论文部分内容阅读
【摘要】 本文探讨了CDIO工程教育理念在移动开发项目实训课程进行应用实践，改革课程的教学流程，根据实践的经验，对CDIO理念在实训课程教学中的特点和优势进行分析总结，以期为类似课程的改革提出一个可能的方向。仅供参考。
【关键字】 CDIO 工程教育 实训课程
现阶段，5G时代在加速到来，移动互联网技术进步提速，万物互联即将变成现实，移动开发类课程成为软件技术、移动应用开发等专业的核心课程，也逐步成为学生的重要就业方向。但是技术进步迭代速度快，学生从学习到工作往往已经经历了多个版本更新，这就对了移动开发类课程教学提出了更高的要求。
一、CDIO理念
从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。
CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ，让学生主动的通过课程之间有机联系的方式学习工程。工程学科高职教育的目的是培养具有扎实技术基础、宽广专业知识、综合工程系统能力和良好团队协作能力的技术技能人才。改变以往重视个人能力而忽视团队协作、重视专业知识而忽视综合能力培养的课程教学，它是目前国内进行工程类课程改革的方向。
CDIO 理念是培养卓越工程师理念的一种具体体现，实践中，通常是一个学科的整体教学进行CDIO化改造，但是高职院校中实现整个学科的CDIO有一定的难度，因此我们结合具体实际，探索将CDIO工程教育理念在具体课程中进行教学改革，并研究其是否具备示范辐射效应，为其他课程提供经验。
二、移动开发项目实训课程的现状分析
Android技术为代表的的移动开发技术版本迭代的速度很快，在高职学生的三年学习周期中会经历2-3个大版本的更新。加上教材编写时间通常早于教学时间1-3年，学生学完就过时的情况比C、JAVA等传统技术课程更为严重。对整个实训课程的现状分析如下：
2.1实训项目质量较差
移动开发课程在本专业内已经开设五年，共使用过3本教材。教材多数是理实一体的教学流程，综合实训部分的练习比较集中在学校环境下的项目，而且多数不具备移动互联网属性，只是过去PC上项目的手机版，对于移动开发的网络连接特性体现不足。移动开发教材中的项目一般只使用公共Web服务（如天气预报等），而不提供与实训项目配套的服务端。
2.2实战能力培养不足
移动开发实训课程训练的是学生的手机APP开发编码能力，希望能培养学生通过编程解决实际问题的能力。但是在教学中，教师总是因为各种原因回归到寻求的是能将知识点硬推进学生的脑子的道路，以加强对某些知识理论的掌握，而缺乏了整体项目的思考和把握。因此学生的实战能力被肢解成各种单一问题的解决能力，不具备解决整体项目问题的能力。
2.3工程能力缺失
移动开发实训课程的课堂教学通常采用项目驱动方式，通常是瀑布模式从工程构建到项目实现的一线贯之。而实际上移动APP开发作为近年来的一个创业热点，项目的开发往往是基于敏捷模式，APP项目的构建通常是从一个原始的核心功能启动进行快速迭代的过程。在现阶段的教材和教学过程中没有敏捷开发的实操内容。
三、CDIO理念在移动开发课程的改革探索
通过对现状的分析，我们将移动开发实训课程的教学内容和教学方法按照 CDIO 模式進行改革，希望提高学生的主管能动性，教学效果覆盖80%的学生。为落实CDIO教学理念，我们引入了“东软软件项目开发实训平台”作为课程辅助，将工程要求进行细节分解，以项目为载体，体现做中学和学中做的思想。
3.1可用CDIO的实训项目改革探索
基于CDIO教育理念，需要企业真实项目的开发为主线，覆盖移动开发课程的主要知识点，把项目的构思、设计、实现、运作融入到每一个子项目开发过程中，让学生以主动、自发的方式参与到项目设计开发过程中，激发学生的学习热情，通过团队配合，达成培养目标。
以移动开发综合实训项目课程为例，我们引入平台提供的完整项目——“咖啡商城”APP，作为一个典型的电商类的手机项目贯穿到整个课程教学过程中，将项目划分10个子项目。
3.2教学流程改革探索
教学流程改革以CDIO理念进行调整，提倡激励式协同开发，将构思、设计、实现、运作融入到每一个团队对子项目的迭代开发中。
构思（C）：受限于生活阅历和项目经验的不足，学生团队对于用户需求是无法准确掌握的。通过学生团队的讨论，逆向样例工程获得用户需求，编制需求分析报告书，快速提高学生的项目需求分析能力。
设计（D）：学生的开发团队一般不多于5人，分项目组长和成员两个身份。根据构思阶段形成的需求报告书，开发团队形成设计报告，项目组长和老师需要在这个阶段评估设计的可行性，通过推荐网络资料和微课的方式让学生发现并学习实现相关设计的方法。
实现（I）：设计完成后学生根据设计进行开发，组内有一定的任务分工。整个实现阶段会进行开发过程全纪录，每日打卡、开发日报、会议纪要、发起讨论、代码量排行等工作贯穿整个实现阶段。
运作（O）：每个子项目模块在编码完成后都需要上传团队专用代码仓库平台的代码仓库使用的是Git进行代码管理，编码人员每次完成一个可执行的功能后需要经过同组指定成员进行真机测试，并且提交测试报告。
快速迭代：一个子项目完成后，项目会通过小版本号更新，进入下一次快速迭代。整个CDIO过程在项目开发中反复循环，对学生的实战能力和工程能力进行强化，从而提高学生在APP开发方面的综合能力。 3.3教学评价改革探索
通过实训平台智能化流程管理，可以在教师工程经验不足的情况下，保证关注团队进展和解决每个团队遇到的具体问题，在设置项目开发任务、分配测试任务、查错指导、开发过程流程信息化管理、数字化信息展示、流程化操作引导，降低对教师的能力要求，准确把握学生的工作执行情况以及每人的代码量，提高教学效率，并且能够真正实现详细的过程评价。
四、总结思考
4.1现阶段切实的提高了项目质量
采用CDIO理念以后，移动开发项目实训课程将项目的构思设计部分采用Git提供项目框架的方式引导学生对软件项目进行完整的思考（C）和研究（D），对于非本门课程教学内容在项目中提供完整的方案，让学生始终在一个有一定商用价值的项目中进行开发（I），并且在最终得到一个在一定网络环境下可运行并具备持续运作（O）能力的项目。实训项目的质量得到切实提高。
4.2学生学习效果有了一定的提高
在落实CDIO理念后的课程教学中，学生的平均代码量提高很明显。过去移动程序开发课程教学中，即使是综合项目，学生代码量也就在300-400行。现在移动应用开发项目实训课程中，学生代码量在1000-8000行，相较于有明显提高。2020年疫情期间，由于CDIO模式和Git代码托管方式的引入，本课程居家在线学习效果也较好，教师也可以实时跟踪学生的代码提交情况和项目进展情况。
通過对学生就业的跟踪，2019-2021年间，学生在移动APP开发岗位的就业也有所增加，过去毕业生主要从事外包软件开发工作，现在在APP开发、前端开发、小程序开发、移动新媒体运营等岗位工作的学生数已经接近对口就业数的一半。
4.3教师能力短板浮现，得到针对性提高
通过CDIO的实践，教师的能力短板明显体现。新进高职教师往往是应届硕博毕业生，对于编码规范、软件团队管理等方面的知识就有所欠缺，在C、D的阶段较为薄弱;长期教学的资深教师对软件设计经验较为丰富，但是又会对Git代码托管、新语言的特性、敏捷开发模式等新兴技术缺乏深入了解，在I、O阶段较弱。因此，不同背景的任课老师在CDIO模式下，可以更好的认识自己的能力短板，选择合适的提升方向。
总之，通过在移动开发项目实训课程中进行的CDIO理念应用探索，我们发现教、学、教材三个方面均可以得到不同程度的提高，对学生的培养效果也有一定的提高，将在其他课程教学中进行类似的改革尝试。
参 考 文 献
[1]孙镇江.基于CDIO理论的《移动互联应用开发（Android）》课程教学模式改革探索[J].软件工程.2019（08）：60-62
[2]郑霖娟.基于CDIO的“Android开发基础”课程翻转课堂教学模式实践探索[J].福建电脑.2018（11）：74-75
[3]刘冰月，刘蕾.CDIO教学模式在Java系列课程实践教学体系建设中的应用[J].软件工程.2019（06）：56-59
课题：本文系江苏商贸职业学院校级课题“基于CDIO工程教育理念的移动开发课程改革与实践研究”（SY20181211-23 ）阶段成果之一
邢俊鑫（1982.03），男，汉族，江苏南通，工程硕士，副教授，西安电子科技大学，计算机科学与技术，研究软件工程方向。
【关键字】 CDIO 工程教育 实训课程
现阶段，5G时代在加速到来，移动互联网技术进步提速，万物互联即将变成现实，移动开发类课程成为软件技术、移动应用开发等专业的核心课程，也逐步成为学生的重要就业方向。但是技术进步迭代速度快，学生从学习到工作往往已经经历了多个版本更新，这就对了移动开发类课程教学提出了更高的要求。
一、CDIO理念
从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。
CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ，让学生主动的通过课程之间有机联系的方式学习工程。工程学科高职教育的目的是培养具有扎实技术基础、宽广专业知识、综合工程系统能力和良好团队协作能力的技术技能人才。改变以往重视个人能力而忽视团队协作、重视专业知识而忽视综合能力培养的课程教学，它是目前国内进行工程类课程改革的方向。
CDIO 理念是培养卓越工程师理念的一种具体体现，实践中，通常是一个学科的整体教学进行CDIO化改造，但是高职院校中实现整个学科的CDIO有一定的难度，因此我们结合具体实际，探索将CDIO工程教育理念在具体课程中进行教学改革，并研究其是否具备示范辐射效应，为其他课程提供经验。
二、移动开发项目实训课程的现状分析
Android技术为代表的的移动开发技术版本迭代的速度很快，在高职学生的三年学习周期中会经历2-3个大版本的更新。加上教材编写时间通常早于教学时间1-3年，学生学完就过时的情况比C、JAVA等传统技术课程更为严重。对整个实训课程的现状分析如下：
2.1实训项目质量较差
移动开发课程在本专业内已经开设五年，共使用过3本教材。教材多数是理实一体的教学流程，综合实训部分的练习比较集中在学校环境下的项目，而且多数不具备移动互联网属性，只是过去PC上项目的手机版，对于移动开发的网络连接特性体现不足。移动开发教材中的项目一般只使用公共Web服务（如天气预报等），而不提供与实训项目配套的服务端。
2.2实战能力培养不足
移动开发实训课程训练的是学生的手机APP开发编码能力，希望能培养学生通过编程解决实际问题的能力。但是在教学中，教师总是因为各种原因回归到寻求的是能将知识点硬推进学生的脑子的道路，以加强对某些知识理论的掌握，而缺乏了整体项目的思考和把握。因此学生的实战能力被肢解成各种单一问题的解决能力，不具备解决整体项目问题的能力。
2.3工程能力缺失
移动开发实训课程的课堂教学通常采用项目驱动方式，通常是瀑布模式从工程构建到项目实现的一线贯之。而实际上移动APP开发作为近年来的一个创业热点，项目的开发往往是基于敏捷模式，APP项目的构建通常是从一个原始的核心功能启动进行快速迭代的过程。在现阶段的教材和教学过程中没有敏捷开发的实操内容。
三、CDIO理念在移动开发课程的改革探索
通过对现状的分析，我们将移动开发实训课程的教学内容和教学方法按照 CDIO 模式進行改革，希望提高学生的主管能动性，教学效果覆盖80%的学生。为落实CDIO教学理念，我们引入了“东软软件项目开发实训平台”作为课程辅助，将工程要求进行细节分解，以项目为载体，体现做中学和学中做的思想。
3.1可用CDIO的实训项目改革探索
基于CDIO教育理念，需要企业真实项目的开发为主线，覆盖移动开发课程的主要知识点，把项目的构思、设计、实现、运作融入到每一个子项目开发过程中，让学生以主动、自发的方式参与到项目设计开发过程中，激发学生的学习热情，通过团队配合，达成培养目标。
以移动开发综合实训项目课程为例，我们引入平台提供的完整项目——“咖啡商城”APP，作为一个典型的电商类的手机项目贯穿到整个课程教学过程中，将项目划分10个子项目。
3.2教学流程改革探索
教学流程改革以CDIO理念进行调整，提倡激励式协同开发，将构思、设计、实现、运作融入到每一个团队对子项目的迭代开发中。
构思（C）：受限于生活阅历和项目经验的不足，学生团队对于用户需求是无法准确掌握的。通过学生团队的讨论，逆向样例工程获得用户需求，编制需求分析报告书，快速提高学生的项目需求分析能力。
设计（D）：学生的开发团队一般不多于5人，分项目组长和成员两个身份。根据构思阶段形成的需求报告书，开发团队形成设计报告，项目组长和老师需要在这个阶段评估设计的可行性，通过推荐网络资料和微课的方式让学生发现并学习实现相关设计的方法。
实现（I）：设计完成后学生根据设计进行开发，组内有一定的任务分工。整个实现阶段会进行开发过程全纪录，每日打卡、开发日报、会议纪要、发起讨论、代码量排行等工作贯穿整个实现阶段。
运作（O）：每个子项目模块在编码完成后都需要上传团队专用代码仓库平台的代码仓库使用的是Git进行代码管理，编码人员每次完成一个可执行的功能后需要经过同组指定成员进行真机测试，并且提交测试报告。
快速迭代：一个子项目完成后，项目会通过小版本号更新，进入下一次快速迭代。整个CDIO过程在项目开发中反复循环，对学生的实战能力和工程能力进行强化，从而提高学生在APP开发方面的综合能力。 3.3教学评价改革探索
通过实训平台智能化流程管理，可以在教师工程经验不足的情况下，保证关注团队进展和解决每个团队遇到的具体问题，在设置项目开发任务、分配测试任务、查错指导、开发过程流程信息化管理、数字化信息展示、流程化操作引导，降低对教师的能力要求，准确把握学生的工作执行情况以及每人的代码量，提高教学效率，并且能够真正实现详细的过程评价。
四、总结思考
4.1现阶段切实的提高了项目质量
采用CDIO理念以后，移动开发项目实训课程将项目的构思设计部分采用Git提供项目框架的方式引导学生对软件项目进行完整的思考（C）和研究（D），对于非本门课程教学内容在项目中提供完整的方案，让学生始终在一个有一定商用价值的项目中进行开发（I），并且在最终得到一个在一定网络环境下可运行并具备持续运作（O）能力的项目。实训项目的质量得到切实提高。
4.2学生学习效果有了一定的提高
在落实CDIO理念后的课程教学中，学生的平均代码量提高很明显。过去移动程序开发课程教学中，即使是综合项目，学生代码量也就在300-400行。现在移动应用开发项目实训课程中，学生代码量在1000-8000行，相较于有明显提高。2020年疫情期间，由于CDIO模式和Git代码托管方式的引入，本课程居家在线学习效果也较好，教师也可以实时跟踪学生的代码提交情况和项目进展情况。
通過对学生就业的跟踪，2019-2021年间，学生在移动APP开发岗位的就业也有所增加，过去毕业生主要从事外包软件开发工作，现在在APP开发、前端开发、小程序开发、移动新媒体运营等岗位工作的学生数已经接近对口就业数的一半。
4.3教师能力短板浮现，得到针对性提高
通过CDIO的实践，教师的能力短板明显体现。新进高职教师往往是应届硕博毕业生，对于编码规范、软件团队管理等方面的知识就有所欠缺，在C、D的阶段较为薄弱;长期教学的资深教师对软件设计经验较为丰富，但是又会对Git代码托管、新语言的特性、敏捷开发模式等新兴技术缺乏深入了解，在I、O阶段较弱。因此，不同背景的任课老师在CDIO模式下，可以更好的认识自己的能力短板，选择合适的提升方向。
总之，通过在移动开发项目实训课程中进行的CDIO理念应用探索，我们发现教、学、教材三个方面均可以得到不同程度的提高，对学生的培养效果也有一定的提高，将在其他课程教学中进行类似的改革尝试。
参 考 文 献
[1]孙镇江.基于CDIO理论的《移动互联应用开发（Android）》课程教学模式改革探索[J].软件工程.2019（08）：60-62
[2]郑霖娟.基于CDIO的“Android开发基础”课程翻转课堂教学模式实践探索[J].福建电脑.2018（11）：74-75
[3]刘冰月，刘蕾.CDIO教学模式在Java系列课程实践教学体系建设中的应用[J].软件工程.2019（06）：56-59
课题：本文系江苏商贸职业学院校级课题“基于CDIO工程教育理念的移动开发课程改革与实践研究”（SY20181211-23 ）阶段成果之一
邢俊鑫（1982.03），男，汉族，江苏南通，工程硕士，副教授，西安电子科技大学，计算机科学与技术，研究软件工程方向。