應(yīng)用型本科XⅣIL課程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)踐

李施

摘要：針對(duì)應(yīng)用型本科學(xué)生理論知識(shí)素質(zhì)不佳和XML課程知識(shí)艱深繁雜的特點(diǎn)，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和實(shí)驗(yàn)室“教、學(xué)、練”一體化教學(xué)法，介紹精心設(shè)計(jì)組織的項(xiàng)目案例，說明教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以提高學(xué)生XML應(yīng)用程序開發(fā)與編程能力。

關(guān)鍵詞：XML；應(yīng)用型本科；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法；實(shí)驗(yàn)室“教、學(xué)、練”一體化教學(xué)法

引 言

應(yīng)用型本科高校有兩個(gè)主要特點(diǎn)，一是培養(yǎng)應(yīng)用型人才而非研究性人才，因此學(xué)生學(xué)習(xí)XML課程的主要目的是提高XML應(yīng)用程序編程開發(fā)的能力而非學(xué)術(shù)性知識(shí)；二是應(yīng)用型本科的學(xué)生相比重點(diǎn)高校學(xué)生而言其理論知識(shí)素質(zhì)較差，理解與掌握復(fù)雜抽象知識(shí)的能力也較弱，不太適合學(xué)術(shù)性很強(qiáng)的教學(xué)。XML課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施層次可將XML妣識(shí)體系劃分為3個(gè)層次 。①數(shù)據(jù)層：XML基本結(jié)構(gòu)、DTD和XML Schema數(shù)據(jù)驗(yàn)證；②服務(wù)層：XPath. XQuery、DOM、數(shù)據(jù)庫XML應(yīng)用；③界面層：XS LT、XHTML、CSS。

這些XML技術(shù)需要通過Java或.NET等語言編程開發(fā)得以應(yīng)用。該課程幾乎與軟件開發(fā)的主要課程都有關(guān)聯(lián)，所涉及的知識(shí)點(diǎn)相當(dāng)多且難度高。 傳統(tǒng)的教學(xué)先解釋XML知識(shí)點(diǎn)基本概念，介紹技術(shù)原理，再舉應(yīng)用實(shí)例。使用這種教學(xué)方法無法在有限的課時(shí)里完成所有課程內(nèi)容的教學(xué)，大部分學(xué)生往往很難掌握如此繁雜的新知識(shí)，更不用說應(yīng)用XML技術(shù)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用開發(fā)。

1 實(shí)驗(yàn)室“教、學(xué)、練”一體化教學(xué)法

常規(guī)上課方式已不能滿足實(shí)踐性很強(qiáng)課程教學(xué)需要，因此首先應(yīng)調(diào)整上課方式，將上課地點(diǎn)從教室移到實(shí)驗(yàn)室，所有講課、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和輔導(dǎo)都在實(shí)驗(yàn)室展開，每個(gè)學(xué)生和老師都有一臺(tái)電腦，老師在自己電腦上講解教學(xué)內(nèi)容并演示實(shí)驗(yàn)任務(wù)，同時(shí)采用廣播教學(xué)將電腦操作畫面同步顯示在學(xué)生的電腦上，然后學(xué)生模仿老師的操作完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中遇到問題可以由老師給予輔導(dǎo)或相互討論解決。此外實(shí)驗(yàn)室可接人互聯(lián)網(wǎng)，遇到難題鼓勵(lì)學(xué)生上網(wǎng)尋找解決問題的方法和源代碼等。這就是實(shí)驗(yàn)室“教、學(xué)、練”一體化教學(xué)法，教學(xué)手段不再是單一的“教師課堂講課，學(xué)生實(shí)驗(yàn)室練習(xí)”的模式，而將以老師授課為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)編程為巾心 ，提高學(xué)生獨(dú)立工作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，課程教學(xué)效果可以得到很大的提高。

2 項(xiàng)目案例及子項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目案例進(jìn)行知識(shí)講解、教授的教學(xué)活動(dòng)，把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。XML課程基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)選用的案例是一個(gè)基于XML的Web應(yīng)用系統(tǒng)，即“基于XML實(shí)驗(yàn)大綱管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)學(xué)校實(shí)驗(yàn)大綱的XML文檔存儲(chǔ)、實(shí)驗(yàn)大綱Word文檔的轉(zhuǎn)換和導(dǎo)出、數(shù)據(jù)庫XML文檔存儲(chǔ)和編程、實(shí)驗(yàn)大綱的XML文檔增刪改，以及ASP.NET實(shí)驗(yàn)大綱管理系統(tǒng)編程。系統(tǒng)又細(xì)分為4個(gè)子項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都使用實(shí)驗(yàn)室“教、學(xué)、練”一體化教學(xué)完成，當(dāng)學(xué)生完成了4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，整個(gè)Web系統(tǒng)也隨之完成。

1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔結(jié)構(gòu)項(xiàng)目。

根據(jù)現(xiàn)有Word文檔實(shí)驗(yàn)大綱設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔，使用XMLSPY軟件工具分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔的DTD和XML Schema，然后創(chuàng)建分別經(jīng)過DTD和XML Schema驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔。老師使用一門課程的實(shí)驗(yàn)大綱演示設(shè)計(jì)過程，然后學(xué)生使用不同課程的實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行設(shè)計(jì)與編寫，每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的DTD和XML Schema文檔必須能驗(yàn)證所有課程的實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔。通過該項(xiàng)目，學(xué)生能掌握XML、DTD和XML Schema語法和設(shè)計(jì)，同時(shí)也能掌握XMLSPY工具的使用。在完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同時(shí)教師穿插講解教材 中從第一章XML入門到第五章Schema高級(jí)技術(shù)的內(nèi)容，融會(huì)貫通課程的知識(shí)點(diǎn)。

2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔的XSLT項(xiàng)目。

根據(jù)第一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獲得的實(shí)驗(yàn)大綱XMLSchema設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔XSLT，可以分別采用兩種方法設(shè)計(jì)，一種是使用XMLSPY手工編程XSLT文檔實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔的HTML文檔轉(zhuǎn)換，這種方法需要學(xué)生有較深的XSLT語法知識(shí)，由于課時(shí)有限僅需讓學(xué)生掌握基本的XSLT編程；另一種是使用Stylevision工具設(shè)計(jì)XSLT文檔，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)大綱的Word 2007等多種文檔格式的轉(zhuǎn)換導(dǎo)出。這種方法對(duì)XSLT語法要求不太高，但對(duì)XPath和CSS的語法知識(shí)有較高的要求。這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要涉及所選教材 中的第六章XPath和第七章XSLT的內(nèi)容。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能掌握XSLT、XPath和CSS的語法知識(shí)和應(yīng)用，同時(shí)也能掌握Stylevision工具的設(shè)計(jì)方法。

3）實(shí)驗(yàn)大綱SQL SERVER數(shù)據(jù)庫XML應(yīng)用項(xiàng)目。

“基于XML實(shí)驗(yàn)大綱管理系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可以采用兩種形式，一種采用XML數(shù)據(jù)類型存放實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔，即創(chuàng)建一個(gè)表“實(shí)驗(yàn)大綱（大綱id int，大綱xml xml）”，將每門課程的實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔作為一條記錄插入該表，使用XQuery 將實(shí)驗(yàn)大綱XML的內(nèi)容如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和指導(dǎo)書等創(chuàng)建成為視圖；另一種設(shè)計(jì)方式是按照實(shí)驗(yàn)大綱的內(nèi)容設(shè)計(jì)多個(gè)表，表的結(jié)構(gòu)與前面所建視圖相同，然后使用XQuery構(gòu)建實(shí)驗(yàn)大綱XML形成視圖或用于程序編程。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能熟悉掌握XQuery等編程知識(shí)以及其他SQL Server數(shù)據(jù)庫XML應(yīng)用。

4）“基于XML的實(shí)驗(yàn)大綱管理系統(tǒng)”asp.net項(xiàng)目。

“基于XML實(shí)驗(yàn)大綱管理系統(tǒng)”的主要功能有實(shí)驗(yàn)大綱的增刪改、查詢和導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)大綱Word文檔等。實(shí)驗(yàn)大綱的內(nèi)容由實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與基本要求、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、指導(dǎo)書參考書和專業(yè)年級(jí)等組成，實(shí)驗(yàn)大綱管理相當(dāng)于管理一個(gè)父表“實(shí)驗(yàn)大綱主內(nèi)容表”和多個(gè)子表如“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表”等。實(shí)驗(yàn)大綱系統(tǒng)的工作流程為：①獲取數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)大綱XML文檔；②通過DOM解析XML文檔形成實(shí)驗(yàn)大綱網(wǎng)頁提交給用戶；③用戶的增刪改查通過DOM修改實(shí)驗(yàn)大綱XML然后保存到數(shù)據(jù)庫。導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)大綱Word文檔則通過C#XSLT編程導(dǎo)出。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能掌握C#的DOM、XPath、XQuery和XSLT等XML編程開發(fā)。

3 教學(xué)實(shí)施策略方式

項(xiàng)目案例教學(xué)與傳統(tǒng)按教材章節(jié)順序?qū)W習(xí)不是水火不容的，項(xiàng)目案例教學(xué)中有時(shí)也需要挑出某些教材章節(jié)進(jìn)行教學(xué)，否則學(xué)生會(huì)搞不清楚概念，或不明白編程的原理，但教材知識(shí)也不能安排太多課時(shí)教學(xué)，所以項(xiàng)目案例與教材教學(xué)需要有個(gè)平衡。

（1） XML課程的基本概念和項(xiàng)目案例所涉及的知識(shí)需要事先或在項(xiàng)目進(jìn)行中解釋清楚，如XML. DTD、XML Schema和XSLT語法等，語法知識(shí)的講解以能夠明白項(xiàng)目案例編程原理為限，無需安排太多課時(shí)，盡量在項(xiàng)目案例中解釋語法知識(shí)。

（2）艱深的XML知識(shí)僅以能掌握項(xiàng)目案例的應(yīng)用及擴(kuò)展項(xiàng)目為目標(biāo)。XML課程有些知識(shí)（如 XPath. XQuery和數(shù)據(jù)庫XML應(yīng)用等）需要花很多課時(shí)才能講透徹，因此只能以項(xiàng)目案例的應(yīng)用講解其用法，只要求能掌握類似的應(yīng)用即可。例如，數(shù)據(jù)庫的視圖、查詢或存儲(chǔ)過程都用到從實(shí)驗(yàn)大綱表的XML查詢數(shù)據(jù)，因此學(xué)習(xí)如下sql可以掌握如何從數(shù)據(jù)庫XML獲取所需數(shù)據(jù)：

SELECT p.大綱id，T.c.value（@實(shí)驗(yàn)屬性，.nvarchar（10）），T.c.value（實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 nvar-char（50）） FROM實(shí)驗(yàn)大綱p CROSS APPLY大綱xml.nodes（實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱/實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）AST（C）。

然后學(xué)會(huì)類似應(yīng)用觸類旁通，有針對(duì)性地學(xué)習(xí)該項(xiàng)目案例中用到的知識(shí)，而不必花很多時(shí)問把XQuery等知識(shí)完全掌握后再開始開發(fā)項(xiàng)門，需要用到某些知識(shí)時(shí)再有目的地學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生既能很快掌握難懂的核心知識(shí)又能運(yùn)用項(xiàng)目開發(fā)。

（3）控制教學(xué)進(jìn)度保證主要教學(xué)目標(biāo)完成。教學(xué)計(jì)劃和項(xiàng)目實(shí)施都應(yīng)該有明確的時(shí)間表，除做好教學(xué)內(nèi)容取舍外，教學(xué)過程中必須嚴(yán)格按照教學(xué)計(jì)劃安排講授與練習(xí)，避免出現(xiàn)教學(xué)進(jìn)度控制不好的情況。為保證進(jìn)度，需要隨時(shí)注意學(xué)生的反饋意見，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)子項(xiàng)目的局部需求，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)為主要目標(biāo)，兼顧核心XML知識(shí)。對(duì)于可能反復(fù)出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)，如XPath在多處應(yīng)用，應(yīng)盡量安排在前期講解。雖然由于時(shí)間關(guān)系，無法獨(dú)立完整教授各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，老師仍需做簡(jiǎn)要鋪墊，以免造成學(xué)生的學(xué)習(xí)困境。

4 XML編程應(yīng)用能力

系統(tǒng)的4個(gè)子項(xiàng)目由老師講解和演示系統(tǒng)開發(fā)的全過程，然后學(xué)生在老師的指導(dǎo)下通過相互協(xié)作獨(dú)立完成該系統(tǒng)。模仿開發(fā)項(xiàng)日是學(xué)習(xí)的第一步，能否運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能開發(fā)類似項(xiàng)目才是真正掌握XML編程開發(fā)的關(guān)鍵。這里要求學(xué)生能自主完成“基于XML教學(xué)檔案管理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)將包括課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)日歷和實(shí)驗(yàn)進(jìn)度表等教學(xué)資料的管理，是項(xiàng)目案例的擴(kuò)展和更廣的應(yīng)用。傳統(tǒng)教學(xué)單純學(xué)習(xí)XML理論知識(shí)，沒有一個(gè)貫穿全部知識(shí)的案例項(xiàng)目，知識(shí)點(diǎn)雖然全面但零碎，很難讓學(xué)生懂得如何將XML技術(shù)應(yīng)用實(shí)際項(xiàng)目巾，知識(shí)與應(yīng)用脫節(jié)，XML編程應(yīng)用能力差。相比而言，學(xué)生通過這樣XML案例項(xiàng)目，從XML文檔設(shè)汁、轉(zhuǎn)換，到基于XML數(shù)據(jù)庫應(yīng)用及Web系統(tǒng)開發(fā)，能深刻理解XML在Web應(yīng)用編程開發(fā)過程的所有技術(shù)要點(diǎn)，并將大量的時(shí)間花在Web系統(tǒng)的開發(fā)和XML編程應(yīng)用中，極大地提高XML編程應(yīng)用能力。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①使用XMLSPY軟件工具設(shè)計(jì)XML文檔及DTD和SCHEMA；②使用Stylevision工具設(shè)計(jì)XSLT義檔實(shí)現(xiàn)從XML到Word 2007等多種文檔格式轉(zhuǎn)換；③在數(shù)據(jù)庫中使用XML文檔作為存儲(chǔ)元素并用XQuery技術(shù)在系統(tǒng)開發(fā)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫XML應(yīng)用；④基于XML的Web系統(tǒng)DOM等XML編程開發(fā)。

這個(gè)教學(xué)案例能在有限的時(shí)間兒學(xué)生掌握XML核心知識(shí)和應(yīng)用，雖不能覆蓋全面的XML知識(shí)，但能靈活應(yīng)用所學(xué)XML知識(shí)應(yīng)用于系統(tǒng)開發(fā)，為學(xué)生學(xué)習(xí)和全面掌握XML應(yīng)用開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

根據(jù)應(yīng)用型本科XML課程教學(xué)的特點(diǎn)，我們通過XML項(xiàng)目案例的精心設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)真組織安排教學(xué)。基于案例項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和實(shí)驗(yàn)室“教、學(xué)、練”一體化教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)XML課程的積極性，加深了學(xué)生對(duì)XML技術(shù)的理解和掌握，全面提高了他們XML應(yīng)用程序開發(fā)與編程能力以及工作就業(yè)能力。