是近年來國際工程教育改革的新成果，提出了操作性強(qiáng)的職業(yè)能力培養(yǎng)、全面實(shí)施和檢測測評的標(biāo)準(zhǔn)。它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的全生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的和課程之間相聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。項(xiàng)目化教學(xué)是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目來達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的方法，對課程進(jìn)行改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和解決問題的能力。CDIO項(xiàng)目化教學(xué)改變由傳統(tǒng)“以課本為中心”為“以軟件項(xiàng)目為中心”，CDIO工程教育提倡在工程實(shí)踐能力、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和工程創(chuàng)造能力上進(jìn)行綜合培養(yǎng)。

二、CDIO項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系設(shè)計(jì)

（一）總體構(gòu)思設(shè)計(jì)框架。以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，秉承CDIO工程教育理念，制定項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。CDIO項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系從行業(yè)對人才的需求出發(fā)，遵循反工藝路線的思想，制定各階段的培養(yǎng)目標(biāo)，以項(xiàng)目實(shí)施為核心，設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

圖1 CDIO項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系設(shè)計(jì)框架

CDIO項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系設(shè)計(jì)框架按反工藝路線分為四個(gè)階段：首先，分析第四階段大型項(xiàng)目，深入分析行業(yè)企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)軟件工程人才的需求，探討學(xué)生在這一階段應(yīng)具備的軟件工程能力和職業(yè)技能，制定物聯(lián)網(wǎng)軟件人才培養(yǎng)的總目標(biāo)，確定軟件專業(yè)的具體方向；其次，分析第三階段中型項(xiàng)目，學(xué)生應(yīng)掌握的專業(yè)選修知識、所需選修技能，滿足第四階段大型項(xiàng)目培養(yǎng)的總目標(biāo)，反過來分析制定這一階段的所要達(dá)到的具體培養(yǎng)目標(biāo)；再次，分析第二階段小型項(xiàng)目，學(xué)生應(yīng)掌握的專業(yè)核心知識、所需核心技能，滿足第三階段中型項(xiàng)目培養(yǎng)的總目標(biāo)；最后，分析第1階段微型項(xiàng)目，從學(xué)生應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識和基本技能，制定這一階段的具體培養(yǎng)目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)第二階段小型項(xiàng)目的培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）CDIO項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系。具體如下：

1.CDIO項(xiàng)目化課程建設(shè)體系。在物聯(lián)網(wǎng)軟件工程教學(xué)中融入科學(xué)成果和工程案例，優(yōu)化組合課程實(shí)驗(yàn)，增加與企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新合作的工程實(shí)訓(xùn)課程比例，并貫穿CDIO項(xiàng)目化教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新能力，按照校企協(xié)同創(chuàng)新，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化重構(gòu)以“實(shí)驗(yàn)→課程設(shè)計(jì)→工程實(shí)訓(xùn)→企業(yè)實(shí)習(xí)”為主線的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建“軟件編程能力→系統(tǒng)開發(fā)能力→工程應(yīng)用能力→創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”的能力訓(xùn)練體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)軟件工程專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)的漸進(jìn)性階梯式培養(yǎng)，如圖2所示。

圖2物聯(lián)網(wǎng)軟件工程課程建設(shè)體系

各階段項(xiàng)目設(shè)計(jì)要滿足學(xué)生知識的掌握和能力培養(yǎng)的要求：（1）畢業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)實(shí)習(xí)階段專業(yè)領(lǐng)域方向?qū)嶒?yàn)課程：企業(yè)信息化、嵌入式技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)信息安全等課程以大型項(xiàng)目開發(fā)為主，盡量讓學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)基地完成，參與軟件企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目開發(fā)的全過程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；（2）對于專業(yè)選修課程，如JAVAEE應(yīng)用開發(fā)、.NET開發(fā)框架和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)等實(shí)訓(xùn)課程的設(shè)計(jì)以中型項(xiàng)目為主，讓學(xué)生在模擬企業(yè)真實(shí)環(huán)境的工程實(shí)訓(xùn)中心完成；（3）對于專業(yè)核心課程，如物聯(lián)網(wǎng)軟件工程、數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)和計(jì)算網(wǎng)絡(luò)等的實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)以小型項(xiàng)目為主，盡量讓學(xué)生學(xué)校的實(shí)訓(xùn)使中完成；（4）對于專業(yè)基礎(chǔ)課程如C++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等的教學(xué)以微型項(xiàng)目為主，大多在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室中完成。

2.CDIO項(xiàng)目化教學(xué)運(yùn)行模式。CDIO項(xiàng)目化教學(xué)模式是CDIO的基礎(chǔ)上采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法：（1）講授內(nèi)容圍繞物聯(lián)網(wǎng)軟件工程以項(xiàng)目的方式引入有關(guān)知識點(diǎn)，根據(jù)講授完成項(xiàng)目需要的理論需要，教師預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)微小的軟件開發(fā)項(xiàng)目；（2）模擬企業(yè)工作環(huán)境實(shí)施課堂微型項(xiàng)目，邊做項(xiàng)目邊講理論，讓學(xué)生真正在“學(xué)中干”中應(yīng)用理論，課堂組織過程項(xiàng)目化，將學(xué)生作為主體，以軟件開發(fā)項(xiàng)目的研發(fā)過程為引導(dǎo)，采用學(xué)生小組團(tuán)隊(duì)合作和個(gè)人獨(dú)立完成相結(jié)合的教學(xué)形式，組織學(xué)生討論，完成相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐性活動(dòng)，老師對學(xué)生所完成的階段任務(wù)加以點(diǎn)評等；（3）學(xué)生以項(xiàng)目組為單位承擔(dān)項(xiàng)目開發(fā)，推行學(xué)生組長與項(xiàng)目組評審機(jī)制，項(xiàng)目開發(fā)結(jié)束后在課堂上展示自己的設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法。

3.CDIO項(xiàng)目化教學(xué)管理體系。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程教學(xué)管理體系由教學(xué)信息管理和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)管理組成。教學(xué)信息管理可以將物聯(lián)網(wǎng)軟件工程課程信息發(fā)布到網(wǎng)上，供師生隨時(shí)查閱，將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到平臺中心，建立起一個(gè)教師、信息和學(xué)生之間的通道。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)管理是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)將人與機(jī)器連接實(shí)現(xiàn)工程教育的重要組成部分，通過實(shí)訓(xùn)計(jì)劃、實(shí)訓(xùn)過程記錄和監(jiān)督、實(shí)訓(xùn)成果等相關(guān)功能，項(xiàng)目化教學(xué)過程中學(xué)生所參與的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)通過實(shí)訓(xùn)設(shè)備將數(shù)據(jù)主動(dòng)上報(bào)方式匯總，一個(gè)完整的實(shí)訓(xùn)過程加上最終的審核評定就成為整個(gè)項(xiàng)目的完成過程。

4.CDIO項(xiàng)目化教學(xué)評價(jià)體系。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程實(shí)訓(xùn)考核方法更注重對學(xué)生“知識—能力—素質(zhì)”的考核。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)軟件工程的特點(diǎn)，評價(jià)指標(biāo)包括業(yè)務(wù)考核和綜合素質(zhì)評定。業(yè)務(wù)考核主要評定一定時(shí)間內(nèi)學(xué)生完成任務(wù)的情況，側(cè)重對學(xué)生工具的使用與實(shí)驗(yàn)技能、工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力、面向領(lǐng)域的應(yīng)用能力等方面的考核。綜合素質(zhì)評定通過對學(xué)生實(shí)踐過程的學(xué)習(xí)工作表現(xiàn)評價(jià)學(xué)生的素質(zhì)，包括專業(yè)素質(zhì)、個(gè)人素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)精神等，評價(jià)指標(biāo)如圖3所示。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)軟件工程實(shí)訓(xùn)評價(jià)指標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)軟件工程實(shí)訓(xùn)的成績分成個(gè)人表現(xiàn)和個(gè)人項(xiàng)目績效兩方面，通過項(xiàng)目驗(yàn)收評分進(jìn)行考核：（1）個(gè)人表現(xiàn)主要考核指標(biāo)如下：團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、態(tài)度主動(dòng)性、解決問題能力、紀(jì)律得分、周報(bào)情況和考勤情況；（2）個(gè)人項(xiàng)目績效分為項(xiàng)目驗(yàn)收成績和個(gè)人組內(nèi)評定主要指標(biāo)包括：功能（完整性準(zhǔn)確符合應(yīng)用需求）、界面（設(shè)計(jì)美觀符合規(guī)范）、技術(shù)（應(yīng)用新難度高）、創(chuàng)新（是否有創(chuàng)新）、演示效果（講解清晰演示流暢重點(diǎn)突出）、文檔（符合規(guī)范）、規(guī)模（代碼數(shù)量數(shù)據(jù)庫記錄數(shù)量）、易用性（易于理解）、可靠性（出錯(cuò)率低容錯(cuò)性強(qiáng)）、可維護(hù)性（可適應(yīng)不同場景）；（3）個(gè)人組內(nèi)評定由開發(fā)組長、項(xiàng)目經(jīng)理共同評定，主要指標(biāo)包括：項(xiàng)目貢獻(xiàn)度、代碼和文檔數(shù)量、效率、質(zhì)量、進(jìn)度、流程等。

三、物聯(lián)網(wǎng)軟件工程CDIO項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系構(gòu)建

（一）校企協(xié)同創(chuàng)新深度合作。校企協(xié)同創(chuàng)新深度合作是構(gòu)建創(chuàng)新能力的重要模式。協(xié)同創(chuàng)新全過程貫穿了基礎(chǔ)研究、應(yīng)用開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場營銷等諸多環(huán)節(jié)，高校承擔(dān)基礎(chǔ)研究工作，其技術(shù)發(fā)明經(jīng)過企業(yè)運(yùn)作轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值，才能完成創(chuàng)新過程；企業(yè)需要集合高校來增強(qiáng)其自主創(chuàng)新的能力。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施體系圍繞項(xiàng)目展開來設(shè)定。與國內(nèi)外知名軟件企業(yè)建立廣泛的合作伙伴關(guān)系，解決企業(yè)工程師進(jìn)校講課和專職教師到企業(yè)實(shí)踐問題，提高專職教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；解決學(xué)生工程實(shí)踐的基礎(chǔ)訓(xùn)練缺乏和實(shí)際解決工程問題能力的不足，打破高校封閉、孤立的人才培養(yǎng)方式，有效促使學(xué)校由教師本位學(xué)生本位的轉(zhuǎn)變。

（二）構(gòu)建企業(yè)真實(shí)的教學(xué)生態(tài)環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程項(xiàng)目校企“產(chǎn)學(xué)研用”真實(shí)教學(xué)生態(tài)環(huán)境，包括社會化需求環(huán)境、多實(shí)驗(yàn)例程實(shí)訓(xùn)環(huán)境等。以社會化需求為引導(dǎo)，將企業(yè)已完成的或正在進(jìn)行的項(xiàng)目分解為實(shí)驗(yàn)案例，構(gòu)建多實(shí)驗(yàn)例程庫，按照不同的崗位需求創(chuàng)造實(shí)訓(xùn)環(huán)境，完成校企從“生產(chǎn)—學(xué)習(xí)—研發(fā)—應(yīng)用”的良性循環(huán)教學(xué)創(chuàng)新機(jī)制。按照企業(yè)真實(shí)環(huán)境配置各種儀器，加大對教學(xué)資源的投入，創(chuàng)建一流的實(shí)訓(xùn)條件，按照真實(shí)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、項(xiàng)目角色、工作過程、工作條件、工作壓力， 真實(shí)的企業(yè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)生態(tài)環(huán)境。

（三）構(gòu)建多樣化的教學(xué)模式。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程采用多樣化的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。微型項(xiàng)目培養(yǎng)階段，教師采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，在課程教學(xué)過程中，把知識技能的傳授以完成教師安排的典型“任務(wù)”為主；在小型項(xiàng)目培養(yǎng)階段，教師使用情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)模式，教師在教學(xué)過程中通過創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題吻合的真實(shí)情境，使學(xué)生有身臨其境的感覺；在中型項(xiàng)目培養(yǎng)階段，以CDIO教學(xué)模式，學(xué)生在校企協(xié)同創(chuàng)新平臺提供的校外實(shí)訓(xùn)基地開展實(shí)訓(xùn)，教師可以借助當(dāng)?shù)氐墓こ毯晚?xiàng)目條件，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和情感態(tài)度；在大型項(xiàng)目培養(yǎng)階段，使用CDIO項(xiàng)目化教學(xué)模式，在教學(xué)過程中以項(xiàng)目為主線來展開，通過對問題的深化來拓寬知識的深度來達(dá)到培養(yǎng)職業(yè)能力的目的。

（四）培養(yǎng)開放式的師資隊(duì)伍。在物聯(lián)網(wǎng)軟件工程實(shí)踐教學(xué)中，建設(shè)一支具有精通物聯(lián)網(wǎng)軟件工程理論方法和新技術(shù)，具有企業(yè)化背景的專兼職并存的開放式師資隊(duì)伍，為學(xué)生去企業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)提供保障。學(xué)校采用“教師走出去，專家引進(jìn)來”的方式，讓教師走出去到企業(yè)頂崗實(shí)踐鍛煉，到軟件產(chǎn)品的研發(fā)單位實(shí)地實(shí)習(xí)。邀請從事軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的企業(yè)專家，給學(xué)生現(xiàn)場講解軟件設(shè)計(jì)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，軟件全生命周期中文檔如何規(guī)范撰寫。企業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)均采用專兼職結(jié)合的教師作為導(dǎo)師，并實(shí)行“雙導(dǎo)師制”，校內(nèi)導(dǎo)師的職責(zé)是負(fù)責(zé)實(shí)習(xí)監(jiān)管與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容與論文寫作的指導(dǎo)審定工作；企業(yè)導(dǎo)師的職責(zé)是為學(xué)生提供物聯(lián)網(wǎng)軟件工程實(shí)踐環(huán)境、工程項(xiàng)目及其技術(shù)的指導(dǎo)工作。

物聯(lián)網(wǎng)軟件工程CDIO項(xiàng)目化教學(xué)模式提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、解決問題的能力與職業(yè)素養(yǎng)，按照反工藝路線的思想，設(shè)計(jì)項(xiàng)目體系與項(xiàng)目內(nèi)容，圍繞項(xiàng)目的展開與實(shí)施設(shè)置課程建設(shè)體系、教學(xué)運(yùn)行模式、教學(xué)管理和教學(xué)評價(jià)等。踐行CDIO工程教育理念，采取校企協(xié)同創(chuàng)新深度合作、企業(yè)真實(shí)教學(xué)生態(tài)環(huán)境構(gòu)建、多樣化教學(xué)模式和培養(yǎng)開放式的師資隊(duì)伍等措施，推行教學(xué)實(shí)施體系促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]林興志.物聯(lián)網(wǎng)軟件工程校企協(xié)同CBE 實(shí)訓(xùn)分析[J].河池學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（2）

[2]潘翔.基于物聯(lián)網(wǎng)的軟件設(shè)計(jì)課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理模式構(gòu)建[J].廣西教育，2014（39）

[3]曾明星，周清平，王曉波，等. 軟件工程專業(yè)“項(xiàng)目化”教學(xué)實(shí)施體系的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013（5）

[4]李春英，湯志康. CDIO模式下的軟件工程課程設(shè)計(jì)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（06）

[5]張德海， 柳青，黃光能.基于CDIO的軟件工程教學(xué)質(zhì)量保障體系構(gòu)建探索與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2011（S1）

[6]司春景，李向陽.基于多元教學(xué)模式的“軟件工程”課程改革研究[J].中國電力教育，2013（7）

[7]張培穎，等.CDIO工程教育模式在軟件工程核心課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育探索，2014（12）

【基金項(xiàng)目】廣西高等教育教學(xué)改革工程重點(diǎn)項(xiàng)目（2014JGZ154）；廣西高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目 （2013JGB287）；廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題（2011B0023）

【作者簡介】楊元利（1980- ），男，重慶人，廣西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院副教授，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)。

（責(zé)編 黎 原）