面向新工科的Java課程實踐教學改革探索

趙小芳

摘 要 為了切實提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力以滿足當前新工科對人才的需求，我們嘗試對Java課程實踐教學進行改革。本文首先分析了Java課程實踐環(huán)節(jié)現(xiàn)狀所存在的問題，對照新工科對人才的要求，提出優(yōu)化課程目標、構建一體化課程體系、打造多維實踐環(huán)境等改革措施。

關鍵詞 Java實踐教學 新工科 實踐能力 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.03.054

Abstract To improve the practical and innovation abilities of students， we try to reform the practical teaching of Java course. The reform will help the talent training in new engineering background. Firstly the problems in present practice teaching of Java course are analyzed. Then the measures of reform， such as optimizing the course objectives， constructing integration course system， building multidimensional practical environments， are put forward.

Keywords practical teaching of Java； new engineering； practical ability； innovation ability

新工科是當前我國教育改革和建設的新方向，新工科建設對人才培養(yǎng)提出了新要求，今后在新興產(chǎn)業(yè)和新興經(jīng)濟的引導下將更多地需要工程實踐能力強和創(chuàng)新能力強的人才，這就要求高校在人才培養(yǎng)過程中要加強和突出學生的解決實際問題能力和復雜工程實踐項目能力的培養(yǎng)。實踐能力的培養(yǎng)更多地體現(xiàn)在課程實踐教學環(huán)節(jié)中，因此結合社會對人才的新需求，進行面向復雜工程問題求解和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程實踐教學改革勢在必行。

Java是計算機類專業(yè)的一門重要課程，熟練掌握Java程序設計是學生就業(yè)的一個至關重要的技能，為此，我們從Java課程入手，結合我校的實踐教學來探討在新工科建設以及加快雙創(chuàng)人才培養(yǎng)和雙一流背景下，如何培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

1 Java課程實踐教學現(xiàn)狀

在不斷的教學改革探索中，我校的Java課程已脫離純理論教學模式，采用了形式多樣的實踐教學方式，包括更注重實踐能力培養(yǎng)的邊講邊練上課模式、綜合項目練習的課程設計、為期1～2周的企業(yè)化實訓等，盡管較傳統(tǒng)的以理論授課為主的教學模式在實踐能力培養(yǎng)上有了一定的進步，但是依然還存在很多問題。

首先，課程設計中所完成的項目與市場相脫節(jié)，并且一個班的學生甚至上下幾級的學生所做的項目雷同很多，大都是學生成績管理系統(tǒng)之類的信息管理系統(tǒng)、購物網(wǎng)站之類的網(wǎng)站設計、手機APP開發(fā)等幾類項目。學生可借鑒的代碼太多，課程設計中真正能夠做到自己完全實現(xiàn)項目的同學很少，因此大大降低了項目的技術含量和難度，不能達到預期的課程設計提升學生實踐能力的目的。造成這一問題的原因在于，一是學生多老師少，老師的精力有限，很難為每一個同學設計一個不同的項目題目，因此學生之間的相互借鑒以及網(wǎng)上借鑒在所難免；二是教師自身實踐能力有欠缺，大部分教師都很少接觸企業(yè)實際項目，缺乏真正的實踐能力，因此給學生的課程設計題目本身就與企業(yè)實際相脫離。

其次，為了彌補課程設計與市場相脫離這一缺陷，每個學期末學校都為學生提供了1～2周的實訓，由企業(yè)人員為學生上課，使用企業(yè)實際的開發(fā)項目。學校的初衷很好但是效果甚微。一是合作的企業(yè)規(guī)模不夠，企業(yè)的業(yè)務比較單一，主要是做應用軟件開發(fā)，而且多是相類似的應用軟件開發(fā)，因此企業(yè)帶來的實踐項目種類單一不夠豐富，一定程度上限制了學生未來就業(yè)的可選擇性和多樣性，造成一屆學生中70%以上做外包開發(fā)。二是企業(yè)實訓與學校的理論授課相脫節(jié)，企業(yè)實訓的內容所涉及理論知識往往還未學就開始相關內容的實訓，而實訓時間有限，企業(yè)人員在對學生實訓過程中，所涉及的理論知識很難面面俱到地講解。理論知識有欠缺甚至完全不懂，學生實訓只能依葫蘆畫瓢，不能真正理解，因此達不到真正的動手能力和實踐能力培養(yǎng)的效果。

再次，Java實踐應用項目所涉及的知識并不僅僅只限于Java，往往還涉及到其他課程，比如數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結構、算法分析與設計、計算機網(wǎng)絡等。要做到與這幾門課程的銜接，并通過實踐環(huán)節(jié)幫助學生理順各門課程的知識點以靈活運用，實施難度很大。因此，無法從全局上達到Java項目實踐能力培養(yǎng)的效果。

2 深化Java課程實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)目標

當前我們正處于第四次工業(yè)革命浪潮中，新工業(yè)革命所產(chǎn)生的新經(jīng)濟和新型產(chǎn)業(yè)對人才有新的需求，為此教育部提出了新工科概念，以滿足社會發(fā)展對人才的需求。相對于傳統(tǒng)的工科人才，新工科人才將是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才。也就是說新工科背景下要培養(yǎng)具備“新素養(yǎng)”、“新視角”、“新能力”、“新思維”工程實踐能力的創(chuàng)新型人才。[1]

在新工科建設背景下，為了培養(yǎng)更具競爭力的人才，我們必須優(yōu)化調整Java課程教學安排，加強實踐教學所占比例，重視實踐教學，強化實踐教學的重要性，使Java實踐教學與理論教學比肩同行。與此同時我們要改革Java課程現(xiàn)有實踐教學內容和教學方法，突出創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)，[2]并轉換思路，逐漸將Java課程實踐環(huán)節(jié)從一般化的實驗教學升級為更高層次的實踐教育。[3]

3 Java實踐教學改革

針對Java課程實踐教學現(xiàn)狀所反映出來的問題，以及新工科對人才實踐能力的要求，我們將從以下環(huán)節(jié)對Java課程實踐教學進行改革。

3.1 加大實踐環(huán)節(jié)學時，調整教學內容和教學方式

當前我校的Java課程理論學時48，實踐學時16，實踐學時在整個教學中所占比重較低。為此，我們對學時做了重新安排，理論學時依然是48學時，實踐學時調整為32學時，既突出了Java課程的重要性，又提高了實踐學時的比例。

教學模式依然是在機房上課的邊講邊練模式，以往的做法是上課過程中講完理論緊接著學生進行實踐，實踐內容多為基礎型、演示型、驗證型的，基本都是學生照搬照抄剛剛講過的知識內容，簡單地進行調試、驗證，很難真正培養(yǎng)學生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。針對這一問題，我們對實踐教學內容進行了改革，改革成綜合型、設計型的項目實踐。教學采用項目驅動教學法，即將項目實踐的內容分解在Java課程的各單元中講解，學生實踐過程中采用“讀、填、改、編、綜”5個層次訓練，讀是閱讀老師編寫的程序代碼；填是老師對程序代碼進行一定的修改，讓學生進行程序填空；改是學生改寫老師寫的程序代碼實現(xiàn)相類似的功能；編是學生自主編寫相同類型的程序；綜是在一系列知識點講解完后的綜合實踐應用。注意整個教學過程是以一個總的項目任務為驅動的，學生通過完成一個又一個的小功能，最后集成、完善形成一個大的項目。在這個過程中，教、學、做一體化，在以實現(xiàn)一個真實項目為目標的驅動下，學生不斷完善知識和技能，并通過自主學習和合作學習循序漸進的提高了項目實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.2 構建一體化課程體系

為了真正培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，我們還需要構建一體化的課程體系。原因在于，為了實現(xiàn)一個Java項目，我們還需要其他課程的知識，如數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡。因此在Java實踐教學過程中，我們要注意加強各門課程之間的聯(lián)系，在內容上尋找各門課程的交叉點。為此，我們需要將現(xiàn)有的實驗課程進行優(yōu)化、群分，把相關的這幾門課程安排在一個學期學習，或者把Java課程安排在這幾門課程之后，通過設置一個總體目標，幫助學生構建全面知識網(wǎng)絡，進而實現(xiàn)學生綜合實踐能力的培養(yǎng)。

3.3 打造多維度的實踐環(huán)境

為了全方位提升學生的工程實踐能力，我們要充分利用各類資源為學生打造多維度的實踐環(huán)境，建立實驗、課程設計、實訓、實習循序漸進的工程實踐能力訓練模式。

教學安排上，為學生安排充足的實驗學時，并加大設計性、綜合性實驗所占的比例，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。課程結束后在期末安排為期一周的課程設計進行集中項目實踐訓練，項目內容盡量貼合企業(yè)實際，學生按照企業(yè)實際開發(fā)流程和角色安排分組進行，以提高學生綜合應用能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力和自主學習能力。在一體化課程體系指導下，相關課程學習結束后的期末為學生安排1～2周的實訓，由企業(yè)人員進行。實訓晚于課程設計，課程設計一般是Java課程結束后緊接著進行，在期末考試之前，訓練的內容主要是Java課程所講的理論知識。而實訓是相關一系列課程的綜合運用，在期末考試之后。實訓中注意引進企業(yè)的質量，不能流于形式。要多方面考查引入優(yōu)質企業(yè)，并盡量做到3～5年換一批新的企業(yè)，避免實訓內容重復不變、雷同過多。除此以外還要積極聯(lián)系地方企業(yè)開展校企共建的實習基地，全面提升學生的工程實踐能力。在學生參加實訓和實習過程中，教師也要盡量參與，提升自身的實踐能力和實際項目開發(fā)經(jīng)驗，這樣將更有利于教師的實踐教學。我們還要鼓勵學生多參加各類競賽，通過參加競賽將更充分的促進學生將理論知識內化為實踐動手能力，使得學生各方面的能力迅速得到鍛煉。[4]競賽小組成員可以是不同年級的，這樣還可以形成不同年級的幫帶作用。

4 結束語

通過深化Java課程實踐教學培養(yǎng)目標、加大實踐學時所占比例、采用多樣化的實踐內容、多元化的實踐教學方式和多層次實踐能力訓練、在一體化課程體系指導下打造多維實踐環(huán)境這一系列措施有利的促進了學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對面向新工科人才實踐能力培養(yǎng)提供了改革探索思路。

參考文獻

[1] 周開發(fā)，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重慶高教研究，2017.5（3）：22-25.

[2] 李佳洋，范立南.新工科驅動下轉型高校創(chuàng)新型人才工程實踐能力培養(yǎng)機制研究[J].教育現(xiàn)代化，2018.1（4）：1-2.

[3] 楊士強.從實驗教學到實踐教育[J].計算機教育，2018.1（1）：10.

[4] 陶志勇，陽王東，張錦.基于賽學教理念的卓越工程師實踐能力培養(yǎng)模式[J].計算機教育，2018.3（3）：113-116.