应用型本科院校学生软件工程能力评价研究

摘要：教育教学评价是教学改革的必要环节。根据应用型本科院校的教学目标要求以CDIO工程教育改革为背景进行学生软件工程能力评价研究，包括明确学生的软件工程能力现状以及分析其影响因素，并根据研究的科学结论指出了整改措施。研究结果表明，CDIO作为一种新的工程培养训练方法对学生各项软件工程核心能力的提高有着显著的效果，同时针对评价过程中的问题给出科学分析与建议，为新一轮CDIO教学改革提供指导。

关键词：CDIO；软件工程；教学评价

作者简介：周波（1963-），男，黑龙江绥化人，黑龙江科技大学计算机与信息工程学院，教授；刘兴丽（1979-），女，黑龙江七台河人，黑龙江科技大学计算机与信息工程学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150022）

基金项目：本文系2012年黑龙江科技学院教育教学改革工程项目“从学科知识体系出发，科学构建课程体系”、2011年黑龙江省十二五规划课题“高校校企合作人才培养模式的数字化学习研究”（项目编号：GBD1211057）、2013年黑龙江科技大学教育教学改革工程项目“基于CDIO的软件工程专业课程群构建与评价考核改革研究”（项目编号：JY13-95）、2013年黑龙江科技大学教育教学改革工程项目“基于Greenfoot的java程序设计课程教学方法的改革和实践”（项目编号：JY13-99）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0018-02

所谓的教育评价是指依据一定的法则（标准）用数值来描述教育领域内事情的属性，是事实判断的过程。要对教育的价值作出判断，必须取得有关教育活动大量的、系统的信息。要获得这些信息，教育测量的有效手段，这些基本的问题构成了教育评价的基本内容。[1]在应用型本科院校进行CDIO教学改革中对其效果的评判来说，科学的教育教学评价过程不但可以明确教学改革现状，还可以对下一轮教学改革起指导作用。查阅已有的研究文献，其中《CDIO 模式下软件工程专业课程的教学评价方式》指出了软件工程专业的传统课程评价模式中存在着评价过程侧重教学的形式、忽视教学效果的成效评价、评价的内容范围较小、不能体现教师教学的全过程等问题，文中指出学校教学评价过程的评价主体应该多元价值的体现。[2]但该文中未给予可操作性的教学评价过程。在中南大学的陈启元发表的《工科大学生CDIO能力成熟度评估与改进体系研究》一文中指出采用工程能力评价方法——CMM（Capability Maturity Model）能力成熟度评价。这种方法原本是用在软件开发的组织过程的，但研究表明也可以作为教学管理评价中学生的工程能力进行评价，这种在新背景下的高校教学评价方法的变革将为同类型教学改革的院校提供可参考的模型，对教学改革过程起到真正的调控作用。[3]在《工科大学生CDIO工程能力成熟度评价研究》研究中指出了学生工程能力成熟度评价的总体纲要以及学生核心能力的评价指标，可操作性强、可效仿性好，[4]但未进一步指出整改的建议。因此本文以软件工程学生为研究对象，在已有的研究成果基础上采用问卷调查与访谈研究方法相结合，完成应用型本科院校基于CDIO教学改革的学生工程能力的教学评价研究，包括研究的系统方法、学生的能力现状、因素分析以及整改建议措施等关键问题。

一、研究过程与方法

研究过程采用了教育教学评价评价方法中的问卷调查、访谈研究两种方法。[5]研究以软件工程专业学生为研究对象，根据已有的关于学生CDIO能力成熟度评价问卷实施评价以及统计分析过程，统计采用SPSS社会学统计工具完成。[6，7]选择研究指标的均值进行定量分析，参照CDIO—CMM能力成熟度标准明确学生软件工程能力现状。[8]再根据分析的结果展开有针对性的访谈调查挖掘其现状影响原因，在研究的基础上给出整改措施。

二、研究结果与结论

1.研究统计与分析结果

根据CDIO—CMM的对应初级、基础级、专业级和应用级四个等级评价标准[4]以及CDIO工程能力的核心能力的十三个三级指标的细化后均值统计可以明确学生软件工程能力现状，如图1所示。学生CDIO—CMM软件工程能力等级现状情况如表1所示。其中，图1中根据各项能力二级指标降序排列，这样更有益于存在问题的指标进行深入访谈。整体看上去显然团队协作能力显示情况最好，而职业能力与系统整合能力相对不足，即处于中等水平以下。

研究各个评价指标分析可知，对于基础知识与技能的三个指标JC1、JC2和JC3三个能力水平学生处于基础及与专业级之间的水平，根据标准的具体要求可知处于这一段的学生具备了良好的基础知识与必要的专业知识，经过一段CDIO的训练后大部分学生能够应用较为系统的知识去分析与解决实际项目问题的能力；团队协作和交流的四个指标TD1、TD2、TD3和TD4均处于基础级之上，特别是TD1、TD2所表现的接近专业级，学生在以小组为单位的学习过程中能够保持与其他成员良好的沟通、营造很好的集体讨论的氛围，在团队的学习中、在互相的帮助中在一定程度上或者或多或少地获得团队其他成员的帮助。在TD4的交流形式上，在团队的学习过程中有E-mail、小组面对面讨论交流以及通过数字化学习空间进行的BBS论坛讨论等多种学生之间以及与教师之间的沟通方式，部分学生能够采用除了面对面以外的方式进行交流，但在这个环节表现处于基础级左右。在职业能力的三个指标ZY1、ZY2和ZY3中对学生软件工程能力的设计、代码编写以及测试三个方面进行调查反映综合的职业综合能力，其中ZY2代码的编写能力达到2.69的均值水平，较为满意，在系统的设计能力体现的不够理想，处于基本水平偏下一点。另外ZY3的测试能力调查达到了基础水平，但仍有很大的提升空间。最后对于软件工程能力要求较高的系统整合能力调查，ZH1是否可以灵活地运用专业各个方面的知识解决综合问题回答得较好，这与JC基础知识的良好调查结果一致，反映了学生在CDIO工程训练后对于知识的内化吸收很好；对于ZH2与ZH3的两方面调查处于基础级边缘，相对提升的空间很大，反映了现阶段学生对于软件工程专业学生的系统整合能力有待深入提高，具体既体现在现阶段学生的软件项目的部署、调试与维护意识较差，不够重视项目文档的撰写工作。

研究结果表明，学生经过CDIO工程能力的培训后，学生的各项工程能力均有所提高。职业能力与系统整合能力两方面受培训时间与学校培养现有条件所限制，学生这两方面能力提高较少，需要进一步从学生主观学习态度与学校与教师的教学改革办学进程以及课程设置等方面进行调整，以提高学生的工程能力。

2.研究建议与结论

根据理论研究、实践调查、科学统计与系统分析的基础，本研究对CDIO的新一轮工程教学给出整改建议，分别从强化教学改革执行者、参与者的动力出发，首先从思想上强化改革的正确意识状态，然后从教学的资源、教学过程入手，为教学改革提供充足的资源支持，在从唯一的教学第一执行者教师的CDIO能力与教学能力方面进行强化，保障领航者的双师型职业素质，在日常教学的基础上要在素质教育的过程中也给予CDIO教学改革一定的支持，最后通过产学结合的方式完成学生工程实训基地、工程实践场所的建设任务。[9]

（1）强化CDIO教学改革的动力。在这一方面的教学改革整改措施时需要把握教师需要传统教学的习惯、把学生看做改革的主体与促进因素、提高学生项目学习的集体感和参与感这三点关键要素。

众所周知，成功的改革过程必须首先从思想上转变陈旧的观念，全面主动地尝试新的事物。对于教师而言，动力的支持可以采用职业化的意识强化入手，即强化工程师这一职业在教师心中的地位，让教师将工程师职业意识转移到教学改革的首要任务中，无疑将为教学改革注入最大的动力。另外，让教师认识到教学改革的紧迫性与可实现性，这样一张一弛的做法让教师适应能力教学改革的进程。对于学生来说强化参与教学改革的动力更加重要，学生的思想状态可以促进教学改革的进程，也可以延缓教学改革的进程，因为学生是教学改革的主体对象、最重要的角色，有着最为重要的地位。学生是教学改革强化的行动者，从学生那里可以得到非常有价值的信息来源，因此，可以实行滚动式教学改革——高年级向低年级身体力行传达通过教学改革自身的良好变化、受益方面，通过这一有效的方法消除学生对教学改革的不适应感，克服教学改革对个人未来教学改革培养的畏惧感。另外可以邀请有思想的学生组织讨论会与答疑会，给即将参与教学改革的学生做思想工作。

（2）完善集成化教学资源与教学过程建设。根据CDIO标准7的内容阐述CDIO的过程是将专业学科知识、个人和人际能力以及产品、流程、系统整合、职业素养能力集成在一个完成系统的学习过程中来。再结合CDIO标准2的内容要把学科具体的课程设置融合进入学科专业的课程设置中来。这两项要求完成原来单独课程计划结果设置，建立相互关联的课程之间的内部联系，这一过程即基于CDIO教学改革的专业课程群建设任务的主要内容，再在课程群建设完成基础之上完成关于该课程群实施的教学过程的建设，这一过程是需要经过专业学科负责人反复调研、讨论、验证等多个环节、多次修订才能够最终确定的，这一过程中也需要教学评价这一重要环节的参与。

（3）提高教师CDIO能力与教学能力。根据CDIO标准9与CDIO标准10的内容阐述可知，加强教师的CDIO能力在CDIO教学改革中占有重要的位置，要求采取一定的措施强化教师自身在专业素养、人际交流、专业产品开发、流程以及整合方面的能力与技能的提高；需要在教学的过程中提供教师在集成化教学、主动学习以及多元学习效果评估方面的能力，因此，教师的任务也任重道远。针对教师CDIO工程能力的提高可以安排教师利用学术假期到企业工作，或派出专任的教师去企业挂职锻炼，与企业建立科研、教学项目的合作。另外也可以通过把有经验的工程师聘任为教师等形式促进教师的工程化能力提高；针对教学能力的提高可以通过到企业中区参与项目，多多参与学术交流，采用多种教师关于工程能力业绩的评价来促进教师提高能力的手段，并可以多组织交流活动来促进教师之间关于工程化教学能力提高的方式。

（4）多渠道产学合作发展——共建实训、实习基地等工程场所。根据CDIO标准6建立产品开发实践产所与群体学习工作环境是CDIO教学改革的重要标准。另外通过调查研究也发现这一方面的建设仍然需要进一步完善，学校方面以及CDIO教学改革的负责人可以通过多种渠道建立产学相互结合发展的方式满足这一教学改革需求，主要包括校企共建校外实习基地、校企共建校内是训基地、校企共建产品研发基地、校企共建人才培养基地等形式满足CDIO教育的工程场所建设需要。这一过程需要建立在校企长效有效合作的基础之上，并加大工程场所的长效合作与投入才可能完成的。因此，在某种程度上不是仅仅学校负责人、教师积极参与就可以完成的，在一定情况下获得政府的支持是必不可少的。

（5）丰富职业素质教育活动。根据调查研究发现，针对学生职业能力的训练在CDIO教学改革中的效果不是很理想，这一过程不但可以在CDIO的教学过程中进行，还可以通过组织多种素质教育活动来完成这一重要的任务。其中重要的素质教育活动即举办、参与各级各地的职业素质教育大赛活动，通过竞赛性的“做中学”来提高学生在产品设计、开发、整合的各项职业素质；另外，可以通过多种职业素质交流会的形式完成职业素质教育的过程。这一过程需要不同的学科专业根据专业特征量体制衣式完成，不但可以举办所有专业共同具有的职业素质比赛活动，还应该多多举办适于自身专业特征的职业素质教育活动。这一手段无疑成为CDIO教学改革有效、有益的补充。

参考文献：

[1]金娣，王刚.教育评价与测量[M].北京：教育科学出版社，2001：10-11.

[2]陆鑫，任立勇，王雁东.CDIO模式下软件工程专业课程的教学评价方式[J].计算机教育，2011，（8）：64-67.

[3]陈启元，任胜兵，胡志刚，等.工科大学生CDIO能力成熟度评估与改进体系研究[J].中国高等教育，2008，（8）：31-33.

[4]刘兴丽，张凤武.工科大学生CDIO工程能力成熟度评价研究[J].黑龙江高教研究，2011，（11）：124-128.

[5]裴娣娜.教育研究方法导论[M].合肥：安徽教育出版社，2005：284.

[6]李金昌.统计学（修订版）[M].北京：机械工业出版社，2009：181.

[7]杨小平.统计分析方法与SPSS应用教程[M].北京：清华大学出版社，2008：96-106.

[8]能力成熟度模型（CMM）：软件过程改进指南[M]. 刘孟仁，译.北京：电子工业出版社，2001.

[9]重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009：142.

（责任编辑：王祝萍）

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