JavaEE課程教學改革探索＊

丁 勇，朱長水，吳許俊

（南京理工大學泰州科技學院計算機科學與工程學院，江蘇 泰州225300）

JavaEE作為一種開發技術和平臺，具有較強的跨平臺性、可移植性，已經成為大多數Web應用系統的開發標準[1-2]。JavaEE課程作為一門綜合性較強的專業課程，主要講解Java EE平臺搭建，JSP、Servlet、JavaBean、JDBC、JSTL等技術以及MVC模式、O/R Mapping框架的使用[3]。課程要求學生掌握Eclipse、ⅠDEA等集成開發環境的使用，掌握Web應用系統開發的基本流程和方法[4]，掌握Spring、Mybatis、Hibernate等主流開發框架的使用，掌握Tomcat等應用服務器軟件的配置和使用，掌握JavaEE連接Oracle/SQLServer/MySQL數據庫的方法。學生學習這門課程既運用到前面學習的HTML、CSS、JQuery等Web前端技術，又運用到Java程序設計以及數據庫的相關知識，因此這門課程對提升學生面向對象編程和綜合應用開發的能力有著十分重要的意義。

1 JavaEE教學現狀

1.1 教學內容滯后

目前大多數院校的教學內容延續了傳統JavaEE課程的內容，偏重對JSP、Servlet、JavaBean、JDBC數據庫編程等知識的講解，忽略了對Web系統架構、MVC編程模式、Web框架等知識的講解，使這門課程變成了Java語言的“升級版”課程[5-6]，造成學生學完這門課程，只能編寫一些簡單的JSP或Servlet程序，存在編程邏輯不清晰，沒有MVC編程思想，不會封裝JavaBean組件，不會配置數據庫連接池、處理數據庫并發等問題。

在Web框架的教學過程中，部分教材仍然使用傳統SSH（Struts、Spring、Hibernate）三大框架，Struts框架幾乎已被淘汰，沒有融入SpringCloud、SpringBoot等新的開源平臺和框架技術，造成理論脫離實踐[7]。同時，教師往往只注重教學生如何配置和使用框架，忽略對框架背后基本原理的講解，比如對象關系映射（O/R Mapping）、容器（Container）、依賴注入（DⅠ）、控制反轉（ⅠOC）、面向切片編程（AOP）等，導致學生只知其然，而不知其所以然，當系統環境或配置參數出現問題無法追根溯源，或程序一旦出現錯誤就不會調試[8]。

1.2 教學方法滯后

目前普遍采用的授課和PPT結合的“灌輸式”教學方法，已不適應這門課程的教學，因為本課程是一門對綜合性編程能力要求較高的課程，僅僅對某個知識點的講解再輔以簡單的demo程序，并不能將前后知識點“串”起來，缺少連貫性和系統性。如，在講解JSP時學生不知道其在整個Web系統開發中主要用于表示層顯示，卻在JSP中寫了大量的業務邏輯代碼。講解JDBC編程時學生不知道為什么要封裝DAO、如何封裝DAO以及數據層和業務邏輯層之間的關系等。

傳統的JavaEE授課一般是教師邊講理論，邊演示程序，課堂效率不高。沒有合理分割教學內容，未充分利用網絡教學平臺實現線上線下混合式教學。JavaEE課程的很多實踐性教學內容，可以將操作過程錄制成視頻，供學生課前或課后線下反復觀看。課堂有限的時間應側重于基本原理和程序難點的講解，教師不需要逐行演示完整的程序，重點應講解關鍵的編程思想和邏輯，學生課后可通過線上OJ（Online Judgment）平臺自動評測自己寫的程序。

2 JavaEE教學改革

2.1 教學內容改革

強化立德樹人，根據課程特點，深入挖掘課程中蘊含的思想政治教育元素，全面開展課程思政，將國家安全意識、工匠精神等融入到知識點中，如：講授開源框架時讓學生理解和遵循GPL協議，懂得保護知識產權，遵守各類法律法規；講授數據庫連接時強調如何避免SQL注入以及數據庫安全的重要性，提高學生的信息安全意識，自覺維護網絡安全和國家安全；編寫代碼時要求學生規范格式，培養嚴謹細致的學習和工作作風；以Java代碼的嚴謹性培養學生精益求精的大國工匠精神，以從面向過程到面向對象的思維模式培養學生與時俱進的發展觀；通過課程思政引導學生樹立正確的理想信念與價值取向。

關注行業產業發展趨勢，及時將學術、科技發展前沿融入課程教學內容，滿足創新性人才的培養需求。通過廣泛調研，獲取Java/JavaEE軟件開發工程師崗位對本課程的新要求，重新制定課程目標，充分體現知識、能力、素質的有機融合。優化課程教學大綱，重新梳理章節和教學內容，提煉重難點，刪除陳舊知識點，增加一些反映JavaEE技術發展趨勢和廣泛應用的新技術，拓寬學生的知識面。如，在新的教學大綱中，增加了MVC模式、Spring MVC、Mybatis框架，刪除了Struts、Hibernate框架；增加了JDBC數據庫開發的授課學時，重點突出JDBC封裝數據庫操作的方法；擴展了存儲過程、觸發器、連接池、并發控制等內容的講解；拓展了SpringBoot、nosql數據庫等前沿知識。教學內容體現因材施教，因為每個學生的基礎和編程能力不同，不能讓基礎薄弱的學生對課程有畏難心理，注重培養他們的學習信心和興趣；對編程能力較強的學生要加大內容的廣度和深度，加強實踐和創新能力的培養，體現“挑戰度”。每個知識點都要定義基礎和提高2個不同層次的要求，遵循由淺入深、由易到難的原則進行講解。如，JSP編程部分的基礎要求為在JSP頁面中通過指令標記、動作標記、內置對象編寫Java腳本，提高要求為封裝JavaBean，在JSP頁面中通過動作元素訪問JavaBean。JDBC編程部分的基礎要求為掌握JDBC連接數據庫并能進行增刪改查等基本操作，提高要求為理解事物的原理，應用PL/SQL編程語言封裝存儲過程，并通過JDBC進行調用。

2.2 教學方法改革

采用項目驅動式教學，通過項目分析、設計、實施、測試等全流程的鍛煉，培養學生的系統思維、編程思維、計算思維等。遴選幾個貼近學生實際生活的項目案例（如網上購物系統、圖書管理系統、外賣點餐系統），首先讓學生完成系統需求分析，運用數據庫課程的相關知識設計數據庫；然后，按照表現層、控制層、邏輯層、DAO層搭建好JavaEE系統開發框架；最后，按照章、節、知識點3個層次，將項目分解為一個個小的功能模塊。學生每學完一個章節，就能完成一個功能模塊，并能進行功能測試。比如，學完JSP時，可以在JSP頁面中編寫Java腳本，完成簡單的注冊和登錄界面；學完JavaBean時，可以從JSP中提取Java腳本封裝為JavaBean；學完JDBC編程時，可以增加數據庫操作的功能；學完MVC模式時，再將程序拆分為Model-View-Controller；學完持久層框架時，可以配置O/R Mapping文件，簡化封裝JDBC操作的代碼。將項目貫穿整個教學過程，不僅可以加強學生對知識點的全面掌握，而且能培養學生的項目實訓和管理能力。

強化實踐教學，設計以提高實踐能力為引領的“基礎實踐→綜合實踐→創新實踐”三層次遞進式實踐教學課程內容，減少驗證性實驗項目，增加設計性、綜合性實驗項目，培養學生融會貫通的能力。引入垂直整合項目化（VerticallyⅠntegrated Project）的教學方式，建立項目池，搜集來自行業、企業、教師科研的典型項目案例，通過實踐教學讓學生循序漸進參與到項目中來。如，市科技支撐計劃社會發展項目、學院的網站、教務的管理系統、招辦的招生系統、學工的畢業生管理系統、后勤的宿舍管理系統，都可以通過省/校級大學生創新創業訓練計劃項目的形式立項，讓學生以團隊的形式參與開發。同時，為了保證項目的延續性，讓后續學生也能參與到項目中，需要不斷規范和積累項目開發文檔，自編成《JavaEE技術基礎》《JavaEE項目開發實訓》等校本實踐教材，并應用于教學和項目實訓，取得了較好的效果。

加強現代信息技術與課程教學的深入融合，利用中國大學MOOC、超星泛雅等平臺自建線上課程，提供優質的課程資源。安排20%～30%的教學時間實施線上自主學習，針對每個教學單元，把傳統課堂講授的內容通過觀看視頻、查閱資料、完成自測題等線上方式前移，讓每個學生都帶著較好的知識基礎走進教室，保障課堂教學質量。線下教學針對課程中的重難點，通過翻轉課堂、分組討論、頭腦風暴等方式，激發學生學習主動性，打造線上線下混合式課堂。利用網絡教學平臺記錄、監測學生學習情況，利用大數據技術深度了解學生的學習習慣和規律，預測學生的行為，并用于引導學生優化學習過程。利用題庫系統記錄學生答題情況，針對做錯的題目，智能推薦同類型的題目，做到有的放矢。

2.3 教學評價改革

創新課程考核方式，建立以學生能力考核為導向、線上線下相結合的過程化成績評價體系。注重過程考核，采用筆試、機試、項目演示、答辯等多樣化的靈活考核方式，凸顯對學生工程實踐能力考核。本課程設計線上評價包括自主學習（包括視頻觀看、資料學習、在線自測、課前準備工作等，占20%）、課堂測試（占10%）、作業（占10%)、實驗（占10%）等環節的完成情況，線下評價包括OJ平臺刷題（占10%）、上機考試（占20%）、項目答辯（占20%）3部分，實現對學生課程學習投入度、知識點掌握度、能力達成度、課程目標實現度等多維度的評價與考核。

3 課程改革成效

課程改革初顯成效，主要體現在：①學生成績逐步提高，課程成績與改革前對比發現，近2屆學生的平均分分別提升了3.6分和4.2分，及格率提升2.3%和2.6%；與同期平行班級成績對比發現，本班平均分和及格率分別高出3.5分和1.2%，且成績分布趨于合理，絕大部分同學達到課程期望目標。②學生編程能力大幅提升，能夠靈活應用JavaEE技術進行項目開發，并順利完成畢業設計。近2年，有12名同學開發的項目獲批江蘇省大學生創新創業訓練計劃項目，獲軟件著作權10項，36名同學在全國Java程序設計大賽、藍橋杯全國軟件和信息技術專業人才大賽中獲獎。實習單位、用人單位也一致認為，本專業學生“編程基本功好、代碼規范，解決問題能力強，融入團隊快”。

4 總結

經過幾年的探索和實踐，JavaEE課程教學大綱經過了2輪修訂，收集了5個完整的項目案例庫，完成1項JavaEE課程教學改革項目，自編了2本校本教材。學生對課程的學習興趣較高，學習成績和編程能力取得了顯著提高。當然，在課程教學過程中仍然存在一些不足，比如對Java編程模式、JavaEE應用框架的講解不夠深入，學生的編程思維和能力還有待進一步提升等，在今后的教學改革中需要進一步改進和完善。