新工科背景下軟件課程教學(xué)模式研究
——以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例

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新工科背景下軟件課程教學(xué)模式研究
——以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例

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新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對(duì)工科人才培養(yǎng)提出了新的要求，軟件人才培養(yǎng)也需要緊跟經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形勢(shì)。針對(duì)目前軟件課程教學(xué)存在的問(wèn)題，以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，研究其網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)Java系列課程教學(xué)模式，從教學(xué)目標(biāo)的調(diào)整、教學(xué)內(nèi)容的更新、教學(xué)方法和策略的優(yōu)化、教學(xué)考核與評(píng)價(jià)的改進(jìn)4個(gè)方面展開(kāi)討論，探索順應(yīng)新工科建設(shè)需要的軟件人才培養(yǎng)機(jī)制。

新工科；軟件課程；教學(xué)模式；Java課程

雖然中國(guó)工程教育規(guī)模龐大，但工科學(xué)生普遍存在綜合素質(zhì)不高、知識(shí)結(jié)構(gòu)單一等問(wèn)題［1］。2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)了一場(chǎng)關(guān)于高等學(xué)校工程教育發(fā)展的戰(zhàn)略研討會(huì)。不久，教育部發(fā)布的《教育部高等教育司關(guān)于開(kāi)展“新工科”研究與實(shí)踐的通知》中明確表示：“工科優(yōu)勢(shì)高?！薄熬C合性高?！焙汀暗胤礁咝！币愿髯缘奶攸c(diǎn)開(kāi)展新工科研究［2］。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作為地方高校，應(yīng)主動(dòng)對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)創(chuàng)新需求，順應(yīng)新工科建設(shè)需要。以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)Java系列課程的教學(xué)模式為切入點(diǎn)，探索軟件人才培養(yǎng)新機(jī)制。目前，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)了Java基礎(chǔ)課程（Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、基于JSP的Web開(kāi)發(fā)技術(shù)）和Java應(yīng)用課程（Java應(yīng)用技術(shù)、電子商務(wù)技術(shù)基礎(chǔ)等），全程以主流的Java語(yǔ)言為技術(shù)基礎(chǔ)，面向桌面應(yīng)用開(kāi)發(fā)和Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)（電子商務(wù)等），涉及PC端和移動(dòng)端。

一、軟件課程教學(xué)模式的研究現(xiàn)狀

在中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）中以“軟件教學(xué)模式”為主題檢索，自2000年以來(lái)有3 281篇相關(guān)論文，且研究數(shù)量呈逐年遞增的趨勢(shì)。典型的研究?jī)?nèi)容包括：基于CDIO的工程教育模式、OBE教育模式、MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂等。

胡文龍［3］在CDIO大綱和內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，對(duì)探究式教學(xué)改革進(jìn)行了研究和實(shí)踐，基于項(xiàng)目的形式，構(gòu)建了多層級(jí)的探究式新型教學(xué)模式，形成了OBE教育模式的初始形態(tài)。王文禮［4］研究了MOOC的發(fā)展及其對(duì)高等教育的影響，從起源和發(fā)展、優(yōu)缺點(diǎn)和影響等方面進(jìn)行了深入的探討。張金磊等［5］通過(guò)分析翻轉(zhuǎn)課堂的起源、概念與特點(diǎn)，研究了國(guó)外教學(xué)實(shí)踐案例，構(gòu)建出了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，并分析了翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過(guò)程中所面臨的挑戰(zhàn)。曾明星等［6］研究了基于MOOC資源的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建，從MOOC資源與翻轉(zhuǎn)課堂的耦合、教學(xué)模式設(shè)計(jì)、模式比較和實(shí)施路徑等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究，具有一定的實(shí)用價(jià)值和指導(dǎo)意義。

在新工科建設(shè)背景下，以上教育模式有許多值得借鑒之處，為研究教學(xué)模式提供了經(jīng)驗(yàn)和思路，但也存在一些問(wèn)題。如CDIO對(duì)高等學(xué)校工程人才培養(yǎng)提出了更高的要求，雖然目前已有一百多所高校加入了中國(guó)“CDIO工程教育聯(lián)盟”，但由于辦學(xué)條件和學(xué)生能力水平差異等種種原因，實(shí)施效果有待提高。MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)學(xué)生的自制力要求較高，教學(xué)效果亟待保障。

二、問(wèn)新工科建設(shè)需求，調(diào)整教學(xué)目標(biāo)

當(dāng)前軟件課程教學(xué)目標(biāo)關(guān)注的是基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的掌握，能根據(jù)要求按部就班地完成項(xiàng)目模塊的開(kāi)發(fā)，專注技術(shù)本身，但缺少學(xué)科交叉融合，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等能力的培養(yǎng)不足。因此，軟件課程教學(xué)目標(biāo)不能僅僅局限于技術(shù)的傳授，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生各種能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)社會(huì)的需求。

（一）厚基礎(chǔ)，加強(qiáng)領(lǐng)域知識(shí)教育

Java基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)仍然以傳授基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為主，除此之外，還應(yīng)加強(qiáng)領(lǐng)域知識(shí)教育，跟蹤分析行業(yè)前沿及其發(fā)展趨勢(shì)，這有利于學(xué)生做好職業(yè)規(guī)劃。Java作為主流的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，具有平臺(tái)獨(dú)立性與可移植性，廣泛應(yīng)用于桌面應(yīng)用、Web應(yīng)用、分布式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)等開(kāi)發(fā)。應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)了解和發(fā)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景，做到學(xué)科交叉融合，讓學(xué)生了解Java能做什么，具有什么優(yōu)勢(shì)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）重實(shí)踐，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力人才

Java應(yīng)用課程的教學(xué)目標(biāo)不能僅僅局限于能夠完成某個(gè)小系統(tǒng)、小項(xiàng)目，更應(yīng)以軟件工程的視角，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生盡可能地體驗(yàn)不同應(yīng)用背景下的真實(shí)項(xiàng)目，以最終軟件產(chǎn)品為目標(biāo)，熟練運(yùn)用Java開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和工具。

三、問(wèn)技術(shù)發(fā)展，更新教學(xué)內(nèi)容

技術(shù)發(fā)展日新月異，新技術(shù)、新生事物不斷涌現(xiàn)，如自動(dòng)駕駛技術(shù)，該歸于傳統(tǒng)的汽車制造行業(yè)，還是人工智能、大數(shù)據(jù)等新興產(chǎn)業(yè)呢？新工科正是在這樣的現(xiàn)實(shí)背景下提出的，應(yīng)通過(guò)跨界融合來(lái)解決新問(wèn)題、新需求。

（一）重視通識(shí)教育，擴(kuò)大知識(shí)面

學(xué)科分類過(guò)于專業(yè)，不利于學(xué)生全面、自由的成長(zhǎng)。通識(shí)教育旨在培養(yǎng)學(xué)生融會(huì)貫通各學(xué)科知識(shí)，使學(xué)生個(gè)性化、多樣化共同發(fā)展。與課程相關(guān)的通識(shí)教育部分，應(yīng)以資料或網(wǎng)絡(luò)資源的形式呈現(xiàn)。如涉及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，有關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)和管理知識(shí)，都可以資料的形式提供給學(xué)生，使學(xué)生不僅對(duì)相關(guān)技術(shù)有所了解，而且對(duì)非技術(shù)的其他知識(shí)也有所認(rèn)知。

（二）緊跟技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，融合運(yùn)用新技術(shù)

Java基礎(chǔ)課程的內(nèi)容仍然側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，Java應(yīng)用課程則結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求（如農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”、涉農(nóng)電子商務(wù)等），盡可能以真實(shí)項(xiàng)目的形式，側(cè)重于知識(shí)和技術(shù)的融合運(yùn)用。關(guān)注技術(shù)的最新研究進(jìn)展和成果，如大數(shù)據(jù)、人工智能，以某個(gè)點(diǎn)為切入口，將Java技術(shù)應(yīng)用其中，更新教學(xué)內(nèi)容。創(chuàng)新和保持技術(shù)先進(jìn)性是高科技企業(yè)生存的重要基礎(chǔ)。高校教師可以通過(guò)到企業(yè)鍛煉，參加企業(yè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)來(lái)獲取新技術(shù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和社會(huì)需求變化，如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)要求35周歲以下青年教師必須參加實(shí)踐鍛煉累計(jì)達(dá)5個(gè)月。

（三）轉(zhuǎn)化科研成果為教學(xué)內(nèi)容，相互促進(jìn)

將教師的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，學(xué)科研究新進(jìn)展、實(shí)踐發(fā)展新經(jīng)驗(yàn)，都是很好的教學(xué)素材。如Hadoop框架作為云計(jì)算技術(shù)的重要組成部分，采用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，基于Hadoop的云計(jì)算科研項(xiàng)目和成果就可以轉(zhuǎn)化為Java課程的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生可以參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，如進(jìn)行Map-Reduce編程，提高課程的興趣度、挑戰(zhàn)度，這既給項(xiàng)目組增添了新生力量，又為教學(xué)活動(dòng)充實(shí)了內(nèi)容。

四、問(wèn)學(xué)生志趣，優(yōu)化教學(xué)方法和策略

學(xué)生是教學(xué)的主體對(duì)象，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果如何關(guān)系到教學(xué)目標(biāo)能否最終實(shí)現(xiàn)。軟件等技術(shù)類課程實(shí)踐性很強(qiáng)，需要耐得住性子、坐得住板凳，樂(lè)于鉆研，當(dāng)手中的源代碼變成一個(gè)軟件的時(shí)候，便會(huì)有很強(qiáng)的成就感。學(xué)生能否學(xué)習(xí)好軟件課程，與教師能否正確引導(dǎo)、教學(xué)方法和策略是否有效密切相關(guān)。同時(shí)，學(xué)生的興趣愛(ài)好也是重要的內(nèi)在因素。

（一）多樣化的教學(xué)形式

教學(xué)形式單一往往會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)關(guān)注度，可以嘗試采用多種形式的教學(xué)方式。如針對(duì)通識(shí)教育部分，可以網(wǎng)絡(luò)資源的形式提供給學(xué)生，布置任務(wù)要求，以學(xué)生自學(xué)為主、教師指導(dǎo)為輔，借助MOOC等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)，有條件的還可以開(kāi)發(fā)課程類網(wǎng)站。針對(duì)Java基礎(chǔ)課程，可以教師講授和學(xué)生自學(xué)相結(jié)合，某些非核心和擴(kuò)展的知識(shí)點(diǎn)和技能可以由學(xué)生自學(xué)來(lái)完成，教師給予答疑解惑。針對(duì)Java應(yīng)用課程，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性，教師的角色是引導(dǎo)和監(jiān)督，可以成立若干個(gè)項(xiàng)目小組，在小組內(nèi)部選出項(xiàng)目經(jīng)理，負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。

（二）加強(qiáng)校企合作

當(dāng)前，案例教學(xué)中普遍存在教材匱乏、案例與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)等問(wèn)題，使學(xué)生接觸不到前沿的項(xiàng)目和技術(shù)，無(wú)法得到充分的實(shí)踐鍛煉，從而導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生達(dá)不到企業(yè)要求。國(guó)內(nèi)一些知名培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也推出了一系列免費(fèi)的、公開(kāi)的實(shí)訓(xùn)課程體系。如達(dá)內(nèi)科技（Tarena）推出了達(dá)內(nèi)開(kāi)放課程體系（Tarena Open Courses System，簡(jiǎn)稱TOCS），其主要特點(diǎn)是所提供的學(xué)習(xí)資源完全免費(fèi)公開(kāi)，所有資源均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和審核，保障質(zhì)量和良好的課程體驗(yàn)，以實(shí)踐為導(dǎo)向，課程目標(biāo)是完成一個(gè)實(shí)際的工程項(xiàng)目。高校應(yīng)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)合作，共同培育軟件技術(shù)人才。

五、問(wèn)效果與公平性，改進(jìn)考核與評(píng)價(jià)機(jī)制

軟件課程實(shí)踐性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)過(guò)程需要參考大量的資料，不能完全死記硬背，應(yīng)在掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，主動(dòng)搜尋資料，勤于鉆研，借鑒一切可用的資源。傳統(tǒng)考核形式主要表現(xiàn)為平時(shí)考勤、期終考試等，形式單一，難以全面、客觀地檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因此，有必要改進(jìn)考核與評(píng)價(jià)機(jī)制。

（一）重視培養(yǎng)過(guò)程

結(jié)果固然重要，但不注重過(guò)程也很難有好的結(jié)果。軟件課程學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)通常需要反復(fù)迭代，學(xué)生的各種能力也正是在這些過(guò)程中不斷鍛煉形成的。每一個(gè)階段都應(yīng)有相應(yīng)的考核與評(píng)價(jià)機(jī)制，這既是對(duì)當(dāng)前階段的總結(jié)和肯定，也是對(duì)下一階段的激勵(lì)。Java基礎(chǔ)課程的過(guò)程評(píng)價(jià)應(yīng)主要關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的階段性掌握情況。Java應(yīng)用課程以項(xiàng)目的形式分若干個(gè)過(guò)程來(lái)開(kāi)展，從權(quán)重比例看，過(guò)程評(píng)價(jià)的總比例可以高出成果，如各個(gè)過(guò)程評(píng)價(jià)的總和占總成績(jī)的80%，而成果只占20%。

（二）考核和評(píng)價(jià)形式多樣化

除了卷面考試外，可以采用上機(jī)考試、項(xiàng)目實(shí)踐和提交報(bào)告等多種形式。Java基礎(chǔ)課程可以采用上機(jī)開(kāi)卷考試的形式，學(xué)生在指定時(shí)間內(nèi)完成代碼的編寫(xiě)和測(cè)試，允許查閱API等編程相關(guān)資料。相比卷面考試，上機(jī)開(kāi)卷考試更能有效地檢測(cè)學(xué)生的開(kāi)發(fā)能力，而不是紙上談兵。Java應(yīng)用課程注重項(xiàng)目實(shí)踐，可以進(jìn)行階段性考核，動(dòng)態(tài)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，最終以小組的形式提交項(xiàng)目成果（軟件系統(tǒng)和研發(fā)報(bào)告），并參加答辯。除教師評(píng)價(jià)外，項(xiàng)目小組自評(píng)也是重要的評(píng)價(jià)形式（如項(xiàng)目經(jīng)理給成員打分、成員給項(xiàng)目經(jīng)理打分等）。

六、結(jié)語(yǔ)

“新工科”研究與實(shí)踐號(hào)召的提出，必將引發(fā)新一輪工科教育研究的熱潮，推動(dòng)我國(guó)工科人才培養(yǎng)更上一個(gè)臺(tái)階。軟件是工科的重要組成部分，新工科背景下開(kāi)展軟件課程教學(xué)模式研究尤為迫切。

[1]王慶環(huán).“新工科”新在哪兒[N].光明日?qǐng)?bào)，2017-04-03.

[2]學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài).“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)[J].高等工程教育研究，2017（1）.

[3]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學(xué)改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）.

[4]王文禮.MOOC的發(fā)展及其對(duì)高等教育的影響[J].江蘇高教，2013（2）.

[5]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2012（4）.

[6]曾明星，周清平，蔡國(guó)民，等.基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].中國(guó)電化教育，2015（4）.

G642

A

1673-1999（2017）10-0116-02

傅雷揚(yáng)（1979—），男，碩士，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與計(jì)算機(jī)學(xué)院講師，研究方向?yàn)榛诰W(wǎng)絡(luò)的軟件技術(shù)和農(nóng)業(yè)人工智能；饒?jiān)?982—），男，博士，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能信息處理。

2017-06-27

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)2016年校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“‘互聯(lián)網(wǎng)+’現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)人才導(dǎo)向下網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)系列課程教改與實(shí)踐”（201678）。

（編輯：劉姝）