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[摘 要]我校信息与计算科学专业借鉴CDIO工程教育理念，构建学生能力结构和“软件项目模拟工厂”的教学模式，通过“分布式”模块化培养，随着时间的推移“螺旋式”地提升学生的实践能力；采取围绕“实际项目设计实现”进行课堂教学和课程考核，取得较好效果。
[关键词]CDIO 实践能力 培养模式 应用型人才
[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）18-0062-02
[收稿时间]2013-05-22
[基金项目]本研究由广东省高等教育教学改革工程本科重点项目（BKZZIG20060133）资助。
[作者简介]汪富泉（1955-），男，四川南充人，博士，教授，研究方向：应用数学与计算数学、高等教育与教学。
一、信息与计算科学专业面临的机遇与挑战
近年来，虽然有不少高校对信息与计算科学专业人才培养模式进行了探讨，但仍存在不少问题。有的不明确该专业的办学方向，严重缺乏专业师资力量，离专业办学规范相差甚远；有的课程设置和数学与应用数学专业没有明显区别；有的不知道如何去培养学生的实践能力；有的忽略社会对人才的需要，毕业生因动手能力弱而找不到工作，一次就业率有逐年下滑的趋势。我们对广东的IT企业进行了多次调研，结果表明：企业需要大量基本理论扎实、动手能力强的人才，但却很难招聘到合适的毕业生。高校不到30%的毕业生从事本领域工作，结构性失业严重。这说明，高校在人才培养上与社会需求严重错位，无法与行业实际需求接轨。如何明确专业方向和培养目标、形成专业特色；如何加强专业技能训练、提高就业竞争力，是办好该专业的重要问题。近年来，我们借鉴CDIO工程教育理念对本专业进行教学改革尝试，取得了较好的效果，专业特色初步形成，学生就业形势喜人，近三年届毕业生一次就业率达到90%以上，70%以上毕业生进入金山软件有限公司、富康（中国）、中华电力集团（香港）、华微软件等国内外知名企业，用人单位对毕业生的满意度达到90%以上。
二、借鉴CDIO工程教育理念，构建毕业生能力结构
教育部和数学类教学指导分委员会要求该专业毕业生获得5个方面的知识和能力：具有扎实的数学基础，掌握信息科学或计算科学的基本理论和基本知识；能熟练使用计算机，具有基本的算法分析、设计能力和较强的编程能力；具有一定的科学研究和软件开发能力；能运用所学的理论、方法和技能解决某些科研和生产中的实际课题等。由此可见，教育部和教指委都十分强调学生的实践能力。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。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，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。根据教育部的精神、CDIO的理念、IT行业的需要及信息与计算科学专业的实际情况，我们也把本专业毕业生的知识和能力分为四个层面：1.专业基本理论和基础知识：数学科学、信息科学和计算科学的基本理论和基本知识；2.个人能力；3.团队能力；4.软件设计和开发能力。第四个层面的能力培养难度较大但又极为重要，因此我们把它分解成三个阶段来逐步培养。第一阶段，初级工程实践能力：有信息接受、信息分析、数据处理、基本架构软件设计的能力，时间安排为1-4学期；第二阶段，中级工程实践能力：有一定的系统分析、高级综合性系统设计、系统测试等多种训练的综合能力，时间安排为5-6学期；第三阶段，高级工程实践能力：有一定的系统架构、团队组织、系统实施和维护、指导及解决工程和生产中的实际课题的能力。我们按照CDIO的思路设计了一套理论知识学习和实践能力培养相融合的方案，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式完成学习和实训，时间安排为7-8学期。第一二阶段同时加强基本理论和基础知识培养，包括数学学科、信息与计算科学基本理论，这是各种能力形成和提高的基础。我们的实践结果表明，大多数学生在经过几年的学习和实训后软件设计和开发能力逐步提高。
三、构建“分布式+螺旋式”的能力培养模式
软件设计和开发能力培养难度较大但又极为重要，为达到培养目标，我们按照CDIO的思路设计了“分布式+螺旋式”的培养模式。“分布式”是指：将软件设计和开发能力培养按模块进行“衔接性”拆分，然后分布在不同学期的不同课程中进行分布式培养。“衔接性”拆分的原则是按照知识体系的先后顺序，在时间安排、内容设置等方面，保证不同模块相互融合、相互补充以形成一个完整的有机整体。
我校信息与计算科学专业实践能力培养的基本目标是：具有坚实数学基础的高级网络应用软件设计和实施能力。为更好地达到培养目标的要求，我们在能力培养过程的三阶段设计了“五模块+实战训练”来完成：初级工程实践能力培养（C/S架构软件系统设计、B/S架构软件系统设计、三层（多层）分布式软件系统设计）、中级工程实践能力培养（从N个方向性综合性应用软件设计能力培养模块中选2个方向）、高级工程实践能力（参与企业实际项目的设计与实施）。
“螺旋式”指以项目设计为导向，实践能力逐步提升的过程，这个过程是：初级工程实践能力（模拟设计为主）->中级工程实践能力（模拟设计为主）->高级工程实践能力（参与企业实际项目完整实现）。低年级（2年）分布式培养基础设计能力，大三（1年）方向性培养工程设计能力，大四（1年）全方位培养实际项目架构与开发能力和团队协作能力。无论是模拟项目还是实际项目，都具有构思、设计、实施、运作（CDIO）的完整过程。这些项目贯穿相关专业课程学习的全过程，学生在学习专业知识的同时既体验了项目设计过程，又训练了软件设计和开发能力，使得知识学习和应用良性互动，动手能力螺旋式上升。 “分布式”模块化培养是手段，能力“螺旋式”提升是目标，“分布式”培养的过程实现了能力的“螺旋式”提升。
四、构建“软件项目模拟工厂”的教学模式
传统教学模式的弊端是：理论教学与实践能力培养严重脱节，课程之间的衔接性差。为了克服以上弊端，我们构建了“软件项目模拟工厂”的教学模式。即把一个软件开发项目看成一个工业产品，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，使学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来完成相关课程的学习和项目训练。经过一定时间的课程学习和项目训练，要求学生完成一个软件项目的构思、设计、实施和运行（CDIO）。一方面，要求学生基于项目来开展学习和实训。另一方面，要求教师基于项目开展启发式教学。一是要改变满堂灌的陋习，树立“以学生和项目为中心”的教学理念，把学生学得好用得活作为教学的最终目标。教师不仅要传道，更要解惑和授业。积极引导学生学习和思考，耐心指导学生动手和实践。二是要杜绝理论和实践两张皮、重理论轻实践等现象，把理论教学和实践教学有机融合起来，与工程相关的课程采取边讲理论边实践的方式，使学生成为最大的受益者。
五、以项目设计成果作为考核对象
对于实践性较强的课程，采用阶段性课程设计、综合性课程设计的方式来实现考核。第一阶段，即第2-4学期，每学期安排2周综合性课程设计，每个学生都有独立完整的课题，模拟设计实际项目。课题来源于教师科研课题、软件企业发布的相关共享软件。该阶段主要实施三个模块的考核：C/S架构软件系统设计、B/S架构软件系统设计、三层（多层）分布式架构软件系统设计。第二阶段为方向性高级综合性实践能力考核。通过开设方向性综合高级开发课程，引导学生将各种基础技术应用到综合性的软件设计过程中。目前，我们开设了4个方向性综合能力培养模块：企业信息化（ERP）、空间信息处理（3S技术）、Linux/Unix多核编程技术、移动智能设备应用软件设计。根据学生的兴趣，让学生自主选择2个方向进行培养。主要考核学生动手能力、个性发展及综合素质提高情况。第三阶段为企业项目设计与实施能力考核。通过毕业实习和毕业设计，让学生完成企业实际项目的设计、开发、实施和维护的过程，培养学生解决实际问题的能力、创新能力、团队协作能力和一定的项目架构和分析能力。每个同学必须参与项目的整个完成过程，达到综合训练的目的。
六、小结
我校信息与计算科学专业借鉴CDIO工程教育理念构建学生能力结构，通过“分布式”模块化培养，使学生的实践能力 “螺旋式”提升；以“实际项目设计实现”为主线开展课堂教学和课程考核，取得显著效果，学生动手能力强、就业率和就业层次高，受到用人单位普遍赞誉。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校本科专业设置大全[M].北京：首都师范大学出版社，2007.
[2] 中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，1998.
[3] 周钦青.计算机应用基础分层次模块化教学改革问卷调查研究[J].大学教育，2012，（11）.
[4] 教育部高等学校数学类专业教学指导分委员会.福建省高校关于“数学与应用数学专业规范”、“信息与计算科学专业规范”的调研报告[R].教育部高等学校教学指导委员会通讯，2009，（1）.
[5] 顾佩华，沈民奋.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（3）.
[责任编辑：左 芸]
[关键词]CDIO 实践能力 培养模式 应用型人才
[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）18-0062-02
[收稿时间]2013-05-22
[基金项目]本研究由广东省高等教育教学改革工程本科重点项目（BKZZIG20060133）资助。
[作者简介]汪富泉（1955-），男，四川南充人，博士，教授，研究方向：应用数学与计算数学、高等教育与教学。
一、信息与计算科学专业面临的机遇与挑战
近年来，虽然有不少高校对信息与计算科学专业人才培养模式进行了探讨，但仍存在不少问题。有的不明确该专业的办学方向，严重缺乏专业师资力量，离专业办学规范相差甚远；有的课程设置和数学与应用数学专业没有明显区别；有的不知道如何去培养学生的实践能力；有的忽略社会对人才的需要，毕业生因动手能力弱而找不到工作，一次就业率有逐年下滑的趋势。我们对广东的IT企业进行了多次调研，结果表明：企业需要大量基本理论扎实、动手能力强的人才，但却很难招聘到合适的毕业生。高校不到30%的毕业生从事本领域工作，结构性失业严重。这说明，高校在人才培养上与社会需求严重错位，无法与行业实际需求接轨。如何明确专业方向和培养目标、形成专业特色；如何加强专业技能训练、提高就业竞争力，是办好该专业的重要问题。近年来，我们借鉴CDIO工程教育理念对本专业进行教学改革尝试，取得了较好的效果，专业特色初步形成，学生就业形势喜人，近三年届毕业生一次就业率达到90%以上，70%以上毕业生进入金山软件有限公司、富康（中国）、中华电力集团（香港）、华微软件等国内外知名企业，用人单位对毕业生的满意度达到90%以上。
二、借鉴CDIO工程教育理念，构建毕业生能力结构
教育部和数学类教学指导分委员会要求该专业毕业生获得5个方面的知识和能力：具有扎实的数学基础，掌握信息科学或计算科学的基本理论和基本知识；能熟练使用计算机，具有基本的算法分析、设计能力和较强的编程能力；具有一定的科学研究和软件开发能力；能运用所学的理论、方法和技能解决某些科研和生产中的实际课题等。由此可见，教育部和教指委都十分强调学生的实践能力。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。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，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。根据教育部的精神、CDIO的理念、IT行业的需要及信息与计算科学专业的实际情况，我们也把本专业毕业生的知识和能力分为四个层面：1.专业基本理论和基础知识：数学科学、信息科学和计算科学的基本理论和基本知识；2.个人能力；3.团队能力；4.软件设计和开发能力。第四个层面的能力培养难度较大但又极为重要，因此我们把它分解成三个阶段来逐步培养。第一阶段，初级工程实践能力：有信息接受、信息分析、数据处理、基本架构软件设计的能力，时间安排为1-4学期；第二阶段，中级工程实践能力：有一定的系统分析、高级综合性系统设计、系统测试等多种训练的综合能力，时间安排为5-6学期；第三阶段，高级工程实践能力：有一定的系统架构、团队组织、系统实施和维护、指导及解决工程和生产中的实际课题的能力。我们按照CDIO的思路设计了一套理论知识学习和实践能力培养相融合的方案，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式完成学习和实训，时间安排为7-8学期。第一二阶段同时加强基本理论和基础知识培养，包括数学学科、信息与计算科学基本理论，这是各种能力形成和提高的基础。我们的实践结果表明，大多数学生在经过几年的学习和实训后软件设计和开发能力逐步提高。
三、构建“分布式+螺旋式”的能力培养模式
软件设计和开发能力培养难度较大但又极为重要，为达到培养目标，我们按照CDIO的思路设计了“分布式+螺旋式”的培养模式。“分布式”是指：将软件设计和开发能力培养按模块进行“衔接性”拆分，然后分布在不同学期的不同课程中进行分布式培养。“衔接性”拆分的原则是按照知识体系的先后顺序，在时间安排、内容设置等方面，保证不同模块相互融合、相互补充以形成一个完整的有机整体。
我校信息与计算科学专业实践能力培养的基本目标是：具有坚实数学基础的高级网络应用软件设计和实施能力。为更好地达到培养目标的要求，我们在能力培养过程的三阶段设计了“五模块+实战训练”来完成：初级工程实践能力培养（C/S架构软件系统设计、B/S架构软件系统设计、三层（多层）分布式软件系统设计）、中级工程实践能力培养（从N个方向性综合性应用软件设计能力培养模块中选2个方向）、高级工程实践能力（参与企业实际项目的设计与实施）。
“螺旋式”指以项目设计为导向，实践能力逐步提升的过程，这个过程是：初级工程实践能力（模拟设计为主）->中级工程实践能力（模拟设计为主）->高级工程实践能力（参与企业实际项目完整实现）。低年级（2年）分布式培养基础设计能力，大三（1年）方向性培养工程设计能力，大四（1年）全方位培养实际项目架构与开发能力和团队协作能力。无论是模拟项目还是实际项目，都具有构思、设计、实施、运作（CDIO）的完整过程。这些项目贯穿相关专业课程学习的全过程，学生在学习专业知识的同时既体验了项目设计过程，又训练了软件设计和开发能力，使得知识学习和应用良性互动，动手能力螺旋式上升。 “分布式”模块化培养是手段，能力“螺旋式”提升是目标，“分布式”培养的过程实现了能力的“螺旋式”提升。
四、构建“软件项目模拟工厂”的教学模式
传统教学模式的弊端是：理论教学与实践能力培养严重脱节，课程之间的衔接性差。为了克服以上弊端，我们构建了“软件项目模拟工厂”的教学模式。即把一个软件开发项目看成一个工业产品，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，使学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来完成相关课程的学习和项目训练。经过一定时间的课程学习和项目训练，要求学生完成一个软件项目的构思、设计、实施和运行（CDIO）。一方面，要求学生基于项目来开展学习和实训。另一方面，要求教师基于项目开展启发式教学。一是要改变满堂灌的陋习，树立“以学生和项目为中心”的教学理念，把学生学得好用得活作为教学的最终目标。教师不仅要传道，更要解惑和授业。积极引导学生学习和思考，耐心指导学生动手和实践。二是要杜绝理论和实践两张皮、重理论轻实践等现象，把理论教学和实践教学有机融合起来，与工程相关的课程采取边讲理论边实践的方式，使学生成为最大的受益者。
五、以项目设计成果作为考核对象
对于实践性较强的课程，采用阶段性课程设计、综合性课程设计的方式来实现考核。第一阶段，即第2-4学期，每学期安排2周综合性课程设计，每个学生都有独立完整的课题，模拟设计实际项目。课题来源于教师科研课题、软件企业发布的相关共享软件。该阶段主要实施三个模块的考核：C/S架构软件系统设计、B/S架构软件系统设计、三层（多层）分布式架构软件系统设计。第二阶段为方向性高级综合性实践能力考核。通过开设方向性综合高级开发课程，引导学生将各种基础技术应用到综合性的软件设计过程中。目前，我们开设了4个方向性综合能力培养模块：企业信息化（ERP）、空间信息处理（3S技术）、Linux/Unix多核编程技术、移动智能设备应用软件设计。根据学生的兴趣，让学生自主选择2个方向进行培养。主要考核学生动手能力、个性发展及综合素质提高情况。第三阶段为企业项目设计与实施能力考核。通过毕业实习和毕业设计，让学生完成企业实际项目的设计、开发、实施和维护的过程，培养学生解决实际问题的能力、创新能力、团队协作能力和一定的项目架构和分析能力。每个同学必须参与项目的整个完成过程，达到综合训练的目的。
六、小结
我校信息与计算科学专业借鉴CDIO工程教育理念构建学生能力结构，通过“分布式”模块化培养，使学生的实践能力 “螺旋式”提升；以“实际项目设计实现”为主线开展课堂教学和课程考核，取得显著效果，学生动手能力强、就业率和就业层次高，受到用人单位普遍赞誉。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校本科专业设置大全[M].北京：首都师范大学出版社，2007.
[2] 中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，1998.
[3] 周钦青.计算机应用基础分层次模块化教学改革问卷调查研究[J].大学教育，2012，（11）.
[4] 教育部高等学校数学类专业教学指导分委员会.福建省高校关于“数学与应用数学专业规范”、“信息与计算科学专业规范”的调研报告[R].教育部高等学校教学指导委员会通讯，2009，（1）.
[5] 顾佩华，沈民奋.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（3）.
[责任编辑：左 芸]