新工科背景下面向能力和需求雙目標(biāo)的Java 開發(fā)課程群建設(shè)與實踐

李小智，丁長松，劉 偉，胡 為，陳興華

（湖南中醫(yī)藥大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410208）

0 引 言

課程群是指為完善學(xué)生素質(zhì)結(jié)構(gòu)，圍繞同一學(xué)科內(nèi)具有邏輯聯(lián)系的若干課程，在知識、方法、問題等方面，進行重新規(guī)劃、整合構(gòu)建而形成的有機課程系統(tǒng)，是深化課程改革、優(yōu)化課程設(shè)計的一種有效途徑[3]。近兩年，由于新工科建設(shè)的推進，課程群建設(shè)已成為高校教學(xué)改革的熱點問題。

1 Java開發(fā)課程群建設(shè)的必要性

據(jù)IDC 統(tǒng)計，在所有的計算機行業(yè)人才需求中，對Java 工程師的需求曾達到全部需求量的50%以上。受人才市場需求的影響，很多地方應(yīng)用型本科院校將Java 開發(fā)作為軟件人才培養(yǎng)的主要方向，但教學(xué)效果不盡如人意，培養(yǎng)的畢業(yè)生難以滿足企業(yè)用人的要求，分析原因主要有以下3方面，同時也說明建設(shè)Java 開發(fā)課程群的必要性。

1）課程本位思想依然存在，課程內(nèi)容需要整合優(yōu)化。

各高校計算機相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案都設(shè)置了比較完善的課程體系，各門課程有相應(yīng)的教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，但都是以課程為單位進行設(shè)置，教學(xué)過程中任課教師關(guān)注的也是本課程的教學(xué)目標(biāo)是否完成，缺乏課程群理念，教學(xué)上各自為政。由于課程之間銜接不夠，不同課程的相似知識點缺少整合優(yōu)化，導(dǎo)致知識點重復(fù)講授，不利于維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效率不高[4-5]。

2）傳統(tǒng)教學(xué)方法與課程特征不能很好地契合，需要探索新的教學(xué)方法。

軟件開發(fā)類課程是實踐性很強的課程，很多高校教師仍然采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，只注重理論知識的傳授，沒有將課程特征與實際問題相結(jié)合，學(xué)生聽課的積極性不高，教學(xué)效果不理想。傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師為中心，教學(xué)過程中學(xué)生被動接受知識，缺乏獨立的思考能力和創(chuàng)新意識。軟件開發(fā)相關(guān)技術(shù)更新迭代快，需要學(xué)生課內(nèi)學(xué)習(xí)課外拓展，傳統(tǒng)教學(xué)模式缺乏對學(xué)生在軟件領(lǐng)域新思想、新技術(shù)方面的引導(dǎo)，教學(xué)不能與崗位需求對接，學(xué)生畢業(yè)找工作備感壓力。

3）實踐教學(xué)缺乏整體設(shè)計，教學(xué)內(nèi)容和模式需要系統(tǒng)規(guī)劃。

有曲調(diào)必有創(chuàng)作法，昆曲的過腔就是以本唱調(diào)音階級音和劇種主調(diào)為音樂材料，運用“過腔創(chuàng)作法”創(chuàng)作而來的。事實是否如此？僅以昆曲南曲（以下簡稱“昆南”）為例。囿于篇幅，按“平、上、去、入”順序，各舉一例。

實踐教學(xué)缺乏目標(biāo)性和針對性，實踐課程內(nèi)容陳舊，所用技術(shù)和工具明顯落后于行業(yè)現(xiàn)狀，學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位很難適應(yīng)工作環(huán)境。基于課程的實踐教學(xué)模式封閉落后，不同課程的實踐環(huán)節(jié)缺乏銜接，沒有打通課程界限，學(xué)生不能自如運用所學(xué)知識解決實際問題。

2 面向能力和需求雙目標(biāo)的Java開發(fā)課程群建設(shè)思路

Java 開發(fā)課程群建設(shè)要實現(xiàn)兩個價值目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生能力和滿足崗位需求。能力的培養(yǎng)是考慮學(xué)生的全面發(fā)展，滿足崗位需求是要解決學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)問題。面向雙目標(biāo)的Java 開發(fā)課程群建設(shè)遵循反向設(shè)計、正向?qū)嵤┑脑瓌t[6]，具體步驟分為兩個階段，見圖1。

1）反向設(shè)計階段。

圖1 面向能力和需求雙目標(biāo)的Java 開發(fā)課程群設(shè)計和實施流程

從能力培養(yǎng)和崗位需求出發(fā)，制訂專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，明確軟件開發(fā)相關(guān)的畢業(yè)要求，以此確定課程群的總體目標(biāo)；根據(jù)課程群的總體目標(biāo)，確定需要開設(shè)的具體課程，厘清課程之間的關(guān)系，形成科學(xué)合理的課程體系；將課程群的總體目標(biāo)自頂向下分解到各門課程中，形成每門課程的教學(xué)目標(biāo)，深入研究各門課程在培養(yǎng)目標(biāo)中的作用，合理確定各門課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時，制訂教學(xué)計劃；在整合優(yōu)化課程內(nèi)容時做到知識點不重復(fù)、不遺漏、不脫節(jié)。

2）正向?qū)嵤╇A段。

根據(jù)各門課程的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)團隊開展教學(xué)研討，確定教學(xué)方法；任課教師負責(zé)課程教學(xué)的具體實施；為檢驗是否達到總體目標(biāo)，進行質(zhì)量評估，并且不斷總結(jié)，積累經(jīng)驗；學(xué)生成績合格達到畢業(yè)要求，接受社會的檢驗，應(yīng)聘上崗，滿足企業(yè)用人需求。其中課程教學(xué)是課程群建設(shè)能否取得成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教學(xué)過程要克服課程本位思想，注重課程之間的銜接和融合，避免“形合神不合”情況出現(xiàn)。實踐類課程整體設(shè)計，貫穿四年本科階段，逐步提高學(xué)生的專業(yè)能力和職業(yè)能力，畢業(yè)生和用人單位反饋是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。

3 課程群建設(shè)具體措施

3.1 組建優(yōu)秀的教學(xué)團隊

課程群的課程建設(shè)、教學(xué)組織實施需要參與教師的團隊合作，一支成熟的教學(xué)團體是課程群建設(shè)的關(guān)鍵因素。課程群的負責(zé)人由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗和有影響力的教師來擔(dān)任，課程群負責(zé)人對課程體系有深入了解，具有協(xié)調(diào)各方面資源解決問題的能力，掌握整個團隊發(fā)展的方向。應(yīng)吸引教學(xué)能力強并且愿意教研投入教師作為團隊的主干力量；配置一定比例的實驗員，保障實驗室的軟硬環(huán)境滿足教學(xué)要求。吸引企業(yè)有開發(fā)經(jīng)驗的軟件工程師作為外聘講師，不僅可以彌補高校教師開發(fā)經(jīng)驗上的短板，同時可以帶來最新的行業(yè)動態(tài)和前沿技術(shù)，使教學(xué)更貼近行業(yè)需求。重視青年教師在課程群建設(shè)中的生力軍作用，加強青年教師的培養(yǎng)，實施青年教師導(dǎo)師制，由學(xué)院指派教學(xué)經(jīng)驗豐富的優(yōu)秀教師擔(dān)任青年教師的導(dǎo)師，充分發(fā)揮傳、幫、帶作用，一對一進行指導(dǎo)和培養(yǎng)，使其盡快成長起來，達到教學(xué)要求。定期外派青年教師參加業(yè)務(wù)培訓(xùn)和相關(guān)教學(xué)研討會議，提升技能，拓寬視野。

3.2 構(gòu)建“1+2+3”Java 開發(fā)課程群

軟件開發(fā)課程群的總體目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備良好的分析問題能力及軟件設(shè)計與開發(fā)能力，針對復(fù)雜工程問題能夠提出可行的解決方案，并且具有良好的職業(yè)能力。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，構(gòu)建以Java 技術(shù)為主線的軟件開發(fā)課程群，包括C語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Java 語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理、Web 技術(shù)應(yīng)用、算法分析與設(shè)計、Java EE 應(yīng)用開發(fā)、移動應(yīng)用開發(fā)等課程以及課程設(shè)計、工程實訓(xùn)、企業(yè)實習(xí)等實踐類課程，構(gòu)成“編程語言—基礎(chǔ)理論—應(yīng)用開發(fā)技術(shù)—綜合能力”有機銜接的Java 開發(fā)課程群[7]。課程群的課程設(shè)置、能力培養(yǎng)、崗位需求對應(yīng)關(guān)系見圖2。

圖2 面向能力和需求的課程設(shè)置

“1+2+3”Java 開發(fā)課程群，即1 個中心，以學(xué)生為中心；2 個目標(biāo)，課程群面向能力培養(yǎng)和崗位需求雙目標(biāo)；3 個層次，課程群分為基礎(chǔ)類課程、技術(shù)類課程、實踐類課程3 個層次。課程群中各門課程都有不同定位，統(tǒng)籌制訂教學(xué)大綱，教學(xué)目標(biāo)相互支撐，能力培養(yǎng)層層遞進。C語言和Java 語言兩門計算機語言課程是前導(dǎo)后續(xù)關(guān)系，開設(shè)兩門具有代表性的計算機語言課程，掌握兩種不同類型語言的特點和學(xué)習(xí)方法，有利于學(xué)生自主拓展學(xué)習(xí)其他編程語言。與基礎(chǔ)類課程內(nèi)容相對穩(wěn)定不同，技術(shù)類課程要緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐，要能把新技術(shù)、新工具引入課程，使得課程教學(xué)有效對接崗位需求，教學(xué)目標(biāo)與崗位技能基本保持一致，體現(xiàn)課程群的靈活性和開放性。技術(shù)類課程教學(xué)目標(biāo)與崗位對接關(guān)系，見表1。實踐類課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力，也是提升職業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)。

3.3 改革課程群的教學(xué)方式

1）并用多種教學(xué)方法，因課施教保證教學(xué)質(zhì)量。

根據(jù)Java 開發(fā)課程群的特點，為實現(xiàn)課程群的總體目標(biāo)，努力做到3 個轉(zhuǎn)變：教學(xué)理念應(yīng)從知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)，教學(xué)特點以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，教學(xué)方式應(yīng)從封閉課堂轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放課堂。課程教學(xué)針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法，具體采用教學(xué)方法有：①線上線下混合式教學(xué)，智慧樹是與我校簽約的在線教育平臺，教師可以利用該平臺開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，課前教師發(fā)布教學(xué)資源，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師通過平臺掌握學(xué)習(xí)進度，督促學(xué)生按進度學(xué)習(xí)，線下課堂面授、組織討論、提問答疑等，該方法適合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計等理論類課程教學(xué)；②拓展教學(xué)，根據(jù)教師引導(dǎo)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)教材以外的新知識、新技術(shù)，教師提供學(xué)習(xí)資源、檢查學(xué)習(xí)效果，該方法適合于技術(shù)類課程；③問題驅(qū)動教學(xué)，該教學(xué)方法通過設(shè)計問題，問題源于教材又高于教材，要求學(xué)生查詢相關(guān)資料求解問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和解決問題的能力，啟發(fā)學(xué)生就特定的問題發(fā)表自己的見解，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生通過總結(jié)得出結(jié)論，該方法在課程教學(xué)中普遍適用。

表1 技術(shù)類課程教學(xué)目標(biāo)和崗位對接關(guān)系

2）探索“三位一體”實踐教學(xué)模式，通過“請進來，走出去”提高實踐教學(xué)效果。

經(jīng)過多年的探索和積累，以“精化理論課、強化實訓(xùn)課、參與企業(yè)項目”為教學(xué)理念，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)已從單一的課程實驗發(fā)展為“三位一體”的實踐課程教學(xué)模式，即校內(nèi)前期培養(yǎng)、校企合作培養(yǎng)、校企聯(lián)合培養(yǎng)。

校內(nèi)前期培養(yǎng)通過課程實驗和課程設(shè)計來完成。課程實驗基于“理論+實驗”方式，是針對某一課程知識點設(shè)計的驗證型實驗。課程設(shè)計采用 “課程+案例+項目”方式，教師精心設(shè)計案例，將課程知識融入到案例中，案例包含文檔資料、數(shù)據(jù)、源代碼等，采用完全自主學(xué)習(xí)的方式。案例為項目“打樣”，要求學(xué)生參考案例，分小組完成一個項目的開發(fā)，案例與項目既相似又有區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生具備相應(yīng)的軟件開發(fā)的能力。

校企合作培養(yǎng)通過工程實訓(xùn)來完成，以“課程群+項目”方式促進課程深度融合，打通課程之間的界限。課程群教學(xué)團隊與合作企業(yè)交流溝通，明確培養(yǎng)目標(biāo)，確定項目內(nèi)容，基于項目驅(qū)動方式培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力。聘請企業(yè)有經(jīng)驗的軟件工程師負責(zé)工程實訓(xùn)的具體實施，使用當(dāng)前主流的開發(fā)工具和軟件技術(shù)。為了取得更好的實訓(xùn)效果，可以安排在期末考試后的一周時間，集中在專業(yè)實驗室進行全天封閉式集訓(xùn)，讓學(xué)生提前感受工作氛圍，掌握規(guī)范的軟件開發(fā)流程，提升軟件開發(fā)能力，培養(yǎng)團隊協(xié)作、溝通表達等軟技能。校企合作能夠很好地解決高校教師工程實踐能力不足的問題。2019 年春秋兩個學(xué)期，學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2019 級、2018 級、2017 級3 個年級工程實訓(xùn)安排見表2。

學(xué)校與東華軟件股份公司合作建立了省級校企聯(lián)合培養(yǎng)人才示范基地，為學(xué)生實習(xí)和就業(yè)提供了良好的平臺。

3）采用課內(nèi)與課外相結(jié)合，全面提升綜合能力。

鼓勵學(xué)生參加各類各級學(xué)科競賽，運用所學(xué)知識解決實際問題。學(xué)院要求學(xué)生在本科四年都要有參賽經(jīng)歷，院級比賽人人參與，選拔優(yōu)秀學(xué)生組隊代表學(xué)校參加省級、國家級的學(xué)科競賽，包括湖南省大學(xué)生計算機程序設(shè)計競賽、全國藍橋杯軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、中國大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國中醫(yī)藥院校大學(xué)生程序設(shè)計競賽等，舉辦“職業(yè)生涯規(guī)劃大賽”引導(dǎo)就業(yè)方向，提高職業(yè)素養(yǎng)。

表2 2019 年春秋兩學(xué)期工程實訓(xùn)安排

4 課程群建設(shè)成效

以學(xué)生為中心的課程群建設(shè)，整合課程資源形成教學(xué)合力，教學(xué)效果顯著，學(xué)生專業(yè)能力得到穩(wěn)步提高，專業(yè)自信不斷增強。學(xué)校教務(wù)網(wǎng)評教數(shù)據(jù)顯示，2019 年Java 開發(fā)課程群設(shè)置的課程總體平均分在95 分以上，得到了學(xué)生認可。近4年組織和指導(dǎo)學(xué)生參加各項學(xué)科競賽活動，獲得國家級及省部級學(xué)科競賽獎項80 多項，榮獲國家級和省部級一等獎10 余項。學(xué)生綜合素質(zhì)不斷提高，多名學(xué)生獲得國家獎學(xué)金和國家勵志獎學(xué)金等國家級獎項和榮譽；近幾年學(xué)院的畢業(yè)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量保持在較高水平，畢業(yè)生得到用人單位的好評，2018 年畢業(yè)生就業(yè)率為97.06%，2019 年畢業(yè)生就業(yè)率為95.70%，每年都有學(xué)生就職于百度、騰訊、深信服等知名企業(yè)。

5 結(jié) 語

基于面向能力和需求雙目標(biāo)的Java 開發(fā)課程群建設(shè)，在取得一定成效的基礎(chǔ)上，后續(xù)工作還須從以下幾方面著手：課程群建設(shè)的主體是教師，對教師專業(yè)知識水平和創(chuàng)新整合能力提出了很高的要求，推進課程群建設(shè)必須要更加重視教師的素養(yǎng)提升問題；科學(xué)合理評價課程教學(xué)質(zhì)量，進一步研究課程教學(xué)與工程教育認證畢業(yè)要求達成度問題；及時了解行業(yè)動態(tài)、準確掌握行業(yè)需求，能夠動態(tài)調(diào)整課程的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，才能保證課程群持續(xù)有效的開展。