基于Java案例庫的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究

劉文濤,賈 瑜,董正言,張 琳

(武漢輕工大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢430023)

基于Java案例庫的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究

劉文濤,賈 瑜,董正言,張 琳

(武漢輕工大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢430023)

Java語言使用非常廣泛，在軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中占有重要地位，為了提高軟件工程專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力和工程能力，需要提供一套切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)方案。根據(jù)以Java案例為中心的實(shí)踐教學(xué)的目的和要求，從案例的選擇、案例的內(nèi)容架構(gòu)、案例的實(shí)施方法以及實(shí)踐考核評(píng)價(jià)機(jī)制等方面，合理構(gòu)建Java案例庫并運(yùn)用案例庫進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生的編程能力、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、工程技能等方面具有重要意義。

Java；案例庫；軟件工程；實(shí)踐教學(xué)

1 引言

實(shí)踐教學(xué)是專業(yè)人才培養(yǎng)的核心組成部分，尤其對(duì)于面向產(chǎn)業(yè)需求的應(yīng)用型軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，更是顯得舉足輕重。該實(shí)踐教學(xué)體系注重對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，注重項(xiàng)目工程技能的培養(yǎng)，其目的是讓學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠達(dá)到產(chǎn)業(yè)要求。為了避免產(chǎn)生培養(yǎng)的人才與企業(yè)需求脫鉤的問題,在本科教學(xué)中如何構(gòu)建切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)方案，顯得非常有意義[1-2]。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)一般包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，在每個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)都有自己的要求和目的。課程實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)理論課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐和掌握，課程設(shè)計(jì)主要是使用綜合項(xiàng)目來對(duì)課程總體掌握，熟練運(yùn)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)；實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)主要讓學(xué)生掌握運(yùn)用所學(xué)各種課程的內(nèi)容到具體的實(shí)際項(xiàng)目中，理論應(yīng)用到實(shí)踐，提高學(xué)生動(dòng)手能力；畢業(yè)設(shè)計(jì)則考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用和專業(yè)能力。在軟件工程專業(yè)的課程體系中，Java語言是一個(gè)核心語言，它的應(yīng)用非常廣泛，主要用于WEB應(yīng)用程序和Android移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用程序的開發(fā)，這兩個(gè)應(yīng)用方向，也是軟件工程專業(yè)學(xué)生比較多的就業(yè)方向。所以選擇Java語言作為對(duì)象來建設(shè)案例庫，具有實(shí)際意義[3]。

2 Java案例庫

2.1 案例選擇

為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)案例時(shí)既能夠容易入手，又能夠讓學(xué)生的實(shí)踐能力循序漸進(jìn)地得到提高，Java案例的選擇要遵循以下規(guī)則：一是必須具有延續(xù)性。所謂延續(xù)性，是指在課程體系中，實(shí)踐環(huán)節(jié)的案例內(nèi)容在前續(xù)課程和后續(xù)課程之間能夠自然銜接。如果銜接不好，可能會(huì)出現(xiàn)很多問題，例如，在前續(xù)課程和后續(xù)課程中有重疊問題，內(nèi)容重復(fù)。或者后續(xù)課程的實(shí)踐內(nèi)容過于復(fù)雜,讓學(xué)生短時(shí)間無法接受而影響實(shí)踐效果，導(dǎo)致學(xué)生容易氣餒，產(chǎn)生畏懼厭學(xué)情緒。另外，案例的選擇應(yīng)該從簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)，通過簡單案例到綜合案例，中間要有銜接，層層遞進(jìn)，讓學(xué)生在不同的實(shí)踐環(huán)節(jié)之間能夠比較自然過渡。二是必須具有代表性。由于軟件工程專業(yè)所涉及的內(nèi)容比較廣泛，而且新的技術(shù)也在不斷發(fā)展，但學(xué)生的精力有限,再加上課時(shí)限制,所以對(duì)于案例內(nèi)容的取舍就顯得很重要。如果內(nèi)容過于寬泛，沒有重點(diǎn)，沒有代表性，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)了很多，但都沒有學(xué)牢固,不能精通掌握。所以案例的內(nèi)容應(yīng)該精煉，數(shù)量要適當(dāng)，應(yīng)該讓學(xué)生以掌握最重要和最基礎(chǔ)的內(nèi)容為主，次要內(nèi)容可以讓學(xué)生在實(shí)際的項(xiàng)目中自學(xué)。另外，如果是企業(yè)提供的案例，應(yīng)該具有實(shí)際工程背景，可以是企業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目的子項(xiàng)目。

案例庫的難易程度必須適中，因?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)能力參差不齊，為了滿足大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)度，適中的案例才是有幫助的[4]。另外,為了考慮不同層次，設(shè)計(jì)一些具有一定難度的案例庫作為任選題目，讓那些學(xué)習(xí)能力比較強(qiáng)的學(xué)生能夠得到鍛煉和提高。這些案例，需要學(xué)生在已有知識(shí)上自學(xué)一些知識(shí)才能完成，這樣可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，鍛煉自學(xué)能力。案例庫的文檔要齊全，參考資料要充分，讓學(xué)生能夠方便查閱相關(guān)文獻(xiàn)。

2.2 案例內(nèi)容架構(gòu)

針對(duì)各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，合理組織案例庫，每個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的案例庫不同，每個(gè)案例都有自己的適用場合。根據(jù)軟件工程的培養(yǎng)方案和課程體系，其案例庫的內(nèi)容架構(gòu)如圖1所示，從上到下，依次推進(jìn)。

圖1 Java案例庫的內(nèi)容架構(gòu)

《Java程序設(shè)計(jì)》課程是學(xué)生第一次接觸到Java語言，理論課程和實(shí)驗(yàn)課程緊密銜接，注重實(shí)踐訓(xùn)練，把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)手實(shí)踐能力[5]。其課程實(shí)驗(yàn)的案例庫應(yīng)該簡潔而有針對(duì)性,設(shè)計(jì)驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)，主要目的是讓學(xué)生對(duì)Java的語法和知識(shí)點(diǎn)能夠熟練掌握。例如對(duì)象和類、繼承、多態(tài)、抽象類、接口、異常等[6]。

《Java程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是學(xué)生在學(xué)完Java語言后的第一次比較綜合性的實(shí)踐課程。該課程的目的是讓學(xué)生能夠運(yùn)用Java設(shè)計(jì)一些比較綜合性的應(yīng)用程序，例如Java界面程序，基于Java的信息管理程序，Java小游戲等[7]。讓學(xué)生能綜合靈活運(yùn)用Java的語法，以便進(jìn)一步全面掌握J(rèn)ava知識(shí)點(diǎn)。

《基于J2EE開發(fā)技術(shù)》課程是運(yùn)用Java語言開發(fā)WEB應(yīng)用程序，涉及到很多WEB技術(shù)，例如JSP、Servlet、JDBC、架構(gòu)技術(shù)等，其實(shí)踐的案例應(yīng)該圍繞WEB應(yīng)用開發(fā)而展開，針對(duì)WEB開發(fā)的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)各種案例，例如頁面展示、表單操作、過濾器、數(shù)據(jù)庫操作等。

《移動(dòng)設(shè)備軟件應(yīng)用與開發(fā)》課程是使用Java語言開發(fā)Android平臺(tái)應(yīng)用程序，現(xiàn)在移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)是主流，該課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的案例側(cè)重移動(dòng)應(yīng)用，圍繞各種Android技術(shù)而設(shè)計(jì)案例，例如組件Widget、布局Layout、多媒體、數(shù)據(jù)庫等。

軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)是軟件工程專業(yè)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中要求學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的項(xiàng)目系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)的過程中，圍繞軟件工程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從各個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)到綜合運(yùn)用的目的。該案例應(yīng)該是非常綜合的，從軟件需求、軟件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)、軟件測試等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，設(shè)計(jì)出典型的案例項(xiàng)目。

除了以上典型的課程外，還有一些課程也會(huì)涉及到一些基于Java的案例庫，例如數(shù)據(jù)庫課程、軟件工程學(xué)課程、軟件測試課程等。雖然他們是某個(gè)方面的專業(yè)課程，但在他們的實(shí)踐環(huán)節(jié)中一部分也會(huì)使用到Java。例如在軟件測試課程中,其單元測試可以利用Java開發(fā)中的JU nit案例來實(shí)踐。

3 實(shí)施方法

3.1 校企合作

軟件工程專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)能夠滿足產(chǎn)業(yè)需求，達(dá)到行業(yè)相關(guān)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。為了這個(gè)目標(biāo)，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)里，需要與企業(yè)緊密合作。在構(gòu)建Java案例庫的時(shí)候，有些案例由教師提供，有些案例應(yīng)該由企業(yè)直接提供，或者由教師和企業(yè)共同設(shè)計(jì)。

另外，為了讓學(xué)生能直接獲取行業(yè)背景，推薦學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐，讓學(xué)生全程參與Java項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。在具體項(xiàng)目的實(shí)踐中熟悉和掌握開發(fā)Java項(xiàng)目的方法和技術(shù)，提高其工程能力，熟悉企業(yè)的軟件工程規(guī)范，積累實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。既具有企業(yè)實(shí)際背景的案例，又具有真實(shí)行業(yè)的環(huán)境，可以讓學(xué)生獲得更加直觀和創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)，在實(shí)踐中驗(yàn)證、鞏固和升華理論知識(shí)，培養(yǎng)工程技能和行業(yè)素質(zhì)。

3.2 雙導(dǎo)師機(jī)制

對(duì)于基本的Java案例庫的實(shí)施，例如Java知識(shí)點(diǎn)案例，Web開發(fā)案例等，可以由教師直接操作。但對(duì)于軟件工程專業(yè)的綜合實(shí)踐實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，采用雙導(dǎo)師機(jī)制。由企業(yè)兼職教師和學(xué)校專業(yè)教師共同制定Java案例，共同參與實(shí)踐課程體系的建設(shè)。企業(yè)兼職教師參與實(shí)踐課程授課，輔導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)。除了讓企業(yè)提供兼職教師，學(xué)校也推薦教師到企業(yè)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，提升教師的工程實(shí)踐能力,與企業(yè)建立長期合作關(guān)系，建立培訓(xùn)學(xué)習(xí)平臺(tái)。

3.3 培養(yǎng)自學(xué)能力

案例在實(shí)踐教學(xué)運(yùn)用的過程中，注重對(duì)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)，教師主要是引導(dǎo)角色，積極指導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例的學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)。讓學(xué)生能主動(dòng)查閱資料，對(duì)于一般問題能夠自己解決，教師不能直接給出結(jié)果，而應(yīng)該給問題的解決思路。對(duì)于案例的設(shè)計(jì)，應(yīng)該給出層次性，包括基礎(chǔ)性案例、綜合性案例和創(chuàng)新性案例。對(duì)于創(chuàng)新性案例，不設(shè)置固定方案，鼓勵(lì)學(xué)生提出更優(yōu)的解決方案，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，提高學(xué)生的自學(xué)能力和解決問題的能力。

4 考核評(píng)價(jià)

4.1 考核指標(biāo)

在以Java案例庫的實(shí)踐教學(xué)中，注重考核學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在考核的過程中，應(yīng)該考查以下幾個(gè)方面。

(1)項(xiàng)目質(zhì)量

考核是否按時(shí)完成所規(guī)定的任務(wù)要求，是否能達(dá)到各項(xiàng)功能模塊要求，工作量是否飽滿等。

(2)動(dòng)手能力

軟件工程專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)于學(xué)生動(dòng)手能力的考核很重要。注意考查學(xué)生是否能夠把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力，是否能夠解決實(shí)際問題。

(3)創(chuàng)新能力

考查學(xué)生是否能夠提出新的解決方法，是否有較強(qiáng)的自學(xué)能力，是否能夠查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，是否能夠獨(dú)立解決遇到的新問題。

(4)代碼規(guī)范

良好的代碼規(guī)范便于代碼維護(hù)、糾錯(cuò)和移植。在案例庫里設(shè)定代碼編寫規(guī)范，讓學(xué)生嚴(yán)格遵守代碼規(guī)范進(jìn)行編程，這對(duì)于培養(yǎng)良好的編程習(xí)慣很重要。

(5)文檔撰寫

在Java項(xiàng)目開發(fā)中，文檔撰寫是重要環(huán)節(jié)。在項(xiàng)目需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件測試等環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格按照相關(guān)文檔規(guī)范進(jìn)行撰寫。在考核中，對(duì)文檔的格式、內(nèi)容、規(guī)范性等進(jìn)行嚴(yán)格考核。另外,各種報(bào)告內(nèi)容必須豐富嚴(yán)實(shí),具有獨(dú)創(chuàng)性,包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課程設(shè)計(jì)報(bào)告、專業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告等.

(6)職業(yè)素養(yǎng)

一個(gè)好的軟件工程師，需要具備好的職業(yè)素養(yǎng)，這其中包括團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力、態(tài)度紀(jì)律和考勤等。在案例實(shí)施過程中，讓學(xué)生參與各種活動(dòng)環(huán)節(jié)，提高其職業(yè)素養(yǎng)，例如團(tuán)隊(duì)分工、演示環(huán)節(jié)、現(xiàn)場答辯、小組會(huì)議、匯報(bào)交流等[8]。

4.2 考核實(shí)施

側(cè)重對(duì)學(xué)生平時(shí)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)和考核，每個(gè)階段制定一個(gè)達(dá)標(biāo)的具體指標(biāo)，每到達(dá)一個(gè)階段對(duì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，避免只注重結(jié)果而不注重過程。在每個(gè)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)之后，及時(shí)公開成績，讓學(xué)生知道自己有哪些不足，及時(shí)改正并跟進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)度，避免學(xué)生掉隊(duì)的情況出現(xiàn)。在考核中引入學(xué)生自評(píng)和互評(píng)環(huán)節(jié)，對(duì)自己的項(xiàng)目和別人項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與度和積極性。在企業(yè)實(shí)習(xí)的過程中，采用半封閉式管理，由企業(yè)指導(dǎo)教師根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的成績進(jìn)行評(píng)定，特別是職業(yè)素養(yǎng)方面和實(shí)際動(dòng)手能力的考核。

5 小結(jié)

以Java案例庫為中心的軟件工程實(shí)踐，是面向產(chǎn)業(yè)需求培養(yǎng)體系的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。Java案例庫的建設(shè)，是一個(gè)不斷積累的過程，隨著行業(yè)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，案例庫也會(huì)不斷增加或刪減。在實(shí)施案例庫的過程中需要密切配合和相互協(xié)調(diào)，特別是不同老師之間，不同課程之間，應(yīng)該在教學(xué)大綱這個(gè)環(huán)節(jié)就要考慮，在制定培養(yǎng)方案的時(shí)候需統(tǒng)籌安排。軟件工程專業(yè)發(fā)展比較快，相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在飛速發(fā)展，這就需要教師緊密結(jié)合行業(yè)需求，不斷根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)案例庫，提高軟件工程專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。

[1] 王新海,王永貴,張海濤.軟件工程專業(yè)工程化實(shí)踐教學(xué)研究與實(shí)踐[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010,12(6):657-659.

[2] 韓丹丹,郭紅,姚登舉.基于CDIO軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的研究[J].科技與管理,2014,16(2)：66-69.

[3] 朱廣萍，柳益君，葉飛躍，等.基于崗位能力的軟件工程專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)研究[J].江蘇理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014,20(6):86-92.

[4] 王飛雪.Java程序設(shè)計(jì)課程的項(xiàng)目化教學(xué)研究[J].電腦與信息技術(shù)，2016,24(2):66-67.

[5] 符志強(qiáng),張紅.Java語言課程案例教學(xué)改革研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2010,10:38-40.

[6] 梁勇(Y. Daniel Liang).Java語言程序設(shè)計(jì)(基礎(chǔ)篇)(第10版)[M].戴開宇.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2015.

[7] 張廣彬,王小寧,高靜.Java 課程設(shè)計(jì)案例精編(第二版) [M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.

[8] 沈維政,蘇中濱,趙潔.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在Java語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010,8(2):66-67.

Research on practical teaching of software engineering specialty based on Java case library

LIUWen-tao,JIAYu,DONGZheng-yan,ZHANGlin

(School of Mathematics and Computer Science, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China)

Java language is widely used and it occupies an important position in the software engineering specialty practical teaching.It needs to provide a viable practical teaching plan in order to improve practical abilities and engineering capabilities of students of software engineering specialty.According to the purpose and requirements of practice teaching centered on Java case,some aspects are considered which include case selection,case content architecture,implementation method of case,practice assessment mechanism.Reasonable construction of Java case library and application of case library for practical teaching are of great significance to the practice of students which contain the programming skills,project experience,engineering skills and so on.

Java; case library; software engineering; practical teaching

2016-10-20.

劉文濤(1977-)，男，副教授，碩士，E-mail:xkwk@qq.com.

湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目(2015337).

2095-7386(2017)02-0110-04

10.3969/j.issn.2095-7386.2017.02.021

G642

A