工程教育認證背景下的“面向對象程序設計（Java）”課程建設及實施路徑研究

文立玉 鐵菊紅 郭本俊

摘 要：文章基于工程教育專業認證的核心理念以及《工程教育認證標準》中對軟件工程專業學生畢業要求提出的課程要求，結合“面向對象程序設計（Java）”課程的教學目標，對課程教學進行思考和探討，設計課程目標/能力達成方案，并分析課程教學中實施該方案的效果。

關鍵詞：華盛頓協議;工程教育認證;OBE

0 引言

《華盛頓協議》是一項工程教育本科專業認證的國際互認協議，我國已于2016年6月正式成為其第18位成員，通過中國工程教育專業認證協會認證的工科專業的本科學位可以得到《華盛頓協議》其他組織的認可。而工程教育專業認證的核心理念是以學生為中心、產出導向教育（Outcome Based Education，OBE）和質量持續改進。

1 工程教育認證背景下及OBE教育模式下對于軟件工程專業本科生培養的新要求

《華盛頓協議》對畢業生要求非常高，其注重的是對于實際工程的分析、項目問題的解決處理和團隊協作等綜合實踐能力[1]。工程教育認證背景下及OBE教育模式下課程的設計與構建發生了改變，從以學生掌握知識為中心轉變為了以學生學習產出為中心，對學生的培養要求也就發生了改變。

本校軟件工程學院2018版軟件工程專業畢業要求包括 12個一級指標，每個一級指標又分解為多個二級指標，“面向對象程序設計（Java）”課程承擔了畢業要求指標中的設計/開發解決方案和使用現代工具這兩個指標中的部分二級指標，課程的改革與實施基于課程OBE目標、承擔的畢業要求指標以及課程在專業人才培養中的地位等內容展開。

2 課程建設

2.1? 課程OBE執行方案設計

2.1.1? 課程目標

“面向對象程序設計（Java）”課程目標包括：能夠編寫、編譯、運行簡單的Java應用程序;能夠基于Java語言語法基礎編寫Java程序，解決實際問題;能夠基于面向對象程序設計的思想，使用Java語言創建與使用Java類與對象;能夠創建和引入包;能夠使用Java語言定義父類、子類;能夠定義和使用抽象類與接口;能夠基于Java異常機制，在Java程序中捕捉和處理異常;能夠基于Java集合框架、Java I/O編程、Java多線程編程和網絡編程等知識編寫程序解決問題;能選擇合適的Java開發工具進行任務或功能的實現。

2.1.2? 課程承載的畢業要求指標點及支撐設計

課程主要承載兩個畢業要求指標點：（1）設計/開發解決方案（指標3.2）：能夠設計或實現滿足特定需求的模塊或算法流程;（2）使用現代工具（指標5.2）：能夠選擇與使用恰當的儀器、信息資源、工程工具和專業模擬軟件，對復雜工程問題進行分析、計算與設計。為支撐這兩大畢業要求指標點，文章結合課程OBE目標和課程內容、教學方法和OBE教學方案進行了設計。

（1）教學方法。

線上線下混合式教學[2]+同伴式教學[3]+翻轉課堂。線上線下混合式教學是以信息技術多種教學手段進行教學的新的教學形式，本課程以線下教學為主，輔以線上電子資源的充分利用，引導學生主動參與學習。同伴教學法是以問題為基礎展開的一種以學生為中心的小組討論式教學。在授課前，教師提供精心設計的問題清單;在課堂上，組織小組討論和全班性討論，在小組討論中讓學生對問題清單中的相關概念進行解釋，并幫助同組同學理清問題，形成正確的理解;在全班性討論中，教師在討論過程中對問題、概念及概念之間的關聯進行補充和延展。本課程選擇了部分章節作為翻轉課堂的內容，主要是第2章“Java語言基礎”中的內容，由于學生已有C語言的基礎，教師引導學生通過比較C語言和Java語言語法基礎的異同，再通過教師提供的視頻學習資源自行學習，學生將自己理解的知識在課堂上闡述出來，教師加以補充和拓展。

（2）OBE教學方案設計。

針對指標3.2，各章的教學設計主要為：第一，案例教學：基于案例程序幫助學生理解相關知識點。第二，同伴教學：根據每一章具體內容設計問題清單，基于問題清單討論、補充和延展。第三，實踐教學：每一章都設計實踐內容，每個學生根據任務要求，獨立完成。第四，反轉課堂：第2章第? ? ? ? 1～6小節，學生在課前使用老師提供的教學視頻進行學習，在課堂上討論Java與C語言在數據類型、變量定義、語句結構、數據類型轉換等方面的異同。

針對該指標5.2，第1～9章的教學設計為：第一，在課程過程中演示文檔編輯工具、圖表繪制工具、代碼編寫工具的使用。第二，實踐環節：使用代碼編輯工具完成功能的實現;使用文檔編輯工具、圖表繪制工具編寫課程實驗報告。

2.2? 課程考核及量化指標設計

在開課初期，基于畢業要求指標點和課程目標，對課程考核及量化指標的權重設計如下。

（1）針對指標3.2，課程目標1（能夠編寫、編譯、運行簡單的Java應用程序），實驗1—2、期末考試分別占本課程目標考核環節的0.25，0.25和0.5，占整個課程目標的0.2;課程目標2（能夠基于Java語言語法基礎編寫Java程序解決實際問題;能夠基于面向對象程序設計的思想，使用Java語言創建與使用Java類與對象;能夠創建和引入包;能夠使用Java語言定義父類、子類;能夠定義和使用抽象類與接口）：實驗3—4、期末考試分別占本課程目標考核環節的0.25，0.25和0.5，占整個課程目標的0.2;課程目標3（能夠基于Java異常機制，在Java程序中捕捉和處理異常）：實驗5、期末考試分別占本課程目標考核環節的0.5和0.5，占整個課程目標的0.1;課程目標4（能夠基于Java集合框架、Java I/O編程、Java多線程編程和網絡編程等知識編寫程序解決問題）：實驗6—9、期末考試分別占本課程目標考核環節的0.1，0.1，0.1，0.1和0.6，占整個課程目標的0.5。

（2）針對指標5.2，課程目標5（能選擇合適的Java開發工具進行任務或功能的實現）：實驗1—9的本課程目標考核環節指標權重分別為：0.1，0.1，0.1，0.15，0.1，0.15，0.1，0.1，0.1。

3 “面向對象程序設計（Java）”課程實施效果分析

3.1? 2018級“面向對象程序設計（Java）”課程考核分析

2018級共有440名學生選課，通過對學生的考試成績、平時過程化考核和量化指標的計算，課程定量達成情況分析如表1所示。

根據整個2018級課程的實施情況來看，課程達成情況較好，在后續課程的開展中，對課程目標5的達成要進行持續改進。

4 結語

在工程教育認證背景下，本研究采用線上線下混合式教學、同伴式教學、翻轉課堂和案例教學等方式，以出口為導向，對課程內容進行整合，精細化教學環節，對能力達成方案進行設計和實施，目前取得比較好的效果，在OBE持續改進的理念下，在后期課程中對某些細節進行完善，以達到更好的教學效果。

[參考文獻]

[1]宋歌.《華盛頓協議》視域下的課程體系建構理念探析[J].高教研究與實踐，2020（1）：62-65.

[2]李歡.基于混合式教學模式的教學改革探索與實踐[J].高教學刊，2016（4）：133-134.

[3]馬祖爾.同伴教學法[M].北京：機械工業出版社，2011.

（編輯 王永超）