面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才培養(yǎng)探索

張新猛，羅海蛟，彭碧濤，李月梅

（廣東外語外貿(mào)大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510006）

0 引 言

Java是一種跨平臺的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，分為桌面應(yīng)用、移動應(yīng)用和企業(yè)級應(yīng)用的開發(fā)，廣泛應(yīng)用于電子商務(wù)、企業(yè)信息管理、金融服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域。連續(xù)多年，TIOBE發(fā)布的編程語言市場占有率排行榜，Java一直排在第一名，Java編程語言技能已經(jīng)是計算機相關(guān)專業(yè)大學(xué)生進入軟件開發(fā)行業(yè)必備的一門技能。據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從人才需求方面看，目前我國軟件人才缺口極其嚴重，其中Java人才最為缺乏。根據(jù)相關(guān)權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)字，在所有軟件開發(fā)類人才的需求中，對Java工程師的需求達到全部需求量的60%～70%。

教育部把信息化人才與軟件人才列為國內(nèi)急需的緊缺人才之一，Java工程師市場需求巨大?，F(xiàn)狀是一方面人才需求旺盛的IT企業(yè)很難招聘到合格的Java人員，另一方面有大量具有基本Java技術(shù)的本科畢業(yè)生，但由于與企業(yè)的實際用人需求有較大的差距而存在就業(yè)困難問題。面向軟件行業(yè)需求，探索培養(yǎng)Java工程應(yīng)用型人才的合理課程體系是高校Java教育首要解決的問題[1-2]。

1 Java課程教育現(xiàn)狀

目前軟件開發(fā)企業(yè)需要的技能包括基于Java EE的企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)、Android移動端開發(fā)以及與企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)相關(guān)的流行架構(gòu)，然而目前高校所開設(shè)的課程遠遠落后于企業(yè)需求，傳統(tǒng)教學(xué)模式所培養(yǎng)的學(xué)生距離企業(yè)要求相差甚遠，究其原因大多存在著重理論輕實踐、重基礎(chǔ)輕應(yīng)用、重技術(shù)輕綜合、重考試輕創(chuàng)新等問題。

1.1 缺少有機銜接的Java課程體系

目前幾乎國內(nèi)高校都至少開設(shè)了一門Java課程，但鑒于課時、師資等原因，普遍存在的問題是缺少系列有機銜接的Java課程體系，造成Java基礎(chǔ)課程與實踐課程相割裂。絕大部分學(xué)校僅開設(shè)Java基礎(chǔ)課程，但由于沒有后續(xù)應(yīng)用開發(fā)課程的支持，學(xué)生無法掌握企業(yè)應(yīng)用開發(fā)中需求與技能；另外一些學(xué)校雖然開設(shè)了多門Java相關(guān)課程，但課程缺乏有機銜接，學(xué)生往往不能形成知識網(wǎng)絡(luò)，難以綜合應(yīng)用所學(xué)Java知識構(gòu)建企業(yè)級應(yīng)用。

目前高校所開設(shè)的Java相關(guān)課程與企業(yè)實際應(yīng)用需求仍有很大差距，同時所開的Java課程間不能形成有機銜接，比如移動應(yīng)用開發(fā)（Android）課程先修課程不僅僅是要求Java程序設(shè)計基礎(chǔ)課程，同時學(xué)生必須掌握Java EE部分相關(guān)內(nèi)容，否則只能設(shè)計單機版的移動終端，根本無法構(gòu)建集成的移動應(yīng)用系統(tǒng)。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)模式無法培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的Java程序設(shè)計課程通常分為課堂理論教學(xué)和上機實踐兩個環(huán)節(jié)，理論教學(xué)教師是主導(dǎo)，一般結(jié)合PPT課件講解概念、語法以及小程序的分析等；而上機實踐偏重于如何編寫功能單一的“小”程序，局限于一個或兩個知識點，學(xué)生只見樹木，不見森林，不能把握知識之間的銜接關(guān)系。編寫綜合應(yīng)用程序時，學(xué)生往往無從下手。

除了傳統(tǒng)教學(xué)方法外，Java程序設(shè)計教學(xué)中比較先進的教學(xué)模式是項目驅(qū)動教學(xué)法。項目驅(qū)動教學(xué)法是采用難易度適中的典型項目，將學(xué)習(xí)者引入一個特定的真實情境中，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，教師輔助為輔，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)的能力。通過項目驅(qū)動教學(xué)，能夠使學(xué)生對知識點的理解和應(yīng)用有更深入的認識。但在教學(xué)實踐過程中，所選擇的項目案例往往是針對某些知識點，多個項目案例之間關(guān)聯(lián)不大，所涉及的知識點銜接不夠緊密，而企業(yè)級應(yīng)用項目，往往是許多知識點的綜合應(yīng)用，是多門課程的綜合應(yīng)用。

1.3 缺少實戰(zhàn)訓(xùn)練項目及項目分解訓(xùn)練模型

目前大多數(shù)高校用于Java訓(xùn)練的例子通常是一個個獨立的小程序，程序間既沒有知識點之間的關(guān)聯(lián)，又沒有應(yīng)用層面上關(guān)聯(lián)，學(xué)習(xí)者難以把握Java知識網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用場景，即使有相對較大的案例，也通常局限于某種特殊應(yīng)用。

即使采用項目訓(xùn)練的方式，也是普遍采取的方式即通過大作業(yè)的形式自主完成，對于學(xué)習(xí)者由于沒有參與過項目實戰(zhàn)，往往是無從入手，結(jié)果是大作業(yè)也是通過抄襲現(xiàn)有開源項目草草了事。將實戰(zhàn)訓(xùn)練項目分解為日?？刹倬毜男∮?xùn)練模塊是實戰(zhàn)訓(xùn)練項目實施的關(guān)鍵。

因此，為培養(yǎng)更多滿足企業(yè)軟件開發(fā)需求的Java軟件工程人才，構(gòu)建有機銜接的Java課程體系，按照軟件企業(yè)用人需求，采用基于項目實踐的人才培養(yǎng)模式，是Java課程改革必然趨勢。

2 Java軟件行業(yè)需求

目前電子商務(wù)、企業(yè)信息管理、金融服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)開發(fā)均基于企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)，軟件行業(yè)需求的Java人才應(yīng)當(dāng)具備基于Java EE的企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的主要技能。

我們從招聘網(wǎng)站上采集大量Java工程師職位招聘要求，從招聘技能需求看，幾乎所有Java工程師職位都要求掌握基于Java EE軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)技術(shù)，而不是單一的前端或后端某種知識技能，用人需求需要掌握以下技能，大致所需掌握的七大知識技能模塊見表1。

表1 Java軟件行業(yè)人才技能需求

從表1所示軟件行業(yè)人才需求看，對傳統(tǒng)Java EE中EJB基本沒有要求，大都要求了解目前主流輕量級第三方框架，每個模塊中的技術(shù)并不是全部要求掌握，不同企業(yè)需求有差異，但都要求熟悉每層技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。

3 面向軟件行業(yè)需求的課程體系設(shè)置探索

3.1 多層Java EE系統(tǒng)架構(gòu)

目前軟件行業(yè)需求的Java工程人才應(yīng)當(dāng)具備Java EE相關(guān)知識技能。Java EE是Sum公司發(fā)布的標準企業(yè)級應(yīng)用規(guī)范集合，它提供了一個多層結(jié)構(gòu)的分布式程序模型，是開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)級應(yīng)用首選平臺。但由于傳統(tǒng)經(jīng)典Java EE開發(fā)復(fù)雜，開發(fā)周期長，維護難度大，第三方開發(fā)出輕量級Java EE開源框架，仍遵循經(jīng)典Java EE的多層架構(gòu)，但大大提高了開發(fā)效率。絕大部分Java軟件行業(yè)基于Java EE采用多種開源框架進行軟件開發(fā)，圖1展示了多層軟件體系結(jié)構(gòu)中各層中主要技術(shù)，包括經(jīng)典Java EE和輕量級Java EE等開源框架，在實際軟件企業(yè)開發(fā)中并非用到全部技術(shù)，比如極少軟件行業(yè)企業(yè)要求掌握EJB技術(shù)。

圖1 基于Java EE的多層軟件體系結(jié)構(gòu)

3.2 面向軟件行業(yè)需求的Java課程體系設(shè)置

高校培養(yǎng)的Java人才最終目的是輸送到軟件企業(yè)，因此所構(gòu)建的課程體系應(yīng)根據(jù)軟件企業(yè)需求來設(shè)定，根據(jù)軟件行業(yè)實際需求，提出“基礎(chǔ)理論—核心技術(shù)—應(yīng)用開發(fā)技術(shù)—綜合應(yīng)用能力”有機銜接的Java課程體系，課程體系見表2。

表2所示6個教學(xué)模塊內(nèi)容是根據(jù)軟件企業(yè)實際需求所定制的學(xué)習(xí)內(nèi)容，每個模塊的知識點并非一成不變，各高?？筛鶕?jù)實際情況，進行適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，同時也要根據(jù)軟件企業(yè)的實際需求，不斷將新的方法、框架納入到課程體系。

有些模塊并非專門針對Java課程體系設(shè)置，可以共享的如2、4、6模塊，為應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)類課程的通用模塊。模塊4作為前端設(shè)計，本身可以與后端應(yīng)用設(shè)計分離，移動應(yīng)用開發(fā)既可以是Android也可以是iOS或微信小程序等內(nèi)容；模塊6作為項目實訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力以及團隊合作精神，不局限于采用Java開發(fā)，也可以是C++或Python，甚至多編程語言混合的項目實踐。

3.3 基于CDIO的Java軟件開發(fā)能力培養(yǎng)探索

經(jīng)過廣大教育工作者的探索，多種教學(xué)方法被提出，如“項目導(dǎo)向”“啟發(fā)式教學(xué)”“任務(wù)驅(qū)動”“案例教學(xué)”“探究式學(xué)習(xí)”等教學(xué)法，被廣泛應(yīng)用于各類課程的教學(xué)中，也取得一定的效果。近幾年，國內(nèi)許多高校的計算機專業(yè)都引入了基于CDIO模式的課程教學(xué)改革，CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的先進成果，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）[3-5]。CDIO模式已被應(yīng)用于Java教育[6-8]，以工程項目為載體組織教學(xué)，讓學(xué)生通過工程項目來學(xué)習(xí)知識，達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐應(yīng)用能力、團隊合作精神的目的。

面向Java軟件開發(fā)類課程群，基于CDIO模式思想將Java課程群設(shè)置若干能力培養(yǎng)目標，提出面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才培養(yǎng)目標，將Java工程應(yīng)用人才應(yīng)具備的能力分為Java技術(shù)能力、軟件分析設(shè)計能力以及人際團隊個人能力三大能力，如圖2所示。

表2 面向軟件行業(yè)需求的Java課程體系

圖2 面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才應(yīng)具備的能力

不同層次課程能力培養(yǎng)的側(cè)重點不同，選用統(tǒng)一的項目貫穿Java課程群，將項目分解若干相對簡單的子項目，每個子項目對應(yīng)能力培養(yǎng)目標，在不同層次課程中，能力培養(yǎng)目標不同，采用教學(xué)方法也應(yīng)有所差異。

Java基礎(chǔ)課程重點訓(xùn)練學(xué)生的Java基本語法、編碼能力，一般安排在低年級，學(xué)生的編程能力有限，缺乏軟件開發(fā)相關(guān)知識，不具備完整軟件開發(fā)能力，應(yīng)從子項目中抽取個別小模塊，以驗證性實驗和設(shè)計性實驗的形式，使學(xué)生熟練掌握Java核心技能以及具備初步程序設(shè)計方法。

模塊2和模塊4均為前端開發(fā)，除了培訓(xùn)編碼能力外，還要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力，有條件的學(xué)?？烧堅O(shè)計專業(yè)的老師進行相關(guān)內(nèi)容講解。重點培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力，以設(shè)計性實驗為主，結(jié)合企業(yè)主流采用的開源組件設(shè)計項目前端界面。

模塊3和模塊5均為Java EE內(nèi)容，學(xué)生已具備一定的編程基礎(chǔ)和設(shè)計能力，以綜合性實驗為主，老師給出項目需求，以項目導(dǎo)向方式，學(xué)習(xí)主流Java項目框架、設(shè)計模式，以小組形式完成項目的設(shè)計和實現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、團隊合作能力。

模塊6為項目實訓(xùn)，以團隊形式進行綜合研究性實驗，以具有真實應(yīng)用背景的項目為導(dǎo)向，按照軟件企業(yè)開發(fā)過程，從角色分配開始，進行項目需求分析、項目設(shè)計、項目架構(gòu)搭建、代碼實現(xiàn)、測試以及上線運行等步驟進行，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，如團隊合作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、軟件分析設(shè)計能力。項目實訓(xùn)可以作為一門課程或利用寒暑假前的兩個周的實習(xí)周進行訓(xùn)練，不局限于采用Java開發(fā)，甚至多種開發(fā)工具混合開發(fā)，比如前端可以包括Android和iOS兩種版本。

4 結(jié) 語

軟件行業(yè)需求的Java工程人才需要具備Java系列各個環(huán)節(jié)技能、軟件分析與設(shè)計技能、團隊合作創(chuàng)新能力等多種能力，課程之間相互關(guān)聯(lián)，某個課程環(huán)節(jié)的缺少將會導(dǎo)致學(xué)生無法進行基于Java的軟件項目開發(fā)。目前高校普遍存在機械的照綱開課，依師資力量開課，課程之前缺乏統(tǒng)籌安排，授課老師之間缺少溝通交流，學(xué)生的技能訓(xùn)練不能有機銜接，難以有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

緊跟軟件行業(yè)需求，加強與企業(yè)合作，統(tǒng)籌安排Java程序設(shè)計類相關(guān)課程，形成課程間技能訓(xùn)練、能力培養(yǎng)的有機銜接，依據(jù)課程特點以及學(xué)生情況選擇合理的教學(xué)方法，是培養(yǎng)Java軟件工程應(yīng)用型人才的有效方法。