CDIO模式的软件人才培养探索

摘要：简要概述CDIO工程教育理念的概念和基本内容；分析软件人才的供求矛盾、现有高校软件人才培养模式存在的问题；结合CDIO工程教育理论，设计应用CDIO理论的软件人才培养方案；最后给出应用实例，说明该方案的可行性及有效性。

关键词：软件人才培养；CDIO；探索

1CDIO工程教育模式概述

近年来，CDIO工程教育模式成为国际工程教育改革的最新成果，它是由美国麻省理工学院联合瑞典查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等4所高校，共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，其中，“构思”包括顾客需求分析，技术、企业战略和规章制度设计，发展理念、技术程序和商业计划制订；“设计”主要包括工程计划、图纸设计以及实施方案设计等；“实施”是指将设计方案转化为产品的过程，包括制造、解码、测试以及设计方案的确认；“运行”是通过投入实施的产品对前

期程序进行评估的过程，包括对系统的修订、改进和淘汰等[1]。

构思―设计―实现―运作是现代工业产品从构思研发到运行乃至终结废弃的全生命过程；其工程教育理念是要以此全过程为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生的工程能力，包括个人的工程科学和技术知识，学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统调控等方面的能力。其核心内容[2]为：1个愿景(Vision) ――为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思－设计－实现－运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育；1个大纲(Syllabus) ――对学生4个层面的能力要求；12条标准(12 Standards)――对是否实践CDIO教学理念的判定标准。

2软件人才需求及高校培养模式分析

2.1软件人才需求

我国高速发展的软件产业需要大批高素质的研发人员和产业工人。然而，目前我国软件人才的供给与需求严重不相适应。主要表现在：第一，一些高层次、复合型的“软件金领”人才和熟练的“软件蓝领”人才十分短缺，难以满足软件企业的需要。第二，质量方面存在很大问题，动手能力不强，团队精神差，缺少沟通与合作能力则制约着我国整体软件从业人员的水平。第三，软件人才结构不合理，缺少能够紧跟世界前沿技术、掌握符合国际标准的软件工程规范和技术规范、具有良好的团队协作能力并能够参与国际软件发展与竞争的各个层次的“国际化软件人才”。

2.2人才培养现状及存在的问题

我国现行的软件教育模式依然是以传统的学科体系下的专业教育为主，这种模式培养的软件人才重视知识学习，强调个人学术能力，重理论轻实践，忽视团队协作精神，轻视开拓创新。现阶段国内软件人才培养主要集中在开设计算机专业、软件专业的普通高等院校或中高职学校，绝大部分大中专院校的计算机专业的课程设置大同小异。随着软件行业乃至整个IT 企业在用人方面的不断成熟和理性，逐渐形成了对专业技能、项目经验和职业素质三方面的综合要求。需要具备现代软件工程环境下赖以生存和成长的终生学习能力、团队合作与沟通能力和多学科、大项目的运作能力。这就导致了教育培养和社会需求之间的脱节，不能够很好地满足市场的需要。当前，我国软件人才培养主要存在以下几个问题[4]。

1)重理论轻实践。我国计算机软件专业人才的培养模式和课程设置多年变化不大，只重视培养学生扎实的基础知识和专业理论，忽视了实践操作能力尤其是最新IT技术操作能力的培养。并且这些课程均为理论性课程，与IT企业的具体要求还有差距。即使是成绩全部优秀的学生，如果没有较强的实践能力和具备一定的产品开发经验，也无法满足IT 企业的用人要求。

2)以“教师为中心”的模式。工程教育目标模糊、教师缺乏工程经历、学生工程实践能力不强。现有课程体系中，教师作为主体，在理论教学中占用所有时间讲解理论知识，学生被动接受。在实验课程中，教师规定题目，给出完成思路和编程结果，学生主要重复输入代码过程。在课后习题中，教师给出题目，并在课程教学时间专门以习题课解答，学生容易出现抄袭。

3)现有工程教育培养方案设置不合理，其不足之处主要表现在：培养方案设置的专业课程里，单科性课程太多，理论分析学时过多，过分注重单学科课程的理论性和知识的系统性。相反，培养学生工程综合能力的课程少，训练学生的直观判断力和工程经验、工程意识的教学环节少，强调学科知识间交叉和综合性的课程少。

4) 培养方向模糊。我国一些重点高等院校以及普通专科院校的计算机专业的教学计划、课程设置、教学方式基本相同，培养目标类似，培养方向模糊，软硬两方面的能力兼顾，完全是“通才”教育，不能够体现专业特长。

5) 教学内容落后。随着IT 技术发展的日新月异，大批国际流行的软件产业最新发展技术由于多种因素不能及时进入教学领域，教学内容落后，教材更新缓慢，致使学生在校学习的理论知识和实践技术已经落后过时，毕业生须接受企业再培训、再教育，才能够胜任工作。

3建立CDIO模式下的软件人才培养体系

为了在给定的学制内让学生获得更宽更深知识的同时获得足够的个人、人际交流能力和产品、系统和过程的建造能力――工程素质和能力，培养出成功的、符合相关利益方要求的、成功的软件人才，必须对传统的课程体系、教学理念和学习方法等做出重大变革。以贵州大学计算机科学与技术专业为例，我们在深入调研、分析的基础上，结合CDIO模式的基本理论及内容，邀请了国内知名IT企业的管理人员及IT教育专家一起研究，形成了一整套的培养方案，并作了初步的实践。

3.1统一思想，形成良好的CDIO工程教育氛围

学院深入了解CDIO工程教育理念，参加CDIO工程教育模式的研讨与交流活动。开展CDIO工教育培训班，使用成功案例吸引兴趣、激发动力，对先行者给予认同和支持，让广大教师广泛的参与，形成很好的工程教育氛围。

3.2国际化软件人才培养目标

根据当前经济全球化背景下社会和现代企业对软件人才的需求，结合CDIO理念和计算机工程覆盖的范围[5]――从理论、原理，到软件设计开发产品的实际应用，确定软件人才培养目标――“培养具有高度社会责任感、健全人格、良好职业素质，掌握计算机基本技术、基本方法和基本理论，能综合应用计算机软硬件技术、知识进行集成开发，解决本专业实际问题，具备团队协作和交流能力、系统分析能力及实际动手能力，能适应现代化工程团队、新产品及新技术开发的需求，具备终生学习能力的、符合国际化标准的软件技术人才”。

3.3软件高技能人才的CDIO大纲和模块化的课程体系设置

按照CDIO大纲的要求对现行软件类课程大纲进行改革[6]，打破传统学科体系下课程内容的序化，以培养能力为本位，明确学习该课程后要达到的能力层次及评价方法，大纲中，能力包含技术知识和推理能力、个人职业技能和职业道德、团队协作和交流的人际交往技能、企业和社会的构思、设计、实施和运行(CDIO)系统。

结合培养国际化软件人才的定位，以公共课程、专业基础课程及专业核心课程组成相互关联的、有机结合的模块化课程体系。在课程体系中，公共基础课程模块包括通识科学课程与工学通识课程，包括高等数学、线性代数、概率统计、离散数学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术和通信原理概论；专业基础课程模块包括计算机与软件专业的基础课程，主要指计算机原理、接口技术及应用、计算机系统结构、计算机网络、计算机专业英语和程序设计语言(包括高级语言程序设计、汇编语言语言程序设计、面向对象程序设计)等；专业核心课程模块是对前两个模块内容的提升与扩展，包括数据结构、操作系统、编译原理、数据库原理、软件工程、信号处理原理、计算机图形学等，另外包括实践环节，该模块由很多的综合项目组成，通常以设计、实施综合项目为载体，结合专业基础课程、核心课程的教学，让学生带着解决工程问题的追求进行课程的学习。