基于CDIO的Java平臺課程教學(xué)新方式的探討

解紹詞，代勁

摘要：Java語言相關(guān)課程在計算機(jī)相關(guān)專業(yè)被廣泛開設(shè)，其傳統(tǒng)教學(xué)一般由理論課和實驗課組成，教學(xué)過程中存在如下問題：填鴨式理論課程授課方式嚴(yán)重削減學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實驗課時間拖后造成學(xué)生的理論與實踐的同步脫節(jié)等。文章以CDIO教學(xué)模式理念為基礎(chǔ)，就如何準(zhǔn)確定位教學(xué)目標(biāo)、細(xì)化能力指標(biāo)、實踐與知識相結(jié)合、開展以階段性項目為中心的教學(xué)以及建立合理的評估方法等方面對“Java平臺”課程教學(xué)進(jìn)行研究，使達(dá)到教學(xué)環(huán)境統(tǒng)一化、教學(xué)手段與時段無縫化、教學(xué)內(nèi)容工程化和學(xué)習(xí)評估合理化，形成合格的混合型師資團(tuán)隊，為提高教學(xué)質(zhì)量、使學(xué)生真正走上“工程化”人才之路提供應(yīng)有的保障。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程化人才；Java平臺課程

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2013）50-0035-03

一、Java語言課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

Java語言是面向?qū)ο缶幊讨兄匾木幊陶Z言之一，在計算機(jī)相關(guān)專業(yè)，甚至其他專業(yè)中，Java語言相關(guān)的專業(yè)課程被廣泛開設(shè)。Java語言程序設(shè)計是實踐性非常強(qiáng)的一門課程，一般由理論課和實驗課組成。在傳統(tǒng)教學(xué)中，理論課會分章節(jié)介紹Java語言及相關(guān)技術(shù)，教師都是先從概念上開始講解，比如什么是類，什么是多線程，什么是JDBC，然后使用一些Java程序來介紹相關(guān)語法和編程規(guī)范，最后通過一些小的實例讓學(xué)生結(jié)合實際掌握相關(guān)技術(shù)的用法。同時在實驗課上，教師會針對每個章節(jié)的知識點(diǎn)讓學(xué)生通過練習(xí)進(jìn)一步熟悉Java語言的一些特性及用法，鍛煉獨(dú)立編程和解決問題的能力。但是這種當(dāng)前普遍采取的教學(xué)方式，還存在以下不足：

課堂教學(xué)形式陳舊，都是以教師為中心進(jìn)行灌輸式的教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生上課注意力很難集中，師生之間缺乏互動，課堂效果不理想。這門課程涉及知識點(diǎn)多，但各個章節(jié)內(nèi)容比較分散，連貫性差，不同的知識點(diǎn)相對獨(dú)立，難以讓學(xué)生對Java語言形成一個整體的感受，部分學(xué)生在學(xué)后面的知識點(diǎn)時，前面的內(nèi)容已經(jīng)忘掉，會影響后續(xù)課程的展開。學(xué)完整門課程后，學(xué)生只感覺多學(xué)了一門編程語言，學(xué)習(xí)成就感和成果激勵性差，很難體會Java語言在解決實際問題中的功效，更無法將其應(yīng)用在實際的項目中，一定程度上影響到學(xué)生將來的就業(yè)。雖然實驗課的設(shè)置讓學(xué)生有了動手編程的機(jī)會，但往往是教師為了讓學(xué)生掌握理論課中的概念和Java語法，實驗課前生搬硬套地出一些題目，實驗課中學(xué)生只是為了完成任務(wù)而做實驗，動力不足，主觀能動性差，缺乏真正參與項目的成就感。傳統(tǒng)的卷面測試也使部分學(xué)生產(chǎn)生了只要背背知識點(diǎn)通過考試就行、實踐無所謂的錯誤觀念，忽視了學(xué)生課程學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

二、我校軟件學(xué)院“Java平臺”課程教學(xué)存在的問題

我校軟件學(xué)院在建院初始就開設(shè)了《Java語言程序設(shè)計》、《Web編程》、《J2EE》等相關(guān)課程。隨著學(xué)院教學(xué)的改革，Java相關(guān)課程被劃入“Java平臺”課程，主要講授JavaSE、JavaEE、Android手機(jī)程序開發(fā)等內(nèi)容。由于前期教學(xué)經(jīng)驗與實際條件的限制，在學(xué)院以往的“Java平臺”課程教學(xué)中存在如下問題：

（1）填鴨式理論課程授課方式嚴(yán)重削減學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)理論課授課方式，學(xué)生是一種被動填鴨的情況，只能眼睜睜看著老師講課和演示實例，心里想動手調(diào)試屏幕上的程序但是卻不可。長此以往，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會大大減少，會把程序或者編程開發(fā)步驟作為一種理論知識來看待，混淆編程真正的方式和含義。例如Java Web相關(guān)課程，根據(jù)以往的授課經(jīng)驗，大部分內(nèi)容都是講述系統(tǒng)開發(fā)步驟、配置方式、SSH模塊搭建等，如果用純理論課的授課方式，學(xué)生會容易陷入到枯燥的步驟演示之中，很難通過純粹的被動聽講來記憶和掌握這些步驟。而真正在實驗課實踐時，又會由于記憶脫節(jié)而再回過頭來復(fù)習(xí)復(fù)雜的步驟，效果很差。

（2）配套實驗課時間拖后，造成學(xué)生的理論與實踐的同步脫節(jié)。傳統(tǒng)的授課方式，理論課程之后幾天甚至幾周才開始上配套的實驗課程。大部分學(xué)生會由于理論與實踐的不同步，造成實驗課效率很低。

三、基于CDIO的教學(xué)新方式的探索研究

CDIO工程教育理念是從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理論，并成立了CDIO命名的國際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運(yùn)行（Operate），以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。我院相關(guān)Java平臺課程教師群以CDIO教學(xué)模式理念為基礎(chǔ)，就準(zhǔn)確定位教學(xué)目標(biāo)，細(xì)化能力指標(biāo)，實踐與知識相結(jié)合，開展以階段性項目為中心的教學(xué)以及建立合理的評估方法等方面對“Java平臺”課程教學(xué)進(jìn)行改革，達(dá)到“Java平臺”課程的教學(xué)環(huán)境統(tǒng)一化、教學(xué)手段與時段無縫化、教學(xué)內(nèi)容工程化和學(xué)習(xí)評估合理化，形成合格的混合型師資團(tuán)隊，為提高教學(xué)質(zhì)量、使學(xué)生真正走上“工程化”人才之路提供應(yīng)有的保障。在整門課程教學(xué)中，要體現(xiàn)以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位——按照“實際、實用和實踐”的教育思想，堅持“學(xué)中做，做中悟”的原則，以理解、編程和應(yīng)用為教學(xué)目標(biāo)，通過理論課和實驗課的結(jié)合，讓學(xué)生積極主動地參與到課程的學(xué)習(xí)中?；谏鲜龇治鲅芯浚J(rèn)為應(yīng)該在如下幾個方面對課程教學(xué)進(jìn)行改革研究：

1.制定適合CDIO思想的課程授課方式與授課內(nèi)容。基于CDIO的思想，從授課內(nèi)容、授課方式等方面都要體現(xiàn)從理論設(shè)計到動手運(yùn)行的授課主線，因此，傳統(tǒng)的授課方式與教學(xué)內(nèi)容必須進(jìn)行改革。改革研究內(nèi)容如下：教學(xué)環(huán)境統(tǒng)一化。從彼此分開隔離的環(huán)境（教室與實驗室），統(tǒng)一安排到具有教學(xué)設(shè)施的機(jī)房中。教學(xué)手段無縫化。將理論課與實驗課教學(xué)進(jìn)行融合，不再具體指定理論課時與實驗課時的界限，根據(jù)教學(xué)進(jìn)程與學(xué)生實際情況，靈活即時性地進(jìn)行安排。教學(xué)時段之間不存在了之前的理論與實踐的脫節(jié)效應(yīng)，做到了時段之間的無縫化。另外，還要合理安排每次授課課時數(shù)，保證每次達(dá)到學(xué)生最佳的知識吸收效果。教學(xué)內(nèi)容工程化。傳統(tǒng)教學(xué)方式使得教學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)比較分散，學(xué)生沒有集中學(xué)習(xí)的條件，記憶比較困難。改革后的教學(xué)內(nèi)容配合新的教學(xué)方式與課時安排，應(yīng)更注重工程化內(nèi)容教授，以模塊化、項目驅(qū)動為目標(biāo)，合理規(guī)劃授課內(nèi)容的模塊，選擇適當(dāng)?shù)膶嶋H項目案例。讓學(xué)生真正走上“工程化”人才之路。

2.建立合理的課程考核制度，形成工程類課程學(xué)習(xí)評估體系。傳統(tǒng)書面考試的方式，學(xué)生在期末考試之前單純記憶、背一些知識點(diǎn)來應(yīng)付考試，這就忽略了Java語言真正的學(xué)習(xí)意義，即自身實踐工程能力的培養(yǎng)。新的課程考核制度，應(yīng)該針對學(xué)生綜合能力為考核目標(biāo)，包括學(xué)生課上表現(xiàn)、動手能力、知識點(diǎn)掌握程度、工程項目開發(fā)等方面的綜合考核。

3.構(gòu)建合格的“Java平臺”師資團(tuán)隊，培養(yǎng)混合型師資力量。傳統(tǒng)的“Java平臺”課程教學(xué)中，理論課與實驗課教師大部分進(jìn)行了分離，這種情況造成了教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解不一致的情況，不利于教學(xué)質(zhì)量的提高。新的教學(xué)方式要求教師具有理論與實踐能力，能夠合理靈活地將理論與實踐相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生更好地適應(yīng)新的教學(xué)模式。因此，構(gòu)建和培養(yǎng)混合型師資力量是項目改革的內(nèi)容之一。

四、課程改革成果與下一步工作

基于上述教學(xué)改革理念，我校軟件學(xué)院對Java平臺課程的授課方式進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，將課程的授課場所從教室“搬到”到機(jī)房。改革后的授課方案大致如下：每學(xué)期每門Java平臺課程共64學(xué)時（48/16）全部在機(jī)房授課；每周1次課，共需16周；采用4節(jié)連上方式，保證每次理論內(nèi)容的含量；每個教師帶2個班學(xué)生（60人左右）為宜；機(jī)房斷外網(wǎng)，保留內(nèi)網(wǎng)，便于聯(lián)網(wǎng)調(diào)試程序；機(jī)房內(nèi)需要投影、幕布、教師用機(jī)各一部。新的授課方式帶來了新的教學(xué)思路，教學(xué)計劃等隨之進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。但是由于第一次進(jìn)行這種方式的授課，因此相關(guān)專業(yè)教師認(rèn)為在以下幾個方面都還不成熟，有待研究與提高。

1.對Java平臺授課方式進(jìn)行進(jìn)一步研究，對Java平臺授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，制定切實可行的授課方案，以適應(yīng)新的授課方式。以往的理論課考慮到在教師授課，授課內(nèi)容以純理論+簡單示例為主；而實驗課則布置固定的題目，知識實踐層次與范圍比較窄。新的授課帶來了新的教學(xué)思路，也帶來了新的工作挑戰(zhàn)。雖然授課方式從以往的“填鴨式”與“斷層式”教學(xué)改為了“邊講邊學(xué)，邊做邊練”的方式，但是由于新的方式才剛剛實施，所以顯得比較機(jī)械。下一步需要研究如下內(nèi)容：新的授課方式要求內(nèi)容適合“學(xué)中做，做中悟”的方式，首先每節(jié)課應(yīng)該注意知識點(diǎn)講解的時間分配、配套實例的難度選擇、學(xué)生理論知識接受程度與實踐完成情況的把握等方面；而且宏觀上應(yīng)該對課程進(jìn)度與內(nèi)容結(jié)構(gòu)分配有合理的掌控，例如知識體系講述、重點(diǎn)難點(diǎn)知識點(diǎn)講解、綜合項目實例集中實訓(xùn)等，都應(yīng)該合理分配課時。

2.新的授課方式也對課堂教學(xué)的監(jiān)督與掌控提出了新的要求。首先，由于學(xué)生學(xué)習(xí)水平的參差不齊，留給學(xué)生練習(xí)的時間不易把控。過多會影響教學(xué)進(jìn)程進(jìn)度，過少則會有學(xué)生練習(xí)達(dá)不到要求。還有就是學(xué)生在練習(xí)過程中出現(xiàn)問題時，教師有時過忙不能及時響應(yīng)。另外，學(xué)生練習(xí)效果的檢查工作也是一個需要研究和思考的問題。

3.課程評估考核方式的改革。新的教學(xué)方式基于工程化教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生動手實作能力為主，傳統(tǒng)的書面考試不適應(yīng)這類課程的考核方式。但是由于時間倉促，無法制定新的、合理的評估考核方式，因此在上學(xué)期仍采用了期末書面考試的形式。下一步需要研究合理的考核機(jī)制，通過多維度、多方式的考試機(jī)制，例如考勤、課上練習(xí)表現(xiàn)、作業(yè)（課上課外）、綜合實例開發(fā)、上機(jī)考試等眾多環(huán)節(jié)和因素進(jìn)行綜合考評。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶勇芳，商右慧.CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）.

[2]孔宇強(qiáng)，鄭志材，張晶.基于實踐能力的“java語言程序設(shè)計”課程改革與探析[J].才智，2009，（3）.

[3]招啟東.項目實訓(xùn)在Java課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].時代教育，2008，（9）.

[4]辛動軍.中國電力教育[J].面向?qū)嵺`的“軟件工程”課程教學(xué)方法探討，2010，（6）.

[5]項薇.基于CDIO理念的《工作研究與分析》創(chuàng)新教學(xué)[J].寧波大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2010（5）.

[6]Edward F.Crawley.重新認(rèn)識工程教育—國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].顧佩華，譯.北京：高等教育出版社，2009.

[7]殷旭，郁景繁.基于CDIO教育模式學(xué)生學(xué)習(xí)評估方法的探索[J].高教論壇，2010，2（2）.

基金項目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目《基于移動云計算的自主式移動學(xué)習(xí)平臺研究與實踐》（項目編號：132023）

作者簡介：解紹詞（1979—），男，河北邢臺人，碩士，講師，研究方向為分布式計算、通信軟件等；代勁（1978—），男，博士，副教授，研究方向為智能信息處理、數(shù)據(jù)挖掘等。