基于CDIO—OBE工程教育模式的Java課程群課程改革

黃淼+王魁祎

摘要：為了更好地達到培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)，針對目前高校軟件工程專業(yè)Java課程群課程教學(xué)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合CDIO-OBE工程教育模式，對于Java課程群課程的教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)案例、考核機制等方面進行梳理整合，形成成熟的教學(xué)模式和操作規(guī)范。從而提高學(xué)生的就業(yè)能力，滿足企業(yè)的用人需求。

關(guān)鍵詞：工程教育；CDIO 模式；OBE；Java課程群；教學(xué)改革

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）34-0169-02

Abstract： In order to better achieve the goal of cultivating application-oriented engineering， aiming at the software engineering Java problems appeared in the course of teaching， combining with the CDIO engineering education - OBE mode， for Java course group teaching methods， teaching mode， teaching case， evaluation mechanism， combing the formation of mature teaching mode and practice. So it can improve students' employability and meet the needs of enterprises.

Key words： Engineering Education； CDIO Mode； OBE. Java Class Group； Teaching Reform

1 概述

為了順應(yīng)國家在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面的號召，大力發(fā)展工程教育是應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展、建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)戰(zhàn)略規(guī)劃的重要內(nèi)容，深化工程教育改革，推進新工科建設(shè)，是應(yīng)用型本科高校適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級需要、提升工程科技人才培養(yǎng)與社會需要對接面臨的新機遇、新挑戰(zhàn)。為了響應(yīng)國家在工程教育方面的轉(zhuǎn)型改革號召，也為了大力推進軟件工程專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展，在Java開發(fā)人才的培養(yǎng)過程中進行有益的探索和改革是非常有必要的。

軟件工程專業(yè)Java方向的人才培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)具有扎實的計算機知識基礎(chǔ)、較高的文化修養(yǎng)、良好的職業(yè)道德和綜合素質(zhì)，具備良好的交流與組織協(xié)調(diào)能力，掌握軟件工程領(lǐng)域的前沿技術(shù)和軟件開發(fā)方法，具有較強的軟件實踐能力和創(chuàng)新精神，具備較強的軟件項目的分析、設(shè)計、開發(fā)和維護能力，能夠按照工程化的原則和方法從事軟件開發(fā)和管理的應(yīng)用型人才。為了達到這一目標(biāo)，Java課程群相關(guān)課程的教學(xué)起著至關(guān)重要的作用，目前雖然我們在《Java程序設(shè)計》、《基于Web的Java開發(fā)設(shè)計》和《Java企業(yè)級開發(fā)》三門門核心課程上面進行了一體化教學(xué)改革。但是具體的改革過程和方案制定都是由各個教師自行制定和實施，由于Java課程群中每門課程的任課教師不同，造成了具體的改革內(nèi)容和形式上也各不相同。在具體的教學(xué)改革實施過程中我們?nèi)〉昧艘欢ǖ慕虒W(xué)經(jīng)驗，但也發(fā)現(xiàn)了一些問題。如知識講解或案例選取在各門課程中存在重復(fù)現(xiàn)象、綜合案例缺乏、與企業(yè)實際要求的各項能力之間存在差距、教程內(nèi)容未能緊跟時代發(fā)展進行更新、教學(xué)方法在引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實踐上還有所不足。為了更好地達到培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)，迫切需要查找缺陷，對于Java課程群課程的教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)案例、考核機制、教學(xué)評價等方面進行梳理整合，形成成熟的教學(xué)模式和操作規(guī)范。

基于CDIO-OBE的工程教育模式借鑒產(chǎn)品開發(fā)中的從研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體 ，讓學(xué)生以實踐的、主動的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，實現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀學(xué)習(xí)的統(tǒng)一?；贑DIO-OBE的Java課程群課程改革，根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和完成職業(yè)崗位實際工作任務(wù)所需要的知識、能力、素質(zhì)要求，選取教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在工作之前就知道自己該學(xué)些什么、做些什么和怎樣去做，為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，以真實工作任務(wù)及其工作過程為依據(jù)整合、序化教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計學(xué)習(xí)性工作任務(wù)，教、學(xué)、做結(jié)合，理論與實踐一體化，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，提高學(xué)生的就業(yè)能力，滿足企業(yè)的人才需求。

2 Java課程群課程目標(biāo)定位

2.1《Java程序設(shè)計》課程目標(biāo)定位

在培養(yǎng)學(xué)生掌握基本理論的條件下，重點培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力。通過Java課程的學(xué)習(xí)，達到培養(yǎng)學(xué)生建立與鞏固面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想；了解Java程序的運行機制及Java虛擬機的體系結(jié)構(gòu)；掌握J(rèn)ava語言中類、接口等面向?qū)ο蟮慕M件的使用，并重點理解Java語言對封裝、繼承、多態(tài)等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計特性的實現(xiàn)；掌握J(rèn)ava語言的異常處理機制，能夠利用異常處理提高程序的穩(wěn)定性和容錯性；掌握J(rèn)ava語言的各種類型文檔注釋，學(xué)會在程序設(shè)計過程中正確書寫文檔注釋的方法，并能夠使用相應(yīng)的工具程序自動創(chuàng)建幫助文件；掌握 Java 語言類庫中關(guān)于輸入輸出、線程、集合類、泛型、網(wǎng)絡(luò)編程、圖形界面開發(fā)等部分，能夠在程序設(shè)計中熟練使用，并能進行擴展。

2.2《基于Web的Java開發(fā)設(shè)計》課程目標(biāo)定位

通過《基于Web的Java開發(fā)設(shè)計》課程學(xué)習(xí)，學(xué)生最終應(yīng)該掌握使用Java技術(shù)開發(fā)Web應(yīng)用的基本能力，主要包括：

1） Web界面設(shè)計。主要學(xué)習(xí)HTML、HTML5、CSS和JavaScript三方面內(nèi)容。最終達到能夠設(shè)計出帶有表單驗證功能、樣式統(tǒng)一控制的Web應(yīng)用界面。

2） JDBC數(shù)據(jù)訪問。本模塊主要學(xué)習(xí)如何使用Java技術(shù)完成對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的訪問操作，為后續(xù)Web項目的數(shù)據(jù)訪問奠定基礎(chǔ)。

3） Servlet服務(wù)器端程序開發(fā)。本模塊學(xué)習(xí)服務(wù)器端Java程序設(shè)計方法，主要包括Servlet創(chuàng)建與應(yīng)用，監(jiān)聽技術(shù)、過濾器技術(shù)。學(xué)習(xí)后能夠使用Servlet實現(xiàn)簡單的Web應(yīng)用。

4） JSP動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計。本模塊學(xué)習(xí)使用JSP技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)，主要包括JSP語法、內(nèi)置對象、JavaBean技術(shù)、EL表達式、JSTL標(biāo)簽庫等幾個部分，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握J(rèn)SP技術(shù)實現(xiàn)Web應(yīng)用。

5） MVC設(shè)計模式。本模塊是前四個模塊的綜合應(yīng)用，主要將前面學(xué)習(xí)的JavaBean、JSP和Servlet技術(shù)結(jié)合起來完成Web應(yīng)用的開發(fā)。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握ModelⅡ模式。

以上知識模塊均是實踐與理論相結(jié)合，且重在實踐。通過實踐體會理論知識，并最終應(yīng)用知識。

2.3《JavaEE企業(yè)級開發(fā)》課程目標(biāo)定位

通過《Java企業(yè)級開發(fā)》課程學(xué)習(xí)，學(xué)生最終應(yīng)該掌握使用三大框架SSH開發(fā)企業(yè)級應(yīng)用程序的基本技能。主要包括：

1） 《Hibernate》知識技能目標(biāo)

掌握ORM與Hibernate的基本概念，了解常見的ORM中間件，掌握Hibernate的核心接口，學(xué)習(xí)Hibernate兩級緩存。掌握Hibernate中對象/關(guān)系映射思想。學(xué)習(xí)映射文件的具體編寫，學(xué)習(xí)多種常見的主鍵生成方式。重點掌握關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系映射、操縱持久化對象。掌握對象對于Hibernate的三種狀態(tài)、Get與load方法、掌握延遲加載與臟檢查、Hibernate一級緩存、批量插入與更新。了解事務(wù)與并發(fā)。掌握HQL高級查詢特性。

2） 《Struts2》知識技能目標(biāo)

掌握并靈活使用MVC模式，掌握Struts的概念、核心特性、工作流程。能夠在Servlet平臺中配置Struts、掌握Action與Result的配置及Struts2的全局配置。掌握Struts2標(biāo)簽庫、OGNL表達式、攔截器的概念與使用。了解驗證接口、驗證框架、國際化等內(nèi)容。

3） 《Spring》知識技能目標(biāo)

理解應(yīng)用軟件分層的概念、學(xué)習(xí)Spring用途與特性。重點掌握Spring的IOC和AOP的配置。掌握Spring事務(wù)管理器，對JDBC編程的支持、對Hibernate編程的支持。

3 Java課程群的課程教學(xué)方案的制訂

教學(xué)執(zhí)行方案是實施教學(xué)的綱領(lǐng)，經(jīng)過項目組成員共同探討制定了教學(xué)實施方案的組成包括：課程性質(zhì)，課程目標(biāo)（技術(shù)目標(biāo)），教學(xué)要求，考核方式，教學(xué)內(nèi)容組織與安排，教學(xué)計劃進度表，考核標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)中異常預(yù)案等內(nèi)容。由于具體方案所占篇幅教長，此處不再一一展示。

4 教學(xué)案例選擇標(biāo)準(zhǔn)

通過對Java課程群中相關(guān)課程前期教學(xué)中存在的問題進行梳理，特別是對各門課程中大量案例進行篩選比對，同時借鑒杰普公司的大量企業(yè)真實案例為依據(jù)，項目組成員經(jīng)過精心研討、論證。制定了如下案例選取標(biāo)準(zhǔn)。

1） 對于同一知識內(nèi)容的講解，案例數(shù)目選取適量，不可過多，也不能太少，結(jié)合學(xué)時多少，選擇數(shù)量要恰到好處。

2） 多門課程案例盡量不重復(fù)，避免給學(xué)生造成缺乏新鮮感和學(xué)習(xí)興趣。

3） 案例之間要環(huán)環(huán)相扣，由易到難。對于知識的講解，既要安排能夠說明該知識點的小案例，也要配套一個知識單元的綜合案例，幾個相關(guān)章節(jié)講完之后，還要給出綜合幾個章節(jié)內(nèi)容的相關(guān)綜合案例，做到案例從簡到繁，層層遞進、逐步深入。

4） 正確安排課堂案例與課下擴展案例的關(guān)系。課堂上老師帶著做一案例，課下布置相似案例讓學(xué)生自己動手，給出一些參考資源，帶動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性和探索精神。

5） 盡量將企業(yè)真實案例資源引入課堂教學(xué)中，為學(xué)生畢業(yè)后“零距離”就業(yè)打好基礎(chǔ)。

5 探索有效的Java課程群課程考核方式

Java系列課程在授課方式上采用理論與實踐相統(tǒng)一、教學(xué)做相結(jié)合的一體化教學(xué)方式。課堂組織形式為任務(wù)驅(qū)動方式，教師先講解知識點，接著使用一到多個任務(wù)體現(xiàn)知識的應(yīng)用，最后學(xué)生實踐項目。在綜合項目的實施上，采用“一多”學(xué)習(xí)模式，成立項目組，充分發(fā)揮每位學(xué)生的主觀能動性，最終實現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

根據(jù)課程特點，在對Java相關(guān)課程進行一體化教學(xué)兩年的實踐過程中，對于學(xué)生的考核采用過程階段性考核與期末綜合考核結(jié)合的方式進行。這種考核方法經(jīng)過實踐檢驗，比較容易讓學(xué)生接受，也能真正考核出學(xué)生的能力。但在考核標(biāo)準(zhǔn)的制定，具體的操作流程上各門課有所不同。也暴露出來一些問題，比如考核的細(xì)節(jié)繁瑣，打分表格太過形式化?？己颂?xì)比較耗時，太粗又考核不出每個學(xué)生的真實水平。通過對前期考核過程中出現(xiàn)的這些問題，課題組成員經(jīng)過認(rèn)真分析總結(jié)，對于Java系列課程針對于項目、文檔和答辯情況制定了相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)束語

經(jīng)過一年的研究與實踐，課題組成員圓滿地完成了預(yù)期制定的各項目標(biāo)，重新梳理了Java系列各門課程的教學(xué)目標(biāo)定位，結(jié)合體驗企業(yè)真實教學(xué)獲得的寶貴經(jīng)驗，對大量案例資源進行了整合剖析研究，并在實際課堂教學(xué)中采用基于CDIO-OBE的教學(xué)模式進行實踐，制定了一體化課程的教學(xué)實施方案。對Java課程群課程的教學(xué)實施了統(tǒng)一的部署與管理，一方面實現(xiàn)了教學(xué)資源的充分共享，另一方面也提高了教師的教學(xué)工作效率。通過班級座談、問卷調(diào)查、學(xué)生反饋、教學(xué)效果評價、畢業(yè)生就業(yè)情況分析、參加軟件設(shè)計大賽等方面與以往進行比較，發(fā)現(xiàn)新方案的實施可以讓學(xué)生在校不僅學(xué)到知識、技能，還能具有一定的項目開發(fā)經(jīng)驗，為畢業(yè)后與企業(yè)“零距離”就業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。

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