工程認證背景下混合教學模式的課程建設研究
——以“Java 程序設計”課程為例

張 翔

（西安建筑科技大學信息與控制工程學院，陜西 西安 710055）

0 引言

在2015 年,李克強總理做了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》［1］的政府工作報告之后,我國各行業、各領域積極響應,與互聯網技術融合的速度越來越快,從而導致社會各行各業對軟件開發人員的需求增大。 計算機科學與技術和軟件工程專業為社會培養急需的軟件開發類的工程應用型人才,社會需求量大,畢業生就業率排名靠前,所以計算機科學與技術專業和軟件工程專業成為近些年來高考學生報考志愿填寫的熱門專業。 “Java 程序設計”課程作為專業基礎課程,與前期的“計算思維的培養”“程序設計基礎”“數據結構和后期的算法分析”“軟件項目分析”“軟件項目測試”等課程融會貫通,起到了一個橋梁作用,避免專業課程內容前后脫節。

1 目前存在的主要問題

“Java 程序設計”課程是將學生的問題分析能力、解決問題的設計能力、編程實踐開發能力、軟件測試與維護能力培養并貫穿起來的一門課程。 “Java 程序設計”課程要求學生需要學習的知識內容繁多,不僅僅需要掌握面向對象編程的基礎知識,還需掌握異常、IO、GUI、網絡編程、數據庫編程、多媒體編程等,具有很深的理論知識,還有很強的實踐性質,因此很多學習過的學生都覺得該課程十分“難學”。 除此之外,由于各個高校的很多專業基礎課程都在縮減教學課時,因此海量的教學內容和少量的教學課時之間的矛盾也日益突出。 信息技術迅猛發展,尤其是移動技術、人工智能技術近年來日新月異,“Java 程序設計”課程的教學內容沒有完全跟上時代和技術發展的最前沿。 本課程組針對“Java 程序設計”課程存在的突出問題,對課程建設進行改革,采用“工程認證為指導,使用線上線下混合教學模式”,按照工程認證的要求開發課程內容,充分利用互聯網技術,開展線上學習和線下學習的混合教學模式,解決現存問題,達到提升“Java 程序設計”課程教學效率和質量,培養學生獨立自主學習能力的目標。

2 以工程認證為指導的混合教學課程建設

2.1 以工程認證為指導的課程建設

“以產出為導向”是工程教育專業認證的目標,強調使培養目標要更加滿足社會的實際需求［2］。 本課程的對象是已修過“計算機科學導論”“C 語言程序設計”“面向對象方法學”“源代碼閱讀”等課程的軟件工程專業的二年級學生。 課程組老師結合學校學生實際情況下工程認證的要求,重新設計和修訂了“Java 程序設計”“Java 程序設計實驗”的相關課程教學大綱,形成了“Java 程序設計”相關課程在工程教育人才培養過程中對畢業要求的支撐點和支撐矩陣,確立了三大教學目標；開展了教學素材、教學資源的再設計工作,重新編寫了“Java 程序設計”的課程教案、多媒體課件。

根據工程認證的要求,課程組對課程進行持續改進。 根據對用人單位、往屆畢業生和應屆畢業生的調查反饋結果,課程組不僅僅對課程的教學目標、教學任務和教學內容進行了調整和改進,還重點對實驗教學體系、實驗內容進行改進,進一步加強了Java 實驗準備工作并改善了實驗條件。 通過提升課程實踐環節的教學質量,達到滿足軟件產業的人才需求目標,保證培養出來的學生符合工程應用型人才的要求。

課程組根據工程認證的要求完成“Java 程序設計”教學大綱、多媒體課件、講義更新,確立了支撐計算機科學與技術專業本科人才培養方案中畢業要求的教學目標。

(1）掌握Java 程序開發過程；熟悉Eclipse 集成開發環境；掌握Java 的數據類型和使用；掌握類的相關知識和類的設計方法以及程序的調試技術；掌握Java 的異常處理機制,采用面向對象技術完成信息的抽象。

(2） 掌握 Java 抽象窗口工具 (Abstract Window Toolkit,AWT）包中常用組件的使用方法；掌握事件處理機制,對不同的事件使用相應的事件處理方法；掌握多線程處理機制；掌握輸入輸出流的讀寫方法和步驟；掌握Java 網絡基本知識。 針對復雜工程問題,結合面向對象技術完成問題的求解模型。

(3）能夠結合具體應用案例,運用本課程的面向對象技術、網絡技術、圖形用戶界面、多媒體、輸入輸出流技術,設計出有效合理的項目方案,并編程實現,從而完成具體問題的處理。

2.2 基于線上線下的混合教學模式設計

混合教學是近些年出現的一種新型的教學模式［3］。 “互聯網+”教學背景下,開展線上線下混合教學模式的“Java 程序設計”教學,除了為學生構建盡可能豐富的課程資源之外,還需要為學生設置多元化的教學情境。 將項目實例與網絡教學教情境理論融合在一起,從而加深學生對理論知識的理解和掌握,為“Java程序設計”課程教學的順利開展打下良好基礎。

圖1 課程混合教學模式

課程組借助超星平臺完成“Java 程序設計”的在線學習平臺建設,分別在信控學院的軟件2018 級和計算機 2018 級、2019 級、2020 級的“Java 程序設計”教學過程中使用。 課程網站資料30 個,章節109 個,任務點40 個,非章節任務點69 個,視頻80 個,視頻總長度1 110分鐘,題庫試題數155 題,課程訪問量285 030。

圖2 課程網站首頁

3 結語

課程以工程認證為指導進行課程內容的改革,確立了培養目標。 利用混合教學的優勢,建立了“線上學習—線下討論—線下實踐”的教學模式,解決了教學內容多和教學課時少的矛盾。 通過混合教學,Java 相關課程教學克服了傳統教學的局限性,從而更有利于培養滿足社會需求具有較強實踐能力、自主學習能力和團隊合作能力的計算機軟件人才。