項目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)課堂的Java EE課程教學(xué)模式設(shè)計

黎才茂，陳少凡

（海南大學(xué) 信息學(xué)院, 海南 ?？?570228）

0 引言

近年來，國際上流行的一種先進的教學(xué)模式，即基于工程教育的CDIO模式。CDIO以主動的、實踐的方式讓學(xué)生學(xué)習(xí)，圍繞產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行展開，其生命周期包括構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（design）、實現(xiàn)（implement）和運作（operate）[1-2]。CDIO教育模式?jīng)]有給出具體課程的能力要求，也沒有針對具體課程落實CDIO能力目標(biāo)的方法，因此，對于某一課程，需要依據(jù)符合CDIO能力的需求，在實際課程教學(xué)中設(shè)計教學(xué)及制訂培養(yǎng)目標(biāo)、方法。

1 JavaEE課程教學(xué)存在的問題

計算機專業(yè)的系列課程教學(xué)需要理論與實踐并重。根據(jù)已有研究成果及筆者的教學(xué)經(jīng)驗，可知傳統(tǒng)的教學(xué)模式不僅教學(xué)方法陳舊、實驗環(huán)節(jié)薄弱，而且易造成重理論而輕實踐的情況，其問題總結(jié)如下[2]。

1）培養(yǎng)的學(xué)生能力不足。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是基于考試的評估方式的，學(xué)生只注重學(xué)習(xí)某些理論知識和技術(shù)，沒有系統(tǒng)地提高分析能力和開發(fā)能力，不能靈活地應(yīng)用所學(xué)知識解決實際的問題，不能對軟件項目進行快速有效的構(gòu)思設(shè)計、編程實現(xiàn)與部署運行。

2）課程的能力培養(yǎng)目標(biāo)不明確。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，計算機專業(yè)的系列課程教學(xué)只是明確學(xué)習(xí)的知識點，而沒有具體的能力培養(yǎng)目標(biāo)，只是知識和技術(shù)的灌輸，不利于學(xué)生的能力培養(yǎng)，因此，計算機專業(yè)系列課程應(yīng)在課程的教學(xué)目標(biāo)中明確地設(shè)置學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)。在課程教學(xué)中，理解知識是基本，應(yīng)用知識是進階，能力提高才是培養(yǎng)學(xué)生的最終教學(xué)目標(biāo)[2]。

3）教學(xué)過程缺乏翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)。

課程教學(xué)中的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)是指課程授課、項目開展與實施過程中皆以學(xué)生為主體，學(xué)生主動學(xué)習(xí)，教師輔導(dǎo)，遇到問題進行對話與討論[3]。翻轉(zhuǎn)的教學(xué)活動是互動式的，積極引入有效的翻轉(zhuǎn)與反思，不僅把教師和學(xué)生綁定成一個共同體，促進學(xué)生對知識的深層理解、達到最終的教學(xué)目標(biāo)，而且注重教師與學(xué)生間的分享、學(xué)習(xí)和提高，有利于教師進行教學(xué)重新設(shè)計、提高教學(xué)水平等。

針對上述問題，有研究者將反思與翻轉(zhuǎn)、項目引領(lǐng)法、案例教學(xué)等應(yīng)用到課程教學(xué)改革中，使得學(xué)生獲得訓(xùn)練與能力培養(yǎng)，但是在需求分析、工程認(rèn)知、團隊協(xié)作等方面還不足；同時，有研究者也將CDIO教育模式應(yīng)用到Java類課程的教學(xué)中，但在微觀層面貫徹和踐行CDIO的教育理念還是存在不足。因此，需要對計算機專業(yè)系列課程的教學(xué)進行再設(shè)計，培養(yǎng)內(nèi)在能力與實踐能力兼?zhèn)涞?、能自主學(xué)習(xí)、思考和表達的學(xué)生，貫徹CDIO的核心精神，將以教師主講的項目引領(lǐng)、案例教學(xué)模式，改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、基于CDIO的項目引領(lǐng)的主動式學(xué)習(xí)模式，以提高學(xué)生的主觀能動性、創(chuàng)造性和自學(xué)能力[4]。

2 基于CDIO的課程培養(yǎng)目標(biāo)的確立

CDIO以工程化角度確定能力培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定合格的工程師所應(yīng)具備的能力。項目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)的混合模式教學(xué)不僅設(shè)計制定基于CDIO的Java EE課程能力培養(yǎng)目標(biāo)，而且明確課程的CDIO標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)學(xué)生的CDIO能力。

基于CDIO的Java EE課程能力培養(yǎng)目標(biāo)包括知識目標(biāo)、技術(shù)目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。課程知識目標(biāo)要求學(xué)生了解Java EE課程體系，熟悉Java EE代碼編寫、開發(fā)流程，掌握安裝、運行Java EE軟件開發(fā)工具及項目開發(fā)相關(guān)知識。課程技術(shù)目標(biāo)要求學(xué)生能運用Java EE相關(guān)技術(shù)、工作流程、調(diào)試方法、測試方法、軟件開發(fā)工具、相關(guān)技術(shù)規(guī)范完成項目開發(fā)、調(diào)試、測試及部署。課程素質(zhì)目標(biāo)要求學(xué)生有良好的勞動紀(jì)律觀念和職業(yè)道德，具有吃苦耐勞、敬業(yè)和團隊精神，具有實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度、新意識以及解決實際問題的能力，因此，基于CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)方面，針對Java EE課程教學(xué)，可以確立3種能力目標(biāo)的28個微觀層次上的培養(yǎng)目標(biāo)，見表1。這樣確立Java EE課程的培養(yǎng)目標(biāo)，一方面，從微觀層面使教學(xué)設(shè)計者能夠綜合考量專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的合理性；另一方面，也使評估所培養(yǎng)學(xué)生的能力有可靠的依據(jù)。

表1 Java EE課程的CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)

（續(xù)）表1

3 項目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)課堂的混合模式教學(xué)設(shè)計

3.1 課程教學(xué)原則

課程教學(xué)基于CDIO的教學(xué)模式，讓學(xué)生以主動的、實踐的方式學(xué)習(xí)工程技術(shù)。課程教學(xué)設(shè)計要求以職業(yè)活動為導(dǎo)向、以項目任務(wù)為載體、強調(diào)學(xué)生主體、工學(xué)結(jié)合、重點突出能力目標(biāo)與實訓(xùn)、做到知識理論實踐一體化。

3.2 項目引領(lǐng)的翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式設(shè)計

基于CDIO教學(xué)模式，對Java EE課程教學(xué)進行再設(shè)計，培養(yǎng)內(nèi)在能力與實踐能力兼?zhèn)涞?、能自主學(xué)習(xí)、思考和表達的學(xué)生，貫徹CDIO的核心精神，將以教師主講的項目引領(lǐng)、案例教學(xué)模式，改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的主動式學(xué)習(xí)的基于CDIO的項目引領(lǐng)翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式，以提高學(xué)生的主觀能動性、創(chuàng)造性和自學(xué)能力。

項目引領(lǐng)構(gòu)建基于CDIO核心思想的子項目知識模塊，從而構(gòu)建CDIO教育模式的專業(yè)課程體系。學(xué)生學(xué)完每一個知識模塊，就需要完成對應(yīng)子項目的研發(fā)；隨著學(xué)習(xí)和研發(fā)的深入，在完成幾個知識模塊學(xué)習(xí)之后，學(xué)生就得到一個完整實際應(yīng)用項目的研發(fā)訓(xùn)練，從而實現(xiàn)基本具備企業(yè)級項目應(yīng)用開發(fā)的能力。

項目引領(lǐng)的模塊化翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基本思想是以項目研發(fā)為主線，采用翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂結(jié)合的混合模式展開教學(xué)。項目引領(lǐng)教學(xué)需要精選某些企業(yè)級應(yīng)用項目，分析項目任務(wù)，將項目拆解為幾個子項目，按照子項目開發(fā)需要的知識難度和遞進關(guān)系，確定子項目開發(fā)的順序。每個研發(fā)的子項目都對應(yīng)著一個知識模塊，包括研發(fā)這個子項目需要的知識點和相關(guān)基礎(chǔ)知識[5]。

在教學(xué)中，學(xué)生主動學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)項目案例，然后開發(fā)相關(guān)子項目，把知識學(xué)習(xí)和子項目研發(fā)密切結(jié)合起來，既要求學(xué)生學(xué)習(xí)每個子項目的知識模塊，又要求學(xué)生完成子項目的研發(fā)。隨著項目學(xué)習(xí)的深入，每完成一個模塊的學(xué)習(xí)，研發(fā)一個子項目，技術(shù)水平就提高一個等級。有多少個子項目就對應(yīng)構(gòu)建多少個知識模塊，后序子項目研發(fā)需要前序子項目的知識模塊為基礎(chǔ)。隨著各個子項目的研發(fā)遞進，學(xué)生學(xué)習(xí)后序一個子項目的知識模塊和研發(fā)子項目，同時也就復(fù)習(xí)了前序子項目的知識模塊[6]。

3.3 混合模式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

Java EE課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計圍繞培養(yǎng)Java軟件工程師的目標(biāo)要求，以項目引領(lǐng)的基于CDIO的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，以項目為核心教學(xué)貫穿整個課程。Java EE課程以Java Web應(yīng)用開發(fā)為學(xué)習(xí)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置見表2。

Java EE課程內(nèi)容以網(wǎng)上書店項目貫穿整個教學(xué)課程。網(wǎng)上書店系統(tǒng)項目開發(fā)采用MVC模式，系統(tǒng)功能包括用戶登錄、書店購物車功能、顯示書籍列表與詳細(xì)信息、購物車商品添加與查看、結(jié)賬功能等。項目劃分為多個子項目單元，遵循創(chuàng)建、發(fā)布、調(diào)試階段進行學(xué)習(xí)和開發(fā)，每個子項目開發(fā)都可以進行功能演示。項目教學(xué)堅持教、學(xué)、做一體化，以邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊練的方式組織課程教學(xué)。

表2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

3.4 課堂教學(xué)實施

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式和傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式融合的混合式課堂教學(xué)充分吸納兩種教學(xué)模式的優(yōu)點，盡量減少二者的缺點。傳統(tǒng)教學(xué)沒有有效的全面覆蓋CDIO的能力目標(biāo)，對能力培養(yǎng)相對薄弱，因此，需要采用項目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)課堂混合模式實現(xiàn)基于CDIO的能力培養(yǎng)目標(biāo)。

在混合式課堂教學(xué)中，主動式項目引領(lǐng)學(xué)習(xí)是課程教學(xué)的一個重要手段，有利于實現(xiàn)較好的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生在項目研發(fā)過程中主動學(xué)習(xí)，既鍛煉技術(shù)能力，又提高知識與素質(zhì)能力。

結(jié)合CDIO基本思想的項目引領(lǐng)學(xué)習(xí)由各環(huán)節(jié)組成，每個環(huán)節(jié)包含一個具體的目標(biāo)，首先是傳統(tǒng)的理論教學(xué)環(huán)節(jié)，其次是項目任務(wù)下達到學(xué)生團隊環(huán)節(jié)，隨后則是貫穿CDIO思想的產(chǎn)品研發(fā)、測試、部署、運行的完整生命周期的環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)都需要設(shè)定一些能力培養(yǎng)目標(biāo)，各個環(huán)節(jié)的能力培養(yǎng)目標(biāo)需要配置交集。

4 結(jié)語

針對計算機專業(yè)的課程教學(xué)，依據(jù)CDIO基本理論，貫徹“項目引領(lǐng)教育和學(xué)習(xí)”的理念，以項目為主線，以CDIO能力培養(yǎng)為基本特征，采用項目引領(lǐng)學(xué)習(xí)、反思與翻轉(zhuǎn)教學(xué)等手段整體設(shè)計課程的具體教學(xué)，有效地踐行了CDIO核心思想。在Java EE課程教學(xué)設(shè)計中，將傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合設(shè)計混合教學(xué)模式，以項目引領(lǐng)方式驅(qū)動學(xué)習(xí)，分析確立課程的CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計符合CDIO要求的項目引領(lǐng)課程教學(xué)內(nèi)容，徹底打破了原有的課程教學(xué)體系。實踐證明，在Java EE課程教學(xué)中采用項目引領(lǐng)的混合課堂教學(xué)模式是一種較好的教學(xué)模式，受到學(xué)生的歡迎，獲得了更好的教學(xué)效果。