基于CDIO—OBE工程教育模式的Java課程群課程改革

黃淼+王魁祎

摘要：為了更好地達到培養工程應用型人才的目標，針對目前高校軟件工程專業Java課程群課程教學中出現的問題，結合CDIO-OBE工程教育模式，對于Java課程群課程的教學方法、教學模式、教學案例、考核機制等方面進行梳理整合，形成成熟的教學模式和操作規范。從而提高學生的就業能力，滿足企業的用人需求。

關鍵詞：工程教育；CDIO 模式；OBE；Java課程群；教學改革

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）34-0169-02

Abstract： In order to better achieve the goal of cultivating application-oriented engineering， aiming at the software engineering Java problems appeared in the course of teaching， combining with the CDIO engineering education - OBE mode， for Java course group teaching methods， teaching mode， teaching case， evaluation mechanism， combing the formation of mature teaching mode and practice. So it can improve students' employability and meet the needs of enterprises.

Key words： Engineering Education； CDIO Mode； OBE. Java Class Group； Teaching Reform

1 概述

為了順應國家在應用型人才培養方面的號召，大力發展工程教育是應用型本科院校轉型發展、建設高水平應用型大學戰略規劃的重要內容，深化工程教育改革，推進新工科建設，是應用型本科高校適應區域經濟轉型升級需要、提升工程科技人才培養與社會需要對接面臨的新機遇、新挑戰。為了響應國家在工程教育方面的轉型改革號召，也為了大力推進軟件工程專業內涵式發展，在Java開發人才的培養過程中進行有益的探索和改革是非常有必要的。

軟件工程專業Java方向的人才培養目標為：培養具有扎實的計算機知識基礎、較高的文化修養、良好的職業道德和綜合素質，具備良好的交流與組織協調能力，掌握軟件工程領域的前沿技術和軟件開發方法，具有較強的軟件實踐能力和創新精神，具備較強的軟件項目的分析、設計、開發和維護能力，能夠按照工程化的原則和方法從事軟件開發和管理的應用型人才。為了達到這一目標，Java課程群相關課程的教學起著至關重要的作用，目前雖然我們在《Java程序設計》、《基于Web的Java開發設計》和《Java企業級開發》三門門核心課程上面進行了一體化教學改革。但是具體的改革過程和方案制定都是由各個教師自行制定和實施，由于Java課程群中每門課程的任課教師不同，造成了具體的改革內容和形式上也各不相同。在具體的教學改革實施過程中我們取得了一定的教學經驗，但也發現了一些問題。如知識講解或案例選取在各門課程中存在重復現象、綜合案例缺乏、與企業實際要求的各項能力之間存在差距、教程內容未能緊跟時代發展進行更新、教學方法在引導學生積極思考、樂于實踐上還有所不足。為了更好地達到培養工程應用型人才的目標，迫切需要查找缺陷，對于Java課程群課程的教學方法、教學模式、教學案例、考核機制、教學評價等方面進行梳理整合，形成成熟的教學模式和操作規范。

基于CDIO-OBE的工程教育模式借鑒產品開發中的從研發到產品運行的生命周期為載體 ，讓學生以實踐的、主動的、課程之間有機聯系的方式學習工程，實現知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀學習的統一。基于CDIO-OBE的Java課程群課程改革，根據行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求，選取教學內容，讓學生在工作之前就知道自己該學些什么、做些什么和怎樣去做，為學生可持續發展奠定良好的基礎。遵循學生職業能力培養的基本規律，以真實工作任務及其工作過程為依據整合、序化教學內容，科學設計學習性工作任務，教、學、做結合，理論與實踐一體化，培養學生的職業能力，提高學生的就業能力，滿足企業的人才需求。

2 Java課程群課程目標定位

2.1《Java程序設計》課程目標定位

在培養學生掌握基本理論的條件下，重點培養學生實際動手能力。通過Java課程的學習，達到培養學生建立與鞏固面向對象的程序設計思想；了解Java程序的運行機制及Java虛擬機的體系結構；掌握Java語言中類、接口等面向對象的組件的使用，并重點理解Java語言對封裝、繼承、多態等面向對象程序設計特性的實現；掌握Java語言的異常處理機制，能夠利用異常處理提高程序的穩定性和容錯性；掌握Java語言的各種類型文檔注釋，學會在程序設計過程中正確書寫文檔注釋的方法，并能夠使用相應的工具程序自動創建幫助文件；掌握 Java 語言類庫中關于輸入輸出、線程、集合類、泛型、網絡編程、圖形界面開發等部分，能夠在程序設計中熟練使用，并能進行擴展。

2.2《基于Web的Java開發設計》課程目標定位

通過《基于Web的Java開發設計》課程學習，學生最終應該掌握使用Java技術開發Web應用的基本能力，主要包括：

1） Web界面設計。主要學習HTML、HTML5、CSS和JavaScript三方面內容。最終達到能夠設計出帶有表單驗證功能、樣式統一控制的Web應用界面。

2） JDBC數據訪問。本模塊主要學習如何使用Java技術完成對關系數據庫的訪問操作，為后續Web項目的數據訪問奠定基礎。

3） Servlet服務器端程序開發。本模塊學習服務器端Java程序設計方法，主要包括Servlet創建與應用，監聽技術、過濾器技術。學習后能夠使用Servlet實現簡單的Web應用。

4） JSP動態網頁設計。本模塊學習使用JSP技術實現動態網頁開發，主要包括JSP語法、內置對象、JavaBean技術、EL表達式、JSTL標簽庫等幾個部分，通過學習使學生掌握JSP技術實現Web應用。

5） MVC設計模式。本模塊是前四個模塊的綜合應用，主要將前面學習的JavaBean、JSP和Servlet技術結合起來完成Web應用的開發。通過學習，使學生掌握ModelⅡ模式。

以上知識模塊均是實踐與理論相結合，且重在實踐。通過實踐體會理論知識，并最終應用知識。

2.3《JavaEE企業級開發》課程目標定位

通過《Java企業級開發》課程學習，學生最終應該掌握使用三大框架SSH開發企業級應用程序的基本技能。主要包括：

1） 《Hibernate》知識技能目標

掌握ORM與Hibernate的基本概念，了解常見的ORM中間件，掌握Hibernate的核心接口，學習Hibernate兩級緩存。掌握Hibernate中對象/關系映射思想。學習映射文件的具體編寫，學習多種常見的主鍵生成方式。重點掌握關聯和繼承關系映射、操縱持久化對象。掌握對象對于Hibernate的三種狀態、Get與load方法、掌握延遲加載與臟檢查、Hibernate一級緩存、批量插入與更新。了解事務與并發。掌握HQL高級查詢特性。

2） 《Struts2》知識技能目標

掌握并靈活使用MVC模式，掌握Struts的概念、核心特性、工作流程。能夠在Servlet平臺中配置Struts、掌握Action與Result的配置及Struts2的全局配置。掌握Struts2標簽庫、OGNL表達式、攔截器的概念與使用。了解驗證接口、驗證框架、國際化等內容。

3） 《Spring》知識技能目標

理解應用軟件分層的概念、學習Spring用途與特性。重點掌握Spring的IOC和AOP的配置。掌握Spring事務管理器，對JDBC編程的支持、對Hibernate編程的支持。

3 Java課程群的課程教學方案的制訂

教學執行方案是實施教學的綱領，經過項目組成員共同探討制定了教學實施方案的組成包括：課程性質，課程目標（技術目標），教學要求，考核方式，教學內容組織與安排，教學計劃進度表，考核標準，教學中異常預案等內容。由于具體方案所占篇幅教長，此處不再一一展示。

4 教學案例選擇標準

通過對Java課程群中相關課程前期教學中存在的問題進行梳理，特別是對各門課程中大量案例進行篩選比對，同時借鑒杰普公司的大量企業真實案例為依據，項目組成員經過精心研討、論證。制定了如下案例選取標準。

1） 對于同一知識內容的講解，案例數目選取適量，不可過多，也不能太少，結合學時多少，選擇數量要恰到好處。

2） 多門課程案例盡量不重復，避免給學生造成缺乏新鮮感和學習興趣。

3） 案例之間要環環相扣，由易到難。對于知識的講解，既要安排能夠說明該知識點的小案例，也要配套一個知識單元的綜合案例，幾個相關章節講完之后，還要給出綜合幾個章節內容的相關綜合案例，做到案例從簡到繁，層層遞進、逐步深入。

4） 正確安排課堂案例與課下擴展案例的關系。課堂上老師帶著做一案例，課下布置相似案例讓學生自己動手，給出一些參考資源，帶動學生主動學習的積極性和探索精神。

5） 盡量將企業真實案例資源引入課堂教學中，為學生畢業后“零距離”就業打好基礎。

5 探索有效的Java課程群課程考核方式

Java系列課程在授課方式上采用理論與實踐相統一、教學做相結合的一體化教學方式。課堂組織形式為任務驅動方式，教師先講解知識點，接著使用一到多個任務體現知識的應用，最后學生實踐項目。在綜合項目的實施上，采用“一多”學習模式，成立項目組，充分發揮每位學生的主觀能動性，最終實現課程教學目標。

根據課程特點，在對Java相關課程進行一體化教學兩年的實踐過程中，對于學生的考核采用過程階段性考核與期末綜合考核結合的方式進行。這種考核方法經過實踐檢驗，比較容易讓學生接受，也能真正考核出學生的能力。但在考核標準的制定，具體的操作流程上各門課有所不同。也暴露出來一些問題，比如考核的細節繁瑣，打分表格太過形式化。考核太細比較耗時，太粗又考核不出每個學生的真實水平。通過對前期考核過程中出現的這些問題，課題組成員經過認真分析總結，對于Java系列課程針對于項目、文檔和答辯情況制定了相應的考核標準。

6 結束語

經過一年的研究與實踐，課題組成員圓滿地完成了預期制定的各項目標，重新梳理了Java系列各門課程的教學目標定位，結合體驗企業真實教學獲得的寶貴經驗，對大量案例資源進行了整合剖析研究，并在實際課堂教學中采用基于CDIO-OBE的教學模式進行實踐，制定了一體化課程的教學實施方案。對Java課程群課程的教學實施了統一的部署與管理，一方面實現了教學資源的充分共享，另一方面也提高了教師的教學工作效率。通過班級座談、問卷調查、學生反饋、教學效果評價、畢業生就業情況分析、參加軟件設計大賽等方面與以往進行比較，發現新方案的實施可以讓學生在校不僅學到知識、技能，還能具有一定的項目開發經驗，為畢業后與企業“零距離”就業打下了良好基礎。

參考文獻：

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