以實驗為驅動的《中間件技術及其應用》課程教學探索

李波

摘要：《中間件技術及其應用》是軟件工程等信息類專業的一門重要的專業選修課。中間件是隨著信息技術的發展，在軟件系統領域出現的一個重要的概念。文章通過對本門課程的教學改革探討，重點分析了實驗環節在課程中的作用，提出了理論教學和實踐能力培養相結合，以實驗為驅動、問題為導向的課堂教學策略，以提升教學效果。

關鍵詞：中間件；實驗教學；難度分級；問題導向

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0197-02

一、中間件概念簡介

中間件技術是在互聯網發展及分布式應用不斷擴大、異質異構系統應用需求不斷增加的背景下，產生和發展起來的一個軟件領域的重要概念。中間件處于系統軟件（操作系統和網絡軟件）與應用軟件之間，它能使處于應用層中的各應用成分之間實現跨網絡的協同工作（也就是互操作），允許各應用軟件之下所涉及的“系統結構、操作系統、通信協議、數據庫和其他應用服務”各不相同。

二、教學對象與課程目標

本課的教學對象是我院軟件工程專業大三本科學生。本課程要求學生有一些先導課程，包括《操作系統原理》、《計算機網絡》等。本課教材為參考文獻[1-3]等。本課程的教學目的為幫助學生理解中間件的基本概念，掌握一些中間件的基本應用和開發方法。課程的重點在分布式對象中間件。

三、教學模式改革

（一）教學策略與方法

1.精心設計實驗內容，區分實驗難度層次。針對中間件范圍較廣、跨平臺的特點，選擇合適的實驗平臺、設計合適的實驗內容是非常重要的。由于本課程的側重點在于分布式對象中間件，比較主流的分布式中間件包括有三個：微軟公司提出的COM/DCOM/COM+系列、ORACLE公司（原SUN公司）提出的EJB、國際對象管理組織OMG的CORBA規范，這三者在業界均有一定的影響，因此我們考慮在實驗中兼顧這三者。

我們對學生完成的實驗難度進行了區分，劃分了兩個層次，即基本要求級和拔高要求級。基本要求級實驗要求學生必須掌握和完成，拔高要求級實驗則要求學生盡量完成，完成后經檢查合格后可以在實驗部分成績中進行獎勵。

2.以實驗為驅動，以問題為導向幫助學生理解概念。本課程的概念涉及分布式系統、計算機網絡、操作系統等概念，學生理解起來很抽象。只有通過和實驗結合，讓學生在實驗中去觀察實驗結果、分析實驗過程，才能真正幫助學生去很好地理解理論和概念。比如：中間件課程中討論較多的“服務器”和“客戶機”的概念，從課本中看到的是一個抽象的概念，但是當我們在實驗中，讓學生基于一個分布式中間件的規范實現了一個服務器和客戶機的通訊時，學生看到了兩端交互的中間過程和結果，這個結果很形象，學生也就容易理解了。有些實驗要求學生先獨立在一臺電腦上完成實驗，然后在兩臺不同的電腦上再完成服務器和客戶機的實驗。在實驗中，我們強調通過問題來引導學生思考，這些問題可以布置在實驗任務書中。學生對問題的回答需要寫到實驗報告中。

（二）教學改革實施案例

1.實驗內容設計及難度分級。在實驗內容設計方面，我們對實驗內容進行了仔細考慮和斟酌。實驗設計如下表所示。

這五個實驗涵蓋了三大類主流分布式對象中間件，即DCOM、EJB、CORBA，也涉及了比較底層的協議RMI。另外，我們的實驗環境盡量兼顧不同平臺，讓學生能夠接觸到更多的實驗環境，開闊視野。我們把DCOM作為拔高實驗內容，因為這個實驗對學生而言難度相對較大，而其他實驗作為基本實驗內容。在實驗中，我們根據學生的情況對實驗程序框架進行了部分提示。

2.以實驗驅動教學，以問題引導學生思考。由于學生獨立完成實驗有一定的難度，因此我們在實驗任務中給出了基本實驗步驟的提示，然后讓學生去具體實現。對有些實驗中，我們通過提出若干問題來促進學生思考，從而幫助學生來理解理論。例如，對于Corba實驗，實驗任務書中提出了如下問題：（1）說明客戶端存根和服務器端的框架有哪些類？（2）Idl文件中的各模塊映射成了哪些新的文件？（3）請說明實現服務器端和客戶端的步驟是什么？通過這些問題去促使學生思考，結合實驗結果去分析實驗的原理和機制，從而對理論加深理解。

四、教學效果分析

經過1學期的教學我們發現，學生對理論課中的基本概念、模型、協議等的理解在初期存在一定的困難。經過幾次實驗課后，學生加深了對教材中基本概念和理論的理解。在實驗結果檢查中，發現大多數學生能夠按時完成基本要求的實驗部分，少數學生能完成拔高實驗內容。

在教學中我們發現還有一些問題需要改進，如可減少一些參考代碼，讓學生自主實驗的空間更大；實驗的綜合性有待提高，比如在EIB實驗中，可以考慮通過實體Beans來關聯一個后臺數據庫，基于網頁來顯示結果。

五、結語

通過對《中間件技術及其應用》課程的教學實踐，提出了以實驗為驅動的教學策略，通過實驗設計、難度分級、問題導向等策略來引導學生加強實驗學習，從而促進課堂理論的學習，提升教學效果。

參考文獻：

[1]張云勇，張智江，劉錦德，等.中間件技術原理與應用[M].北京：清華大學出版社，2004.

[2]吳卿，殷昱煜.面向普適環境的自適應中間件模型與方法[M].杭州：浙江大學出版社，2010.

[3]楊放春，龍湘明，趙耀.異構網絡中間件與開放式API技術[M].北京郵電大學出版社，2007.