软件工程教学中CDIO构思环节的应用

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1教学过程中构思环节的设计

1.1访谈调研，查明原因

现在学生普遍存在的困惑是:学校开设的某些课程到底有什么用，或者学它用来干什么?针对学生上述疑惑，笔者分别对我校2010～2012级计算机科学与技术专业、软件工程专业的3届学生进行了专题访谈调查.整理、汇总了学生反馈的部分问题。发现症结在于学生“没想过要用所学技术去做些什么”，不能够学以致用.既没有动脑去思考过，又没有动手去实践过，当然难以理解学习这门课程的重要作用.因此，必须首先解决“想做什么”的问题，即想办法引导学生去思考自己感兴趣的东西，明确“做”的目标，即在头脑中构思出要完成的项目.如果很好地解决了CDIO教学模式的构思环节，其后续的设计、实现、应用各环节的实施自然就能水到渠成，CDIO工程化教育模式就可以很好地贯彻到软件工程的教学过程中以激发学生学习兴趣、提高课程教学质量.

1.2针对问题，设计方案

软件工程课程的内容广，而且相对抽象，该课程教学的课时安排只有48～52课时，内容多课时少的矛盾非常凸出.所以，为了缓解这一矛盾，我们将CDIO构思环节安排在课外完成，主要采用以下两种形式:

(1)在课程开始阶段，以课外作业的形式要求学生独立思考，每人完成8～10个点子.

(2)以3～5人自由组合成小团队，通过课外集体交流、讨论共同完成25～40个点子.所有点子主要来源于学生所熟悉的、利用计算机软件能够为人们提供便捷服务的各个领域，如人们日常的生产、生活、学习、工作、娱乐、健康等方面.要求学生将自己思考的点子形成文档在规定的时间内提交，根据点子质量的高低进行评分，计入平时作业成绩.全部点子最后汇总形成点子库，供所有学生共享.接下来，再让兴趣相同或相近的学生自由组队，2～3人一组，从点子库中去整合与发掘创意，孵化出各组的自主创新项目，为后续的设计、实现及应用环节的顺利实施提供基础，以解决“学生不知道为什么要学习这门课程”的问题.

1.3设立目标，保障效果

针对学生创新思维与能力素质的培养，教学过程中构思环节设计的目标如下:

(1)有效地调动学生的思维，想自己喜欢的事情，从而调动起学生的学习兴趣和热情，克服教师布置的题目学生不能完全理解或者没有兴趣的问题.

(2)以2～3人组队完成项目需求分析的全过程，有效锻炼学生的团队意识以及团队协作的能力.

(3)在项目需求分析过程中，提高学生主动探索、寻找新的知识和技术解决遇到的实际问题的能力.

(4)通过项目实施过程中所需各种技术的运用，带动学生对其它专业课程的学习.

(5)通过“做中学”锻炼能力，弥补学生项目经验的不足，在实践中加深对软件工程课程内容的理解和掌握，为今后的发展奠定坚实的基础.

(6)在实践中培养学生的综合能力与素质，提升未来就业的核心竞争力.

(7)通过课外反哺课内，解决课时安排严重不足的问题.

(8)通过引导和指导学生课外完成项目，促进教师工程能力的提高，改善教学质量.

2构思环节的实施效果

按照构思环节的上述设计方案与目标，结合软件工程课程教学计划，在最近2轮的教学过程中贯彻实施，取得了初步效果.在汇总的点子库中共收集196名学生1640个点子，通过对点子的归类统计形成的思维导图，涉及医疗、电子、语音、图像、软件、物联网等众多领域的主题，每个主题又细分为子主题，对各级主题涉及的学生人数进行统计:

(1)学生课外构思出的100多个相关子主题，表明已有效调动起了学生的主动思维，为引导他们实现自己的目标奠定了基础.另外，对于这些主题涉及的领域内容，教师在有限课时内难以完成讲授，甚至还不完全具备所有这些主题的领域知识.

(2)各个领域被关注的主题数与学生人数反映出软件工程方向的学生跟踪当前主流技术的现状，符合学生实际情况.比如，“软件”领域三个主题中，编译技术确实难度很大，只有2个子主题被2人关注;移动APP是当前热门技术，有21名学生关注;Web应用受到32人关注，是因为互联网应用的广泛使用，同时它们也是移动APP的数据源.另外，关注“物联网”、“语音”领域的学生人数明显多于关注“电子”、“图像”领域的人数，这也符合软件专业学生能力层次的实际情况.

(3)软件工程课程教学中cdio构思环节的实施产生了明显效果，学生能主动思考各领域中可能面临的实际问题，选择自己感兴趣的内容去实践，充分调动起了学生学习的积极性.此外，CDIO的后续环节产生的效果也很明显.通过共享点子库，由2～3个兴趣相同或相近的学生自由组成团队，整合多个小点子形成小组创意，孵化出团队自主创新项目40余项，参与的学生100余人.其中被立项的项目有Google大学生创新项目1项，湖南省大学生创新性项目1项，怀化学院大学生创新性项目10项，计算机系大学生创新性项目6项.从部分已完成项目情况来看，学生作品参加各种课外科技竞赛活动获省级以上奖项20余项，其中国家级2、3等奖3项，省级1、2、3等奖17项，获奖学生50余人.实践表明，CDIO构思环节的实施在软件工程课程教学中收到了预期效果，学生对软件工程课程内容的掌握与运用效果较理想，软件开发与组织能力显著提高.

3结束语

通过2年多的实践探索，对软件工程课程的教学改革积累了一些经验和体会，尤其在CDIO工程化教学模式、教学方法与运用的探索方面，提出了融通课内与课外教学、强化了课外实践，通过“做中学”培养创新能力的立体化方法.在软件工程课程教学过程中引入CDIO方法具有重要意义，通过构思环节引导学生主动思考，明确学习目标，提升学生在软件工程方面的学习兴趣和积极性，为培养学生实践创新能力、提升学生未来就业竞争力打下了较好的基础。

作者：林晶 单位：怀化学院