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軟件工程教學中CDIO構思環(huán)節(jié)的應用工程論文
1教學過程中構思環(huán)節(jié)的設計
1.1訪談調(diào)研，查明原因
現(xiàn)在學生普遍存在的困惑是:學校開設的某些課程到底有什么用，或者學它用來干什么?針對學生上述疑惑，筆者分別對我校2010～2012級計算機科學與技術專業(yè)、軟件工程專業(yè)的3屆學生進行了專題訪談調(diào)查.整理、匯總了學生反饋的部分問題。發(fā)現(xiàn)癥結(jié)在于學生“沒想過要用所學技術去做些什么”，不能夠?qū)W以致用.既沒有動腦去思考過，又沒有動手去實踐過，當然難以理解學習這門課程的重要作用.因此，必須首先解決“想做什么”的問題，即想辦法引導學生去思考自己感興趣的東西，明確“做”的目標，即在頭腦中構思出要完成的項目.如果很好地解決了CDIO教學模式的構思環(huán)節(jié)，其后續(xù)的設計、實現(xiàn)、應用各環(huán)節(jié)的實施自然就能水到渠成，CDIO工程化教育模式就可以很好地貫徹到軟件工程的教學過程中以激發(fā)學生學習興趣、提高課程教學質(zhì)量.
1.2針對問題，設計方案
軟件工程課程的內(nèi)容廣，而且相對抽象，該課程教學的課時安排只有48～52課時，內(nèi)容多課時少的矛盾非常凸出.所以，為了緩解這一矛盾，我們將CDIO構思環(huán)節(jié)安排在課外完成，主要采用以下兩種形式:
(1)在課程開始階段，以課外作業(yè)的形式要求學生獨立思考，每人完成8～10個點子.
(2)以3～5人自由組合成小團隊，通過課外集體交流、討論共同完成25～40個點子.所有點子主要來源于學生所熟悉的、利用計算機軟件能夠為人們提供便捷服務的各個領域，如人們?nèi)粘５纳a(chǎn)、生活、學習、工作、娛樂、健康等方面.要求學生將自己思考的點子形成文檔在規(guī)定的時間內(nèi)提交，根據(jù)點子質(zhì)量的高低進行評分，計入平時作業(yè)成績.全部點子最后匯總形成點子庫，供所有學生共享.接下來，再讓興趣相同或相近的學生自由組隊，2～3人一組，從點子庫中去整合與發(fā)掘創(chuàng)意，孵化出各組的自主創(chuàng)新項目，為后續(xù)的設計、實現(xiàn)及應用環(huán)節(jié)的順利實施提供基礎，以解決“學生不知道為什么要學習這門課程”的問題.
1.3設立目標，保障效果
針對學生創(chuàng)新思維與能力素質(zhì)的培養(yǎng)，教學過程中構思環(huán)節(jié)設計的目標如下:
(1)有效地調(diào)動學生的思維，想自己喜歡的事情，從而調(diào)動起學生的學習興趣和熱情，克服教師布置的題目學生不能完全理解或者沒有興趣的問題.
(2)以2～3人組隊完成項目需求分析的全過程，有效鍛煉學生的團隊意識以及團隊協(xié)作的能力.
(3)在項目需求分析過程中，提高學生主動探索、尋找新的知識和技術解決遇到的實際問題的能力.
(4)通過項目實施過程中所需各種技術的運用，帶動學生對其它專業(yè)課程的學習.
(5)通過“做中學”鍛煉能力，彌補學生項目經(jīng)驗的不足，在實踐中加深對軟件工程課程內(nèi)容的理解和掌握，為今后的發(fā)展奠定堅實的基礎.
(6)在實踐中培養(yǎng)學生的綜合能力與素質(zhì)，提升未來就業(yè)的核心競爭力.
(7)通過課外反哺課內(nèi)，解決課時安排嚴重不足的問題.
(8)通過引導和指導學生課外完成項目，促進教師工程能力的提高，改善教學質(zhì)量.
2構思環(huán)節(jié)的實施效果
按照構思環(huán)節(jié)的上述設計方案與目標，結(jié)合軟件工程課程教學計劃，在最近2輪的教學過程中貫徹實施，取得了初步效果.在匯總的點子庫中共收集196名學生1640個點子，通過對點子的歸類統(tǒng)計形成的思維導圖，涉及醫(yī)療、電子、語音、圖像、軟件、物聯(lián)網(wǎng)等眾多領域的主題，每個主題又細分為子主題，對各級主題涉及的學生人數(shù)進行統(tǒng)計:
(1)學生課外構思出的100多個相關子主題，表明已有效調(diào)動起了學生的主動思維，為引導他們實現(xiàn)自己的目標奠定了基礎.另外，對于這些主題涉及的領域內(nèi)容，教師在有限課時內(nèi)難以完成講授，甚至還不完全具備所有這些主題的領域知識.
(2)各個領域被關注的主題數(shù)與學生人數(shù)反映出軟件工程方向的學生跟蹤當前主流技術的現(xiàn)狀，符合學生實際情況.比如，“軟件”領域三個主題中，編譯技術確實難度很大，只有2個子主題被2人關注;移動APP是當前熱門技術，有21名學生關注;Web應用受到32人關注，是因為互聯(lián)網(wǎng)應用的廣泛使用，同時它們也是移動APP的數(shù)據(jù)源.另外，關注“物聯(lián)網(wǎng)”、“語音”領域的學生人數(shù)明顯多于關注“電子”、“圖像”領域的人數(shù)，這也符合軟件專業(yè)學生能力層次的實際情況.
(3)軟件工程課程教學中CDIO構思環(huán)節(jié)的實施產(chǎn)生了明顯效果，學生能主動思考各領域中可能面臨的實際問題，選擇自己感興趣的內(nèi)容去實踐，充分調(diào)動起了學生學習的積極性.此外，CDIO的后續(xù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的效果也很明顯.通過共享點子庫，由2～3個興趣相同或相近的學生自由組成團隊，整合多個小點子形成小組創(chuàng)意，孵化出團隊自主創(chuàng)新項目40余項，參與的學生100余人.其中被立項的項目有Google大學生創(chuàng)新項目1項，湖南省大學生創(chuàng)新性項目1項，懷化學院大學生創(chuàng)新性項目10項，計算機系大學生創(chuàng)新性項目6項.從部分已完成項目情況來看，學生作品參加各種課外科技競賽活動獲省級以上獎項20余項，其中國家級2、3等獎3項，省級1、2、3等獎17項，獲獎學生50余人.實踐表明，CDIO構思環(huán)節(jié)的實施在軟件工程課程教學中收到了預期效果，學生對軟件工程課程內(nèi)容的掌握與運用效果較理想，軟件開發(fā)與組織能力顯著提高.
3結(jié)束語
通過2年多的實踐探索，對軟件工程課程的教學改革積累了一些經(jīng)驗和體會，尤其在CDIO工程化教學模式、教學方法與運用的探索方面，提出了融通課內(nèi)與課外教學、強化了課外實踐，通過“做中學”培養(yǎng)創(chuàng)新能力的立體化方法.在軟件工程課程教學過程中引入CDIO方法具有重要意義，通過構思環(huán)節(jié)引導學生主動思考，明確學習目標，提升學生在軟件工程方面的學習興趣和積極性，為培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力、提升學生未來就業(yè)競爭力打下了較好的基礎。
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