工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下Java Web程序設(shè)計課程改革與實踐探索

陳小潘 鄭珊珊 朱小柯 王永鋒 周黎鳴

摘? 要： 工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，對學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力都提出了更高的要求。文章分析了目前課程教學(xué)存在的主要問題，并結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證對人才培養(yǎng)的要求，對課程的教學(xué)內(nèi)容和考核方式等進(jìn)行改革，使課程更加注重學(xué)生實踐能力培養(yǎng)。兩個教學(xué)周期的教學(xué)改革實施效果表明，學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新能力都得到了顯著提高，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： Java Web程序設(shè)計; 課程改革; 實踐探索; 復(fù)雜工程問題

中圖分類號：G642.0;TP311.1? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2020）10-86-03

Abstract： Engineering Education Accreditation puts forward higher requirements for students' engineering practice ability and innovation ability. The main problems existing in the current course teaching are analyzed in this paper， combined with the requirements of Engineering Education Accreditation for talent training， the teaching content and assessment method of the course are reformed， so as to make the course pay more attention to the cultivation of students' practical ability. The effect of the teaching reform in two teaching cycles shows that the students' ability to solve complex engineering problems and their innovative ability have been significantly improved， and a good teaching result has been achieved.

Key words： Java Web programming; curriculum reform; practical exploration; complex engineering problem

0 引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國高等教育發(fā)展迅速，尤其是高等工程教育規(guī)模位居世界第一。工程教育專業(yè)布點數(shù)占全國高等學(xué)校專業(yè)總布點數(shù)的三分之一[1]。我國從2005年開始開展工程教育認(rèn)證，并于2016年6月正式加入國際上最具影響力的工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》。從某種程度上來說，工科專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證，相當(dāng)于得到了其他加入《華盛頓協(xié)議》的地區(qū)或組織的認(rèn)可，為工科畢業(yè)生走向世界打下了基礎(chǔ)。

Java作為計算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的一門重要課程，能夠熟練運用Java進(jìn)行編程是學(xué)生就業(yè)的一項至關(guān)重要的技能。各高校普遍把Java Web程序設(shè)計作為計算機(jī)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)完Java程序設(shè)計的后續(xù)課程，且涉及到多門課程的知識，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、Web前端開發(fā)、Java程序設(shè)計和軟件工程等。然而，目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證對人才培養(yǎng)的新要求，必須在人才培養(yǎng)過程中加強(qiáng)和突出學(xué)生解決實際問題能力和復(fù)雜工程實踐項目能力的培養(yǎng)。此外，移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，對傳統(tǒng)教學(xué)手段、教學(xué)方法和知識的新穎性都帶來了新的挑戰(zhàn)，進(jìn)而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。

因此，從JavaWeb程序設(shè)計課程入手，結(jié)合學(xué)院課程教學(xué)團(tuán)隊多年的實踐經(jīng)驗，探討在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力為抓手進(jìn)行JavaWeb程序設(shè)計課程的改革與實踐探索。

1 Java Web教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，JavaWeb程序設(shè)計主要采用“理論講授+實驗課”的教學(xué)模式，許多專家和教師也針對本課程的教學(xué)進(jìn)行著廣泛的研究和改革[2，3]。但結(jié)合目前的教學(xué)現(xiàn)狀，Java Web教學(xué)中仍然存在一些不足之處。

1.1 教學(xué)方法單一

Java Web是以Web開發(fā)為主要內(nèi)容，所涉及的知識點較多，內(nèi)容涵蓋HTML，CSS，JavaScript，JSP、Tomcat、Servlet、JDBC以及SSH（或SSM）框架等。然而，作為一門專業(yè)限選課，課時數(shù)又偏少，給教學(xué)的組織和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了挑戰(zhàn)。一方面，在有限的時間內(nèi)，學(xué)生的學(xué)習(xí)只限于某一個局部的小應(yīng)用的編寫，而缺乏一個較大的Java Web項目從分析、設(shè)計到實現(xiàn)貫穿整個課程的全過程，無法很好地將所學(xué)的知識有效貫穿在一起形成一個整體。另一方面，“理論講授+實驗課”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，無法有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.2 實踐教學(xué)完整性有待加強(qiáng)

Java Web課程注重學(xué)生實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生Web應(yīng)用的開發(fā)能力、流行Java Web開發(fā)框架的選擇和應(yīng)用能力的訓(xùn)練。然而在實際教學(xué)中，由于課時數(shù)較少，導(dǎo)致實驗內(nèi)容僅局限于某幾個相對單一的知識點，綜合性設(shè)計的內(nèi)容較很少。實驗項目大部分是對理論課所講授內(nèi)容的驗證，前后關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。學(xué)生在練習(xí)后僅僅掌握了基本語法，從而導(dǎo)致所學(xué)知識無法與具有一定應(yīng)用價值的項目融合，難以做到學(xué)以致用，對開發(fā)較為完整的項目缺乏鍛煉，工程性的知識和解決復(fù)雜問題的能力欠缺[3]，無法很好地適應(yīng)企業(yè)對Java Web開發(fā)人才的要求。

1.3 評價考核方式無法適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)

目前，Java Web課程的評價主要依據(jù)期末考試的成績、平時成績與實驗成績（主要包含實驗檢查、實驗報告評閱）等。實驗成績主要以實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度來衡量，而忽視了對學(xué)生實驗方法、實驗過程以及學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)與考核。期末考試成績更側(cè)重于理論方面的考查，無法準(zhǔn)確衡量學(xué)生的動手實踐能力，某種程度上偏離了課程的培養(yǎng)目標(biāo)?，F(xiàn)有的考核評價方式不僅無法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，無形中也降低了學(xué)生對Java Web課程的重視程度，無法準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

鑒于此，亟需實踐教學(xué)改革以提高學(xué)生工程實踐能力和解決復(fù)雜問題能力為目的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高項目實踐能力及創(chuàng)新思維能力，進(jìn)而提高學(xué)生從事Java Web相關(guān)開發(fā)的就業(yè)競爭力。

2 課程教學(xué)內(nèi)容

基于目前課程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。

2.1 教學(xué)內(nèi)容編排與設(shè)計

以學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)參加工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，充分考慮培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程能力的培養(yǎng)目標(biāo)[4]，結(jié)合最新的行業(yè)發(fā)展趨勢和畢業(yè)生對Java Web課程學(xué)習(xí)的反饋意見，按照工程教育認(rèn)證的理念和標(biāo)準(zhǔn)修訂教學(xué)大綱，梳理教學(xué)內(nèi)容，保留經(jīng)典、必備的Java Web開發(fā)基礎(chǔ)知識，棄用落后的Web開發(fā)框架，引入移動互聯(lián)網(wǎng)背景下的流行框架SSM（Spring+Spring MVC+MyBatis）以及主流的NoSQL技術(shù)Redis數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以期更好地貼合企業(yè)需求。

2.2 實驗項目設(shè)計

以提高學(xué)生動手能力和工程項目能力為目標(biāo)，基于工程教育專業(yè)認(rèn)證OBE（Out-comes-Based Education）理念設(shè)計實驗項目，使學(xué)生在實驗中既能掌握基本的Web開發(fā)技能，又具備一定的創(chuàng)新能力。

具體而言，將實驗項目分為兩類：培養(yǎng)基本動手能力的基礎(chǔ)性實驗、培養(yǎng)綜合運用知識能力的設(shè)計性實驗?；A(chǔ)性實驗主要考查學(xué)生對基本知識的掌握程度，強(qiáng)調(diào)結(jié)果的正確性，學(xué)生基本能獨立完成基礎(chǔ)性實驗。設(shè)計性實驗要求學(xué)生在綜合所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，獨立分析問題、查閱資料、設(shè)計方案并編程求解，具有一定的難度。具體實驗內(nèi)容如表1所示。

2.3 綜合實踐項目設(shè)計

綜合實踐項目貫穿整個課程，具有一定的難度和較強(qiáng)的綜合性，是整個教學(xué)體系的重要一環(huán)。綜合實踐項目包含項目需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、界面設(shè)計、后端編碼等方面，需要學(xué)生具備一定的自我學(xué)習(xí)能力來獲取課堂之外的知識，是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題能力的重要載體。

實踐項目的選題主要分為兩類：自選題目和教師指定題目。自選題目基于項目組成員的共同興趣和愛好及技術(shù)專長確定項目需求，能最大限度地發(fā)揮團(tuán)隊成員的積極性和創(chuàng)造性[5]。但是，學(xué)生設(shè)計的需求和方案未必貼近真實場景的需求，工作量也無法保證，因此自選項目往往需要任課教師把關(guān)，否則無法達(dá)到預(yù)期的訓(xùn)練效果。教師指定題目則是由老師結(jié)合某一具體的行業(yè)應(yīng)用來擬定項目的需求，功能和流程設(shè)計相對更加合理。目前已經(jīng)采用的、成熟的項目主要有上機(jī)考試系統(tǒng)、研究生論文評審系統(tǒng)、學(xué)風(fēng)道德建設(shè)專題網(wǎng)站等，均有相對完善的需求和設(shè)計。

3 課程評價

課程評價在教學(xué)活動中起著指揮棒的作用，具有導(dǎo)向、調(diào)控和評價功能。因此，合理的課程評價能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，達(dá)到好的教學(xué)效果。

3.1 課程整體評價方式

傳統(tǒng)上，課程的評價主要依據(jù)期末理論考試成績、平時考勤成績與實驗成績，而且期末成績占70%。改革后，課程采用過程性評價的考核方式，課程成績主要由平時成績（包括技術(shù)匯報、上課發(fā)言、討論等，占15%），實驗成績（含實驗檢查、實驗報告，占30%），以及綜合實踐項目成績（占55%）等構(gòu)成。從成績構(gòu)成可以看出，這種評價考核方式打破傳統(tǒng)的以期末筆試成績決定課程學(xué)習(xí)優(yōu)劣的評價方式，轉(zhuǎn)而回歸課程本質(zhì)，更注重引導(dǎo)學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練，進(jìn)而提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

3.2 綜合實踐項目考核方式

綜合項目成績由開題報告成績、月度檢查成績、總結(jié)報告成績和答辯成績等四部分構(gòu)成。綜合實踐項目以團(tuán)隊的方式完成，學(xué)期初學(xué)生自由組建團(tuán)隊，完成選題報告。選題報告主要包括項目的背景與意義、主要功能、擬采用的技術(shù)框架及主要進(jìn)度安排。學(xué)生提交開題報告后，任課教師評閱選題報告，并給予指導(dǎo)。選題報告考核通過后項目進(jìn)入實施階段。項目實施過程中，教師逐月檢查項目完成情況，及時與學(xué)生討論交流遇到的技術(shù)問題。

項目期末答辯考核時，改變傳統(tǒng)的以提交項目總結(jié)報告和源代碼為主的評價方式，轉(zhuǎn)向開放式、互動式、教師評價、組間互評的評價方式。學(xué)期正常教學(xué)的最后一周，教師組織項目答辯驗收會，每個團(tuán)隊在課堂上現(xiàn)場演示項目，接受教師和同學(xué)的質(zhì)疑，甚至隨機(jī)就某一功能實現(xiàn)代碼方面進(jìn)行解釋。項目評價主要包括界面設(shè)計是否美觀、功能模塊設(shè)計是否合理、采用的框架和技術(shù)是否先進(jìn)[6]、功能是否完備、系統(tǒng)的健壯性和正確性等方面。在驗收過程中，既肯定項目的亮點，也指出可進(jìn)一步改進(jìn)的地方。學(xué)生面對面得到老師的反饋，針對性強(qiáng)，更能明確自己下一步努力的方向。

綜合項目的答辯成績由教師評分和團(tuán)隊間評分共同組成，這兩項評分的權(quán)重分別為0.6和0.4。具體操作時，先根據(jù)每個班級綜合實踐項目團(tuán)隊總數(shù)劃分能夠獲得A、B、C、D四個等級的團(tuán)隊數(shù)量，然后要求每個團(tuán)隊給其他團(tuán)隊評定的等級數(shù)量不得超過規(guī)定的等級數(shù)量，進(jìn)而避免由于人情的原因出現(xiàn)項目等級分布不合理的情形。

4 結(jié)束語

本課程改革與實踐探索已經(jīng)在2個本科教學(xué)周期，共8個教學(xué)班中實施。學(xué)生在完成本課程的學(xué)習(xí)之后，其Web項目的設(shè)計、開發(fā)能力得到了較大的提升，整體教學(xué)效果良好。據(jù)統(tǒng)計，在已經(jīng)實施課程改革探索的兩屆畢業(yè)生中，分別有大約有48%和54%的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計選題與Web相關(guān)，且畢業(yè)設(shè)計的完成質(zhì)量整體良好。

通過課程改革和實踐探索，契合了工程教育專業(yè)認(rèn)證對培養(yǎng)工程人才的要求，使得學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)更加重視，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，有力地促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。但教學(xué)過程中仍存在一些問題，如部分學(xué)生的團(tuán)隊合作意識不強(qiáng)，項目總結(jié)能力有待加強(qiáng)等問題。在今后的教學(xué)過程中，將進(jìn)一步進(jìn)行相應(yīng)的改革與探索，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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