CDIO模式畢業設計與實踐
時間:2022-07-13 11:16:19
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摘要:畢業設計質量的好壞直接體現了大學生在校期間的學習效果。為了提高畢業設計的質量,本文首先分析目前在計算機類專業畢業設計中存在的問題,然后提出將cdio模式應用到畢業設計過程中的具體實施方法。經驗表明,將CDIO模式應用到計算機類專業畢業設計過程中,對于提升畢業設計質量有明顯的效果。
關鍵詞:CDIO;計算機類專業;畢業設計質量
1引言
畢業設計是每一位大學生在校期間的最后一門綜合實踐課程[1]。其主要目的是對一些實際工程問題進行有針對性的研究與實踐,將學生在大學期間所學的理論知識和技能進行綜合運用,從而提高他們運用知識的能力和解決實際問題的能力。計算機類專業是一個典型的工科專業。其專業人才培養目標是要培養學生具備較強的計算機實踐動手能力。因此畢業設計質量的高低可以直接反映出學生在計算機實踐動手能力方面的強弱[2-3]。為了提高學生畢業設計的質量,必須針對傳統教學模式中存在的問題進行改革。CDIO工程教育模式是由構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)這四個英語單詞的首字母組合而得。該模式是近代國際工程教育改革的重要成果,同時也是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括[4-5]。CDIO工程教育模式是通過將從產品研發到產品運行的整個過程貫穿于教學過程中,從而讓學生以主動、實踐、課程之間有機聯系的方式來學習工科課程。雖然CDIO工程教育模式擁有先進的理念并在國外取得了成功,但是我國的教師們不能只是停留在讓學生機械地按照CDIO模式去實施,而是要在現有條件的基礎上結合學校的實際情況充分調動學生的自主性,讓學生學會主動地參與學習。在這種情況下,本文通過分析傳統教學中存在的問題和具體做法,在實踐中探索出一種基于CDIO工程教育模式的提高計算機類專業畢業設計質量的方法。
2目前存在的問題
2.1畢業選題不恰當
在學生開始進行畢業設計前,通常由指導教師自行擬出畢業設計的題目,學生再根據畢業設計的題目來選擇指導老師。指導老師擬出的畢業設計題目主要有兩種類型:一類是軟件設計類的課題,即生產實踐類和社會應用類的題目;另一類是理論研究類的課題,即指導老師根據自己的科研情況確定與之相關的科學理論研究類的題目。畢業設計題目的選擇按照先來先選的規則,即先來的學生優先選擇題目,后來的學生則只能從剩下的題目中選擇。這樣做的結果是最后可能會剩下一些較難的題目,如理論研究類的課題。學生接觸理論研究類的課題較少,因此這類課題難度較大,學生不擅長也不太愿意選擇,但又沒有其他的題目可供選擇。也就是說,學生只能被動地適應指導教師的要求,而不是根據自己的實際情況來選題。
2.2開發過程不規范
在畢業設計的過程中,許多學生選定題目后,往往沒有按照軟件開發的過程首先對擬解決的問題進行實際的問題調研、可行性研究和需求分析,而是直接忽略這些階段,馬上根據自己的主觀意識直接進入軟件開發時期。部分學生沒有對所要開發的軟件進行前期的整體規劃,經常是想到什么就做什么,甚至有些階段的工作只做了一半又開始做另一個階段的工作。甚至有部分學生直接跨越前期的軟件設計,直接進行編碼實現。這種無序的開發過程進行,使得待開發軟件的體系結構混亂、功能代碼重復開發,導致最終開發出來的系統目標不明確、需求不合理,沒有現實意義。這對于提高學生適應未來的工作崗位的能力毫無幫助。此外,還有一部分學生在完成編碼后只是簡單地進行了測試。他們在測試正常后就以為畢業設計任務完成,可以等待答辯了。正是由于學生對軟件測試過程的不重視,未多次反復地進行軟件測試,使得在畢業答辯現場運行系統的時候,出現多個意想不到的錯誤,甚至系統直接崩潰導致無法運行,從而嚴重影響了畢業設計的質量。
2.3論文撰寫不合理
通常學生都是在完成系統開發后才開始撰寫畢業論文。畢業論文字數一般要求8000字以上。對于學生來說,完成畢業論文比開發系統更困難。正是由于系統開發存在無序問題,在沒有經過軟件定義的情況下直接進行編碼實現,導致學生不知道畢業論文該寫什么內容、如何寫。因此在畢業論文中大篇幅粘貼開發工具的介紹和使用來湊字數,導致畢業論文重復率遠高于學校的最高標準,從而不能按時參加畢業答辯。有的學生在畢業論文中搞不清楚寫作的順序,論文雜亂無章,主次不分,嚴重影響了答辯小組對畢業設計的評分。
3具體實施方法
針對計算機類專業畢業設計過程中存在的上述問題,本文結合CDIO模式總結出畢業設計各階段與CDIO模式各階段的對應關系,如圖1所示。同時提出了CDIO模式在計算機類專業畢業設計的具體實施方法。
3.1構思自主
確定合適的畢業設計題目是學生能夠高質量地完成畢業設計的基礎。畢業設計題目的來源應立足于解決學生身邊遇到的實際問題,同時注重提高學生發現問題、研究問題、分析問題和創新的能力。若學生在自行擬定畢業設計題目的過程中遇到困難,指導教師可以引導他們根據自己的興趣愛好,從身邊比較熟悉的領域來自擬題目,從而有信心完成畢業設計,并以飽滿的熱情投入到畢業設計中。當學生擬定題目后,指導教師只需對畢業設計題目從內容、規模和可行性等方面進行審核。選題完成后,學生需要根據畢業設計題目來進行問題定義、可行性研究和需求分析,明確要解決什么問題、系統是否值得開發、系統要實現什么功能等,通過查閱和收集與該課題相關的資料來解決這些問題。由于畢業設計題目來源于學生感興趣和熟悉的領域,因此他們在完成軟件定義時期的任務時會更加用心和游刃有余。
3.2設計規范
在畢業設計過程中,學生在軟件設計和編碼階段遇到的困難主要來自于技術,如體系結構的設計、數據結構的設計和算法的設計等。當學生遇到困難時,指導教師可以指導他們在需求分析的基礎上提出多種設計方案,首先通過對設計模型的分析和評估,然后根據實際的系統需求在提出的多種設計方案中選擇合適的設計方案進行下一個階段的開發活動。在整個開發過程,需要同時進行畢業論文的撰寫工作。由于畢業論文撰寫的主要內容就是系統實現的全過程,其結構框架實際上就是按照軟件生命周期的先后次序。因此當學生按照軟件生命周期進行畢業設計后,他們也會更明白畢業論文的撰寫應該先寫什么、后寫什么、每一章節具體應該寫什么內容。這樣,整篇論文條理清晰,主次分明,論述正確,質量也大為提升。
3.3實現目標
軟件開發時期的最后一個階段就是軟件測試。軟件測試的目的就是為了發現錯誤。在進行軟件測試的過程中,指導教師應該指導學生提前做好測試計劃,設計足夠多的測試用例。測試用例包括合理的數據和不合理的數據。在測試過程中,需要把每一個測試結果記錄下來,若發現錯誤則要定位錯誤并改正,若沒有發現錯誤則要確認是否正確地實現了系統既定的目標。通過反復測試,可以提高系統的質量,使得系統在答辯前能夠及時發現錯誤,并進行改正,同時加深對系統的理解,增強學生順利通過答辯的信心。
3.4運作正常
畢業答辯雖然只有短短的十幾分鐘,但是對于學生而言,卻是檢驗他們四年來學習成果的重要時刻。在畢業答辯的過程中,答辯小組的教師首先會讓學生演示系統,然后再根據演示的系統提出相關的問題,最后學生回答問題。因此,系統的正常運行非常重要,一旦系統運行錯誤,參與答辯的學生會非常著急,但又無法在較短的時間內解決問題,導致下一環節的問題回答得更加不好。這樣,會給答辯小組的教師留下非常不好的印象,答辯分數也會大打折扣。
4結束語
對于所有的大學生而言,四年的大學生活就像是一個顯示自我的大舞臺,而畢業設計就是這個大舞臺的閉幕式。實踐表明,通過將CDIO模式應用于指導學生進行畢業設計,畢業設計中存在的一些典型問題得到了極大改善,學生也從畢業設計中學到了更多對于今后的職業生涯有幫助的知識。這樣,就提高了學生整個畢業設計的質量,給大學的學習生涯畫上一個圓滿的句號,為他們今后成為適應社會需求的、具有軟件設計和開發能力的計算機類專業人才奠定了基礎。
參考文獻
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[2]宋揚.計算機科學與技術專業大學本科畢業設計教學思考.沈陽農業大學學報(社會科學版),2016(10):322-325
[3]申新鵬.計算機專業本科畢業設計的思考.價值工程,2011(4):230-240
[4]賓志燕,李煒,周堅和.新工科背景下基于CDIO理念的實踐課程教改革研究.計算機時代,2019(1):99-101
[5]楊夏妮.基于CDIO工程教育模式的“軟件工程”實踐教學研究.玉林師范學院學報(自然科學),2012,33(2):139-142
作者:楊夏妮 單位:玉林師范學院計算機科學與工程學院
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