CDIO模式下Java系列課程關聯性與差異性的研究與應用

劉鑫 邵林 徐琳宏 朱毅

摘要：針對目前Java系列課程傳統教學模式普遍存在的問題，提出結合CDIO模式，積極探索該系列課程的關聯性與差異性，從授課內容、教學方式和考核模式等多方面進行改革和探索，使得CDIO理念所需的各種能力得以全方位訓練，進而提高計算機專業本科生的綜合素質和就業競爭力。

關鍵詞：CDIO模式;Java;系列課程;授課內容;教學方式

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）02-0152-02

1問題現狀與引言

1.1? Java系列課程現狀

Java技術具有卓越的通用性、平臺移植性和安全性等優點，在全球移動互聯網、云計算和大數據的產業環境下，Java更具備了顯著優勢和廣闊前景[1]。為適應東北亞區域經濟發展，滿足國際化復合型IT人才的需求，大連外國語大學軟件學院將Java技術相關課程作為授課的重點，并為計算機科學與技術專業開設了六門相關課程：面向對象程序設計、面向對象編程實踐、Java高級編程、Java多媒體技術、JSP開發技術和J2EE實訓，毋庸置疑，無論從實際作用還是課時比重上來看，Java系列課程均十分重要[2]。然而，傳統Java教學模式存在一些固有問題，比如：“注重知識灌輸，忽視能力培養”“教師知識儲備與企業崗位需求有斷層”等，已不能滿足高校應用型人才培養的目標和企業對高素質人才的實踐技能要求。

1.2? CDIO 工程教育模式

自2000年起，美國麻省理工學院等四所著名大學組成的跨國研究機構獲得近2000萬美元巨額資助，經過四年研究探索產生了CDIO工程教育理念，并創立了以此命名的國際合作組織[3]。截至2017年4月，全球共有一百零四所高校自愿加入“CDIO工程教育聯盟”。2005年，汕頭大學顧佩華教授率先將CDIO教學理念引入國內[4]。三年之后，教育部成立了“CDIO研究與實踐課題組”。目前，我國CDIO試點高校接近40所，其中汕頭大學[5]、成都信息工程大學[6]等國內高校均已將CDIO的培養模式應用于Java程序設計的課程之中，并取得了較好的授課效果。然而，國內將該模式應用于整個Java課程體系的探索和研究仍然較少，該領域仍有待進一步探索和研究。

2 理論構建

2.1 CDIO模式下的Java課程

CDIO是近年來國際工程教育改革的最新成果，它由構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運行（Operate）四個部分組成，通常以產品研發、運行的生命周期為載體，促使學生以“實踐的、課程間有機聯系”的方式完成工程項目，進而學習技術知識，其標準涵蓋課程、實踐、教師和學生能力提升培養、檢驗測評等一系列內容，使知識、能力和素質的培養形成有機整體。依據CDIO理念，筆者通過探索并總結六門課程之間的關聯性和差異性，將該模式引入Java系列課程的課堂之中，在一定程度上彌補傳統教育模式的不足，提升教師和培養學生的工程應用能力，為今后相關課程的建設工作打下了堅實的基礎。

2.2 Java系列課程關聯性與差異性

橫向對比和分析Java系列課程、獲得其關聯性和差異性，有利于在培養應用型人才的大目標之下對其進行精準定位，有利于授課內容的選擇和授課效率的提高，更有利于課程間的銜接以及整個課程體系的構建。比如，根據課程的內容難度層次，將六門課程分為：初級（理論儲備）、中級（知識擴展）和高級（技能提升）三個階段（如表1所示）。通過明確每門課程在培養高水平應用型人才這一大的目標之下各自所扮演的角色，各相關課程的主講教師能夠更好地進行課程的前后銜接，了解前驅課程對后續課程的鋪墊和輔助理解作用、后續課程對前驅課程的綜合、深化和擴展作用，使得總體的課程設置更為合理。此外，通過加強各授課老師之間的溝通，明晰自己所教授課程在整個系列課程中所處的地位，強化課程銜接中重要的知識點，減少不必要的重復講述，提高授課效率，通過選擇和組織適當的授課內容并有所側重、微調課時安排方式，有效解決了課時較少與課程內容較復雜之間的矛盾。

3? 改革實施

3.1? 課程內容改革

為充分體現CDIO理念、達到教學目標，筆者以項目為主線，將專業知識、技術能力、專業素質等培養目標納入項目中，并按照不同的課程內容把工程項目分解為與之對應的教學項目。為解決課程系列松散的問題，筆者為Java系列課程選擇并安裝統一的程序開發工具（Eclipse），同時加強Java系列課程的銜接和聯系，將面向對象的編程思想從始至終滲透于各門課程之中。為了全面涵蓋整個Java系列課程，筆者結合自己從事應用開發的經驗，與周邊IT企業合作，將大量真實項目案例引入課程教學。此外，借助互聯網和云服務技術，整理、合并六門課程累積多年的教學資料，進而打造出一個面向應用型人才培養的、并具備完整體系的Java課程群。

3.2? 教學模式改革

為逐步適應并實施CDIO教學模式，需要不斷更新教與學的方式方法，積極引入小組演講與討論、相互點評、客戶角色扮演、工作情境模擬等多種教學形式，探索如何在基礎課程中鞏固和提高學生的編程技巧，如何在進階課程中培養學生面向對象的編程思想，如何在高階課程中鍛煉學生獨立思考、團隊協作的項目開發能力。例如：通過Java Web項目實踐（圖書管理系統），使學生逐步理解Java程序模塊、JSP頁面分別在Java實訓課程中的MVC模型里所扮演角色。再比如：為了解決以往Java程序設計中“重開發、輕設計”的問題，通過模擬產品生命周期上的四個環節CDIO，將Java系列課程中涉及的多個項目緊密結合，通過逐步補充、修改和迭代，進而實現若干具備一定規模和復雜程度的仿真項目。

3.3 考核方式改革

CDIO模式主張建立多元化的考核方式，考試不應作為成績評定的唯一形式，應突出對學生工程能力的正確評價。在對Java系列課程的考核評價中，筆者針對不同課程設置特色各異的考題與項目，進而展開以案例項目驅動的考核方法，并針對不同課程對學生設置相應的考核方式，盡量通過多種方式全方位考核學生的各項能力。例如：采取筆試與上機實驗相結合的方式考核技術知識;通過平時組內討論、演講和答辯的參與程度評價學生的團隊協作能力;根據對項目的擴展和新技術的應用情況評估學生的創新能力;根據其在軟件開發生命周期中各個環節的表現情況衡量學生的工程素質。

3.4? 教學成果轉化

基于CDIO的學習以建構主義學習理論、實用主義教育理論、探究學習理論為基礎，整個學習過程圍繞某一具體真實的項目進行。最終完成的項目可以是產品或服務，除了具有一定的社會效益，還能有經濟效益。因此，應尋求將課堂的教學成果轉化為經濟效益和社會效益的可能性。此外，授課教師通過深入軟件企業參與項目實踐，增加了項目經驗，極大地提高了個人的專業素養;同時積極參與課程相關的科學研究，進而達到教學與科研相輔相成的目的。

4? 結語

本文提出在CDIO工程教育模式之下，分析和探究Java系列課程的關聯性和差異性，并將研究結果應用于日常的授課之中。這對IT專業人才培養模式的改革、傳統課堂教學模式改革、以及專業課程體系的重新構建都大有裨益。重構之后的課程體系將以項目化教學為主線，注重培養學生的創新能力、分析問題與解決問題能力、動手能力、新知識獲取能力、理論聯系實際和實踐能力，將極大地提升畢業生在就業市場中的競爭力。

參考文獻：

[1] 劉文杰，吳婷婷，鄭玉.基于任務驅動的小組協作Java教學模式研究[J].計算機教育，2010（20）：55-57+61.

[2] 劉鑫，朱毅，徐琳宏，頊聰.慕課下的PBL模式研究——以Java系列課程為例[J].赤子（上中旬），2017（01）：98.

[3] 王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式——基于對CDIO課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28（04）：116-119.

[4] 顧佩華，胡文龍，陸小華，等.從CDIO 在中國到中國的CDIO：發展路徑、產生的影響及其原因研究[J].高等工程教育研究，2017（1）：24- 43.

[5] 邱珊. CDIO 教育模式在Java 語言程序設計教學中的應用[J]. 現代計算機， 2011（9）：21-23.

[6]趙秋云，魏樂.CDIO理念在Java系列課程教學改革中的應用[J].電腦知識與技術，2012，8（19）：4681-4683+4686.