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軟件工程教學中CDIO構思環節的應用工程論文
1教學過程中構思環節的設計
1.1訪談調研，查明原因
現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、軟件工程專業的3屆學生進行了專題訪談調查.整理、匯總了學生反饋的部分問題。發現癥結在于學生“沒想過要用所學技術去做些什么”，不能夠學以致用.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教學模式的構思環節，其后續的設計、實現、應用各環節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學生學習興趣、提高課程教學質量.
1.2針對問題，設計方案
軟件工程課程的內容廣，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構思環節安排在課外完成，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，如人們日常的生產、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定的時間內提交，根據點子質量的高低進行評分，計入平時作業成績.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掘創意，孵化出各組的自主創新項目，為后續的設計、實現及應用環節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
針對學生創新思維與能力素質的培養，教學過程中構思環節設計的目標如下:
(1)有效地調動學生的思維，想自己喜歡的事情，從而調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課程的學習.
(5)通過“做中學”鍛煉能力，彌補學生項目經驗的不足，在實踐中加深對軟件工程課程內容的理解和掌握，為今后的發展奠定堅實的基礎.
(6)在實踐中培養學生的綜合能力與素質，提升未來就業的核心競爭力.
(7)通過課外反哺課內，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，改善教學質量.
2構思環節的實施效果
按照構思環節的上述設計方案與目標，結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計形成的思維導圖，涉及醫療、電子、語音、圖像、軟件、物聯網等眾多領域的主題，每個主題又細分為子主題，對各級主題涉及的學生人數進行統計:
(1)學生課外構思出的100多個相關子主題，表明已有效調動起了學生的主動思維，為引導他們實現自己的目標奠定了基礎.另外，對于這些主題涉及的領域內容，教師在有限課時內難以完成講授，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與學生人數反映出軟件工程方向的學生跟蹤當前主流技術的現狀，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，是因為互聯網應用的廣泛使用，同時它們也是移動APP的數據源.另外，關注“物聯網”、“語音”領域的學生人數明顯多于關注“電子”、“圖像”領域的人數，這也符合軟件專業學生能力層次的實際情況.
(3)軟件工程課程教學中CDIO構思環節的實施產生了明顯效果，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容去實踐，充分調動起了學生學習的積極性.此外，CDIO的后續環節產生的效果也很明顯.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意，孵化出團隊自主創新項目40余項，參與的學生100余人.其中被立項的項目有Google大學生創新項目1項，湖南省大學生創新性項目1項，懷化學院大學生創新性項目10項，計算機系大學生創新性項目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構思環節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容的掌握與運用效果較理想，軟件開發與組織能力顯著提高.
3結束語
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，提出了融通課內與課外教學、強化了課外實踐，通過“做中學”培養創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，通過構思環節引導學生主動思考，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，為培養學生實踐創新能力、提升學生未來就業競爭力打下了較好的基礎。
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