借鑒CDIO理念，建設(shè)Java系列課程

劉志剛 杜娟 劉曉明 高雅田

[摘要]CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），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)知識。在CDIO模型的框架下開展實踐教學(xué)，能夠使學(xué)生達(dá)到較強(qiáng)的實踐能力水平。Java系列課程是實踐教學(xué)體系中重要課程，貫穿了軟件基礎(chǔ)、軟件設(shè)計開發(fā)、web開發(fā)等多個方面，主要包括java程序設(shè)計、JSP程序設(shè)計、JSP課程設(shè)計以及java企業(yè)級開發(fā)技術(shù)，課程按照CDIO思想以及其內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系縱向組織，在大綱、教材、實踐、資源、教師隊伍建設(shè)等各個方面進(jìn)行合理規(guī)劃和實施，取得了顯著的教學(xué)效果。對于其他實踐性強(qiáng)的課程也具有一定的指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]CDIO Java系列課程 實踐教學(xué) JavaEE 課程建設(shè)

[中圖分類號]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

在高校傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，各門課程之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)；學(xué)生的學(xué)習(xí)的連續(xù)性和實時性不夠；系列課程的設(shè)置斷層，對某方向知識的教授深度不夠，導(dǎo)致學(xué)生“學(xué)難致用”，需用人單位二次培養(yǎng)；對于系列課程的教材、課件、輔助教學(xué)手段等不能很好地有機(jī)結(jié)合和利用；學(xué)生對企業(yè)環(huán)境及企業(yè)文化缺少認(rèn)識，不能快速進(jìn)行角色轉(zhuǎn)變等。以上的諸多問題導(dǎo)致了高校人才培養(yǎng)與用人單位難以順利接軌。目前許多高校已經(jīng)開始了對傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是工程教育的新理念。它強(qiáng)調(diào)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)知識。這樣的教育理念與Java系列課程建設(shè)聯(lián)系起來可以起到很好的教學(xué)效果。

一、CDIO介紹

2001年，美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院合作開發(fā)了CDIO工程教育模型。該模型不僅繼承發(fā)展了歐美20多年以來的工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)提出了能力培養(yǎng)、實施過程、實施指導(dǎo)和結(jié)果檢驗12條標(biāo)準(zhǔn)，具有很強(qiáng)的可操作性[1]。

在國內(nèi)，自2006年起就已經(jīng)對CDIO理念在大學(xué)教育中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，汕頭大學(xué)是第一個高校CDIO成員。之后，在幾個重要的CDIO大型會議中許多知名大學(xué)的專家學(xué)者對當(dāng)前高等工程教育存在的熱點(diǎn)問題進(jìn)行了討論，大大推進(jìn)了CDIO在中國的應(yīng)用和發(fā)展。2003年起，企業(yè)家周立功發(fā)起了3+1教育模式，江西理工大學(xué)率先開展了這一CDIO性質(zhì)的教學(xué)模式。之后，大連東軟信息學(xué)院在繼承CDIO的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了著名的TOPCARES-CDIO“八大能力”指標(biāo)體系。南開大學(xué)的王慶人教授深入探討了如何借鑒歐美CDIO模式，走出適合中國國情的計算機(jī)教育之路。中南大學(xué)胡志剛教授在軟件工程人才培養(yǎng)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與實踐，并重點(diǎn)構(gòu)建了以CDIO能力培養(yǎng)為核心的一體化課程教學(xué)模式[2]。

二、Java系列課程建設(shè)意義

軟件工程專業(yè)本科生培養(yǎng)的基本思路是強(qiáng)化基礎(chǔ)、注重實踐，該專業(yè)的課程體系是以工程專業(yè)課和工程實踐課為主體，以自然科學(xué)課程為基礎(chǔ)，以人文、社科、管理類課程為有益補(bǔ)充。同時針對軟件產(chǎn)業(yè)的人才需求，兼顧課程設(shè)置的寬廣度和縱深度。既要保證學(xué)生掌握知識面的橫向拓寬，同時又要求學(xué)生某方向的知識或技能的縱向延伸。本專業(yè)根據(jù)課程縱向組織的原則，面向?qū)W生學(xué)習(xí)以及再提高的需求，設(shè)置了一系列的java課程，在java軟件開發(fā)方向上構(gòu)建了由淺入深的教學(xué)階梯。java課程的內(nèi)容涵蓋了基礎(chǔ)知識及高級應(yīng)用，其中java基礎(chǔ)和JSP程序設(shè)計課程選擇最能反映學(xué)科本質(zhì)特點(diǎn)、基本概念、基本原理、基本方法、基本技術(shù)的內(nèi)容作為核心；java企業(yè)級開發(fā)技術(shù)則選擇目前最常用、最流行的框架開發(fā)技術(shù)最為主要內(nèi)容；同時在課程中適時地引入高、新技術(shù)點(diǎn)，讓學(xué)生了解一些技術(shù)開發(fā)的前沿，激發(fā)其自學(xué)的興趣。

三、基于CDIO的Java系列課程

（1）建設(shè)java系列課程，夯實基礎(chǔ)提高能力

Java語言在Web開發(fā)、移動項目以及嵌入式開發(fā)中都占有重要地位。java系列課程在高校學(xué)生四年的學(xué)習(xí)過程中，可以將java基礎(chǔ)、JSP程序設(shè)計、JSP課程設(shè)計、java企業(yè)級開發(fā)技術(shù)課程縱向組織起來，分布在各個學(xué)期，使學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)和掌握，在反復(fù)的實踐中融會貫通，最終建立完整的系統(tǒng)的知識體系。系列課程的設(shè)置并不是簡單的安排課程，而是要根據(jù)課程的內(nèi)在聯(lián)系合理安排內(nèi)容和授課方式，確定培養(yǎng)目標(biāo)、制定大綱、合理地安排課程內(nèi)容、學(xué)期、學(xué)時、甚至課程的細(xì)節(jié)內(nèi)容也要很好地考慮，同時還要考慮怎樣將任課教師、教學(xué)資源、教學(xué)場地更好地發(fā)揮作用。

java程序設(shè)計為基礎(chǔ)性程序設(shè)計語言，也是典型的完全面向?qū)ο蟮恼Z言。本門課程開設(shè)在5-6學(xué)期，授課內(nèi)容強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識，主要目的是幫助學(xué)生建立面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想，打好堅實的java編程基礎(chǔ)，為后續(xù)的課程做充分的準(zhǔn)備；JSP程序設(shè)計開設(shè)在7-8學(xué)期，授課內(nèi)容強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識和基本技能，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生web程序設(shè)計規(guī)范化的思想和開發(fā)的能力，結(jié)合JSP課程設(shè)計的完整項目實戰(zhàn)，使學(xué)生具備獨(dú)立開發(fā)小型web項目的基本素質(zhì)；Java企業(yè)級開發(fā)技術(shù)開設(shè)在11-12學(xué)期，授課內(nèi)容是目前流行的java開源框架及高新技術(shù)，在授課過程中以幾個完整項目為主線，讓學(xué)生理解設(shè)計模式和規(guī)范化思想在企業(yè)開發(fā)中的重要性，對學(xué)生的java開發(fā)技能和技巧進(jìn)行了跨越式的提升，讓學(xué)生走出校園后更快更好地進(jìn)行角色轉(zhuǎn)變。

系列課程縱向組織的過程中，實踐環(huán)節(jié)必須給予足夠的重視，除了“講練一體”、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，還要積極建設(shè)校外的實訓(xùn)基地，開展企業(yè)實訓(xùn)。

（2）注重課程內(nèi)在聯(lián)系，編寫系列實驗教材

系列課程的教材建設(shè)應(yīng)該以一個學(xué)科人才培養(yǎng)的科學(xué)理論體系為基礎(chǔ)，系列教材的指導(dǎo)思想，框架、內(nèi)容與風(fēng)格必須與這個理論體系保持一致，并為學(xué)科專業(yè)教育與教學(xué)改革的實踐服務(wù)。對于軟件工程專業(yè)的java系列課程，目前采取的是優(yōu)選理論教材與自編實驗教材相結(jié)合的方式：對于理論教材，雖然可選擇的優(yōu)秀高校教材范圍很廣，但是由于教材的內(nèi)容容量、章節(jié)安排、知識點(diǎn)覆蓋范圍及講述深度各有不同，因此需要教師反復(fù)的研究、探討及篩選。對于實踐教材的編寫，應(yīng)以軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)思想，以“講練一體化”為思路，以理論內(nèi)容安排為依據(jù)，同時，系列的課程的實驗教材內(nèi)容絕對不能相互孤立，而是要根據(jù)持續(xù)發(fā)展的思想，讓先開課程的實踐內(nèi)容為提高階段打好基礎(chǔ)，注重案例對知識點(diǎn)的代表性；而后續(xù)課程的實踐內(nèi)容則本著規(guī)范流程、提高技能的原則，更加注重案例的整體性，突出培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

（3）研究合理實施方法，整合多種學(xué)習(xí)資源

系列課程的實施是個復(fù)雜的工程，管理方面需要考慮周全，才能保證順利實施。對于課堂的管理，除了任課教師對學(xué)生到課、聽課狀況的把握，還依賴于先進(jìn)的教學(xué)媒體。在多媒體教室中，使用多媒體授課軟件廣播授課，教師對學(xué)生行為掌控自如，可以隨時監(jiān)控每臺計算機(jī)屏幕，需要練習(xí)時，中斷廣播即可；在窗口廣播模式下，學(xué)生則可以跟隨教師操作，十分適合“講練一體”的實施。課余時間的管理借助網(wǎng)絡(luò)課程來完成，相對于課堂講授具有更大的靈活性，學(xué)生不必強(qiáng)制學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握的內(nèi)容，可以根據(jù)自己的愛好，不受時間和空間的限制選擇感興趣的內(nèi)容；更重要的是，網(wǎng)絡(luò)課程為教師提供了很好的管理工具，教師可以追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，從而了解學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和進(jìn)度，根據(jù)作業(yè)和測驗的評分結(jié)果掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（4）加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)，保障教學(xué)改革效果

無論教學(xué)模式怎樣革新，都需要高素質(zhì)教師團(tuán)隊的支撐。對于軟件工程專業(yè)的教師隊伍，不僅要有豐富的教學(xué)經(jīng)驗、還要有豐富的工程化經(jīng)驗以及良好的管理水平和創(chuàng)新能力，才能更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，保證教學(xué)質(zhì)量的提高。例如在JSP課程設(shè)計和java企業(yè)級開發(fā)技術(shù)課程中，教師的作用是巨大的，他不僅要講授知識，還要管理項目的開發(fā)，并且要對學(xué)生進(jìn)行項目指導(dǎo)、從業(yè)規(guī)劃、職業(yè)道德等方面的指導(dǎo)。因此，必須積極培養(yǎng)教師快速成長，同時引進(jìn)更多的工程化經(jīng)驗豐富的教師，作為教師隊伍的有益補(bǔ)充。

四、結(jié)論

將CDIO模式引入到高校實踐教學(xué)中，既利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，更利于學(xué)生的終身發(fā)展。依據(jù)CDIO的基本理念建設(shè)了Java系列課程。系列課程內(nèi)容的設(shè)置本著“少而精”的原則，在有限學(xué)時內(nèi)，教授給學(xué)生基本的理論、方法和技能，盡量減少內(nèi)容上的重復(fù)，避免在一個知識點(diǎn)上過多的講授；更加注重實踐內(nèi)容的合理安排，讓學(xué)生有充分的時間動手做，在操作過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。同時授課內(nèi)容的安排很大程度地考慮了目前企業(yè)中的應(yīng)用，即我們教授給學(xué)生的就是工作崗位要使用的，掌握了這些java實用技術(shù)的學(xué)生必然擁有更廣闊的就業(yè)的前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]顧佩華，包能勝等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012（03）：139-142.

[2]趙楷等，基于CDIO的《軟件工程》實踐課程教學(xué)改革與探索[J]，現(xiàn)代計算機(jī)（專業(yè)版），2012（02）.

（作者單位：東北石油大學(xué) 計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 黑龍江大慶）