基于工程教育認證的JAVA課程體系的構(gòu)建

唐光義　高俊鋒　李繼革

摘 要：文章針對目前JAVA課程體系現(xiàn)狀，依據(jù)工程教育認證“成果導(dǎo)向”的基本原則，提出了JAVA課程體系重構(gòu)的基本方法，并重新制定了課程的教學(xué)目標、明確了課程教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系、采用CDIO、案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課程等教法方法，顯著提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程教育；課程體系；軟件工程

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）02-0053-02

中國的高等教育已經(jīng)從“精英教育”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蟊娀逃?，以往傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會對工程應(yīng)用型人才的需求。工程教育認證正好在這個轉(zhuǎn)折的節(jié)點上可以助力高等工程教育的改革。軟件工程專業(yè)是一門操作性比較強的工程應(yīng)用型學(xué)科，本專業(yè)于2015年初開始著手準備進行工程教育認證，同時對現(xiàn)有的課程體系進行了較大的改革。JAVA一直是本專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課，在學(xué)生就業(yè)中也占據(jù)著比較重要的地位，而且軟件行業(yè)對于JAVA軟件工程師的需求也是比較旺盛的，但是現(xiàn)有的JAVA課程體系難以與工程教育認證的標準和條件相吻合，這就需要根據(jù)工程教育認證的標準和條件及時調(diào)整JAVA課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，構(gòu)建適合工程教育認證、與國際教育接軌的JAVA課程體系。

一、JAVA課程體系現(xiàn)狀

JAVA是一門操作性較強的工程語言類課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中需要較強的實踐性，需要把知識點與應(yīng)用點結(jié)合起來，通過工程實踐來強化學(xué)習(xí)。但是目前的JAVA課程體系與工程教育認證的要求還有比較大的差別，主要表現(xiàn)在以下三個方面。

第一，強調(diào)語言知識點的學(xué)習(xí)、工程應(yīng)用明顯不足。在目前的JAVA課程體系中，強調(diào)理論知識點的掌握、強調(diào)知識點的理解，也強調(diào)知識點的應(yīng)用，但是這個應(yīng)用不是工程應(yīng)用，而僅僅是會使用這個知識點，達不到工程應(yīng)用的要求。

第二，課程體系的評價機制不夠完善，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改進不夠顯著。在課程的教學(xué)當中，沒有構(gòu)成閉環(huán)的評價機制，很多教學(xué)環(huán)節(jié)流于形式，沒有真正起到促進教學(xué)改進的作用。

第三，課程教學(xué)模式比較單一，缺乏真實的工程應(yīng)用環(huán)境。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師以課堂講授為主、以實驗課為輔，學(xué)生主要是聽明白、會答題，但是在工程教育中，是以能否解決實際的工程問題為依據(jù)來評價是否達到教學(xué)效果的。

二、JAVA課程體系重構(gòu)的方法

哈爾濱理工大學(xué)從2014年開始就啟動了本科專業(yè)的工程教育專業(yè)認證工作，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)也高度重視，在組織層面和技術(shù)層面對工程教育認證提出了具體要求，并強調(diào)工程教育認證工作需要學(xué)院學(xué)生工作及本專業(yè)的教師全員參與。教學(xué)大綱的修訂要從培養(yǎng)目標的修訂、專業(yè)培養(yǎng)要求及指標點、工程教育認證的培養(yǎng)要求等多個方面入手。在每門課程教學(xué)設(shè)計中都要進行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方法的改進，以適應(yīng)工程教育認證的要求。

第一，遵循“以成果為導(dǎo)向”（Outcome Based Education，OBE）的教學(xué)理念，強調(diào)在教學(xué)的過程中要以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為依據(jù)來評價教學(xué)過程。本課程就是要考核學(xué)生運用JAVA這門編程語言解決實際問題的能力，而不是理解多少個概念、掌握了多少個知識點。在這里需要思考五個方面的問題：（1）學(xué)生學(xué)習(xí)的預(yù)期成果是什么；（2）獲得這些成果對解決復(fù)雜工程問題能起到什么作用；（3）課程學(xué)習(xí)如何幫助學(xué)生獲得這些成果；（4）如何判定學(xué)生是否獲得這些成果；（5）如何保障學(xué)生獲得這些成果。這就要求課程體系的構(gòu)建打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，建立以“學(xué)生學(xué)習(xí)成果”為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式，建立健全各項教學(xué)保障措施，不斷加大辦學(xué)投入力度，加強師資隊伍建設(shè)，時刻關(guān)注工程技術(shù)的前沿動態(tài)，適時更新課程教學(xué)內(nèi)容，改革教育教學(xué)方法，達到持續(xù)改進的目的。

第二，根據(jù)哈爾濱理工大學(xué)軟件學(xué)院學(xué)生的實際情況，合理定位，明確課程的教學(xué)目標。該院的學(xué)生是二表招生，學(xué)生的綜合素質(zhì)、自學(xué)能力、理解能力較強，在課程的教學(xué)過程中教師可以適當引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在實際工程項目中鍛煉學(xué)生解決問題的能力。該院80%左右的畢業(yè)生從事的是與本專業(yè)相關(guān)的軟件設(shè)計師的工作，由于JAVA課程知識更新比較快，例如JDK也在不斷發(fā)布新版本，因此在教學(xué)過程中要“授人以漁”，培養(yǎng)學(xué)生今后不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力。

第三，改革課程教學(xué)模式和考核方式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神，構(gòu)建多元化的課程考核體系。在教學(xué)過程中，充分利用“大作業(yè)”、“小作業(yè)”、“翻轉(zhuǎn)課堂”、“教學(xué)案例”等多種形式促進學(xué)生上機編程解決問題。在課程考核中改變以往的“期末一張卷”的考核方式，強調(diào)過程性考核，根據(jù)學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程來進行成績的評定。

第四，完善課程評價機制，不斷更新課程教學(xué)內(nèi)容。要關(guān)注軟件開發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)更新，主流軟件行業(yè)流行什么樣的新技術(shù)、新方法，就要在課程體系中不斷更新，保持課程“青春永駐”，對于一些“過時的知識”，需要進行課程評價，適時進行教學(xué)內(nèi)容的輪換。

三、基于工程教育認證的JAVA課程體系特點

（一）課程教學(xué)目標

1.掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本知識和基本技能，能夠建立面向?qū)ο蟮木幊趟枷搿?.掌握JAVA語言的編程環(huán)境、數(shù)據(jù)類型、運算符和表達式、流程控制語句等基礎(chǔ)知識，能夠閱讀相關(guān)應(yīng)用程序。3.掌握JAVA基本的編程方法和JAVA在網(wǎng)絡(luò)編程中的一些重要技術(shù)，能夠進行算法設(shè)計。4.具有解決實際問題，分析、設(shè)計和開發(fā)軟件的能力。5.具有團隊合作的意識和能力。

（二）課程體系與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

（三）本課程的主要教學(xué)方法

由于本課程的理論性和實踐性都很強，為了實現(xiàn)課程教學(xué)目標、保證課程教學(xué)效果，課程講授要遵循從淺到深、從抽象到具體、從宏觀到細節(jié)的原則。通過采用案例教學(xué)和課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)方式，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，在面對抽象、枯燥的理論時，能夠用技術(shù)實現(xiàn)來加以印證、加深理解；在面對復(fù)雜、煩瑣的源代碼時，能夠用理論思想來指導(dǎo)。具體方法包括以下幾方面。

1.CDIO與案例教學(xué)。以CDIO工程教育理念為教學(xué)指導(dǎo)思想，以某大型超市的進銷存管理作為教學(xué)案例，采用“原理→案例→實踐”的教學(xué)模式，首先介紹JAVA的基本原理和基本概念及面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計方法，然后根據(jù)這些知識點分析超市的進銷存管的需求以及功能的具體實現(xiàn)。

2.翻轉(zhuǎn)課堂。由于JAVA課程涵蓋的內(nèi)容非常豐富且實踐性很強，單純靠有限的理論授課學(xué)時難以詳細地介紹各方面的內(nèi)容，并且對于枯燥的概念，很難有理想的教學(xué)效果。通過翻轉(zhuǎn)課堂和問題式教學(xué)，在課堂上，教師著重講解JAVA的基本原理和基本方法，組織學(xué)生進行課堂討論和匯報；在課堂外，以組為單位，為每組學(xué)生布置1個實踐作業(yè)，要求學(xué)生協(xié)作完成代碼的設(shè)計，并撰寫實踐報告和答辯。這種方法可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生變被動“聽課”為主動思考和主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)團隊合作意識和能力。

四、JAVA新課程體系的實施成效

在哈爾濱理工大學(xué)軟件學(xué)院的2015級中進行課程教學(xué)的首次嘗試改革，取得了不錯的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，課后上機編程的學(xué)生多了，在寢室玩游戲的人少了；課間找教師問問題的學(xué)生多了，課堂不聽講的學(xué)生少了；課前到教室搶座位的學(xué)生多了，上課遲到的學(xué)生少了。2015級學(xué)生參加ACM、全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽等取得的成績明顯提高，學(xué)生也感覺課后的學(xué)習(xí)壓力大了，期末考試輕松了。從學(xué)生的最終成績來看，優(yōu)秀率明顯提高，不及格率顯著下降。在教學(xué)過程中，教師的工作量大了，工作壓力也變大了，但是學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情明顯提高了，學(xué)生對于課程教學(xué)滿意度也大大提升。

工程教育認證對于提高我國軟件工程專業(yè)的教育質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會需求的軟件工程師具有重要的意義。以工程教育認證為基礎(chǔ)改革JAVA課程的教學(xué)體系，立足軟件產(chǎn)業(yè)，探索面向工業(yè)界、面向世界、面向未來的人才培養(yǎng)模式，造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的軟件設(shè)計人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)“一路一帶”的發(fā)展目標奠定堅實的人力資源優(yōu)勢?；诠こ探逃J證的JAVA課程改革才剛剛開始，在今后的教學(xué)過程中，我們會繼續(xù)探索新的教學(xué)方法和教學(xué)理念，持續(xù)改進，不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]瞿振元.推動高等工程教育向更高水平邁進[J].高等工

程教育研究，2017，（1）.

[2]唐光義，劉勝輝，張淑麗.以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的JAVA教

學(xué)方法探索[J].計算機教育，2013，（5）.

[3]張淑麗，姚登舉，車楠.基于JAVAEE的開源框架類課程

整合教學(xué)方法探索[J].黑龍江教育：高教研究與評估，

2014，（6）.