工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下Java Web程序設(shè)計(jì)課程改革與實(shí)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(duì)學(xué)生的工程實(shí)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(wèn)題，并結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)的要求，對(duì)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(shí)踐能力培養(yǎng)。兩個(gè)教學(xué)周期的教學(xué)改革實(shí)施效果表明，學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)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(jì); 課程改革; 實(shí)踐探索; 復(fù)雜工程問(wèn)題

中圖分類號(hào)：G642.0;TP311.1? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：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(lái)，我國(guó)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(diǎn)數(shù)占全國(guó)高等學(xué)校專業(yè)總布點(diǎn)數(shù)的三分之一[1]。我國(guó)從2005年開(kāi)始開(kāi)展工程教育認(rèn)證，并于2016年6月正式加入國(guó)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(lái)說(shuō)，工科專業(yè)通過(guò)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(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的一門重要課程，能夠熟練運(yùn)用Java進(jìn)行編程是學(xué)生就業(yè)的一項(xiàng)至關(guān)重要的技能。各高校普遍把Java Web程序設(shè)計(jì)作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)完Java程序設(shè)計(jì)的后續(xù)課程，且涉及到多門課程的知識(shí)，如數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、Web前端開(kāi)發(fā)、Java程序設(shè)計(jì)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(duì)人才培養(yǎng)的新要求，必須在人才培養(yǎng)過(guò)程中加強(qiáng)和突出學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力和復(fù)雜工程實(shí)踐項(xiàng)目能力的培養(yǎng)。此外，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)手段、教學(xué)方法和知識(shí)的新穎性都帶來(lái)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(dòng)性。

因此，從JavaWeb程序設(shè)計(jì)課程入手，結(jié)合學(xué)院課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(wèn)題能力為抓手進(jìn)行JavaWeb程序設(shè)計(jì)課程的改革與實(shí)踐探索。

1 Java Web教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，JavaWeb程序設(shè)計(jì)主要采用“理論講授+實(shí)驗(yàn)課”的教學(xué)模式，許多專家和教師也針對(duì)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(kāi)發(fā)為主要內(nèi)容，所涉及的知識(shí)點(diǎn)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(shí)數(shù)又偏少，給教學(xué)的組織和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。一方面，在有限的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生的學(xué)習(xí)只限于某一個(gè)局部的小應(yīng)用的編寫(xiě)，而缺乏一個(gè)較大的Java Web項(xiàng)目從分析、設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)貫穿整個(gè)課程的全過(guò)程，無(wú)法很好地將所學(xué)的知識(shí)有效貫穿在一起形成一個(gè)整體。另一方面，“理論講授+實(shí)驗(yàn)課”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，無(wú)法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.2 實(shí)踐教學(xué)完整性有待加強(qiáng)

Java Web課程注重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生Web應(yīng)用的開(kāi)發(fā)能力、流行Java Web開(kāi)發(fā)框架的選擇和應(yīng)用能力的訓(xùn)練。然而在實(shí)際教學(xué)中，由于課時(shí)數(shù)較少，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅局限于某幾個(gè)相對(duì)單一的知識(shí)點(diǎn)，綜合性設(shè)計(jì)的內(nèi)容較很少。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大部分是對(duì)理論課所講授內(nèi)容的驗(yàn)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(yǔ)法，從而導(dǎo)致所學(xué)知識(shí)無(wú)法與具有一定應(yīng)用價(jià)值的項(xiàng)目融合，難以做到學(xué)以致用，對(duì)開(kāi)發(fā)較為完整的項(xiàng)目缺乏鍛煉，工程性的知識(shí)和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力欠缺[3]，無(wú)法很好地適應(yīng)企業(yè)對(duì)Java Web開(kāi)發(fā)人才的要求。

1.3 評(píng)價(jià)考核方式無(wú)法適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)

目前，Java Web課程的評(píng)價(jià)主要依據(jù)期末考試的成績(jī)、平時(shí)成績(jī)與實(shí)驗(yàn)成績(jī)（主要包含實(shí)驗(yàn)檢查、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)閱）等。實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度來(lái)衡量，而忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)與考核。期末考試成績(jī)更側(cè)重于理論方面的考查，無(wú)法準(zhǔn)確衡量學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，某種程度上偏離了課程的培養(yǎng)目標(biāo)。現(xiàn)有的考核評(píng)價(jià)方式不僅無(wú)法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，無(wú)形中也降低了學(xué)生對(duì)Java Web課程的重視程度，無(wú)法準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

鑒于此，亟需實(shí)踐教學(xué)改革以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜問(wèn)題能力為目的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高項(xiàng)目實(shí)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(kāi)發(fā)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(jì)

以學(xué)院計(jì)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(shì)和畢業(yè)生對(duì)Java Web課程學(xué)習(xí)的反饋意見(jiàn)，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(kāi)發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)，棄用落后的Web開(kāi)發(fā)框架，引入移動(dòng)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(kù)技術(shù)，以期更好地貼合企業(yè)需求。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

以提高學(xué)生動(dòng)手能力和工程項(xiàng)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(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中既能掌握基本的Web開(kāi)發(fā)技能，又具備一定的創(chuàng)新能力。

具體而言，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為兩類：培養(yǎng)基本動(dòng)手能力的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)能力的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握程度，強(qiáng)調(diào)結(jié)果的正確性，學(xué)生基本能獨(dú)立完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在綜合所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，獨(dú)立分析問(wèn)題、查閱資料、設(shè)計(jì)方案并編程求解，具有一定的難度。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表1所示。

2.3 綜合實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)

綜合實(shí)踐項(xiàng)目貫穿整個(gè)課程，具有一定的難度和較強(qiáng)的綜合性，是整個(gè)教學(xué)體系的重要一環(huán)。綜合實(shí)踐項(xiàng)目包含項(xiàng)目需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、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(lái)獲取課堂之外的知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的重要載體。

實(shí)踐項(xiàng)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(xiàng)目組成員的共同興趣和愛(ài)好及技術(shù)專長(zhǎng)確定項(xiàng)目需求，能最大限度地發(fā)揮團(tuán)隊(duì)成員的積極性和創(chuàng)造性[5]。但是，學(xué)生設(shè)計(jì)的需求和方案未必貼近真實(shí)場(chǎng)景的需求，工作量也無(wú)法保證，因此自選項(xiàng)目往往需要任課教師把關(guān)，否則無(wú)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(lái)擬定項(xiàng)目的需求，功能和流程設(shè)計(jì)相對(duì)更加合理。目前已經(jīng)采用的、成熟的項(xiàng)目主要有上機(jī)考試系統(tǒng)、研究生論文評(píng)審系統(tǒng)、學(xué)風(fēng)道德建設(shè)專題網(wǎng)站等，均有相對(duì)完善的需求和設(shè)計(jì)。

3 課程評(píng)價(jià)

課程評(píng)價(jià)在教學(xué)活動(dòng)中起著指揮棒的作用，具有導(dǎo)向、調(diào)控和評(píng)價(jià)功能。因此，合理的課程評(píng)價(jià)能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，達(dá)到好的教學(xué)效果。

3.1 課程整體評(píng)價(jià)方式

傳統(tǒng)上，課程的評(píng)價(jià)主要依據(jù)期末理論考試成績(jī)、平時(shí)考勤成績(jī)與實(shí)驗(yàn)成績(jī)，而且期末成績(jī)占70%。改革后，課程采用過(guò)程性評(píng)價(jià)的考核方式，課程成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)（包括技術(shù)匯報(bào)、上課發(fā)言、討論等，占15%），實(shí)驗(yàn)成績(jī)（含實(shí)驗(yàn)檢查、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占30%），以及綜合實(shí)踐項(xiàng)目成績(jī)（占55%）等構(gòu)成。從成績(jī)構(gòu)成可以看出，這種評(píng)價(jià)考核方式打破傳統(tǒng)的以期末筆試成績(jī)決定課程學(xué)習(xí)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)方式，轉(zhuǎn)而回歸課程本質(zhì)，更注重引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練，進(jìn)而提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 綜合實(shí)踐項(xiàng)目考核方式

綜合項(xiàng)目成績(jī)由開(kāi)題報(bào)告成績(jī)、月度檢查成績(jī)、總結(jié)報(bào)告成績(jī)和答辯成績(jī)等四部分構(gòu)成。綜合實(shí)踐項(xiàng)目以團(tuán)隊(duì)的方式完成，學(xué)期初學(xué)生自由組建團(tuán)隊(duì)，完成選題報(bào)告。選題報(bào)告主要包括項(xiàng)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(kāi)題報(bào)告后，任課教師評(píng)閱選題報(bào)告，并給予指導(dǎo)。選題報(bào)告考核通過(guò)后項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)施階段。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，教師逐月檢查項(xiàng)目完成情況，及時(shí)與學(xué)生討論交流遇到的技術(shù)問(wèn)題。

項(xiàng)目期末答辯考核時(shí)，改變傳統(tǒng)的以提交項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告和源代碼為主的評(píng)價(jià)方式，轉(zhuǎn)向開(kāi)放式、互動(dòng)式、教師評(píng)價(jià)、組間互評(píng)的評(píng)價(jià)方式。學(xué)期正常教學(xué)的最后一周，教師組織項(xiàng)目答辯驗(yàn)收會(huì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)在課堂上現(xiàn)場(chǎng)演示項(xiàng)目，接受教師和同學(xué)的質(zhì)疑，甚至隨機(jī)就某一功能實(shí)現(xiàn)代碼方面進(jìn)行解釋。項(xiàng)目評(píng)價(jià)主要包括界面設(shè)計(jì)是否美觀、功能模塊設(shè)計(jì)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(yàn)收過(guò)程中，既肯定項(xiàng)目的亮點(diǎn)，也指出可進(jìn)一步改進(jìn)的地方。學(xué)生面對(duì)面得到老師的反饋，針對(duì)性強(qiáng)，更能明確自己下一步努力的方向。

綜合項(xiàng)目的答辯成績(jī)由教師評(píng)分和團(tuán)隊(duì)間評(píng)分共同組成，這兩項(xiàng)評(píng)分的權(quán)重分別為0.6和0.4。具體操作時(shí)，先根據(jù)每個(gè)班級(jí)綜合實(shí)踐項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)總數(shù)劃分能夠獲得A、B、C、D四個(gè)等級(jí)的團(tuán)隊(duì)數(shù)量，然后要求每個(gè)團(tuán)隊(duì)給其他團(tuán)隊(duì)評(píng)定的等級(jí)數(shù)量不得超過(guò)規(guī)定的等級(jí)數(shù)量，進(jìn)而避免由于人情的原因出現(xiàn)項(xiàng)目等級(jí)分布不合理的情形。

4 結(jié)束語(yǔ)

本課程改革與實(shí)踐探索已經(jīng)在2個(gè)本科教學(xué)周期，共8個(gè)教學(xué)班中實(shí)施。學(xué)生在完成本課程的學(xué)習(xí)之后，其Web項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、開(kāi)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(jì)，在已經(jīng)實(shí)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(jì)選題與Web相關(guān)，且畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成質(zhì)量整體良好。

通過(guò)課程改革和實(shí)踐探索，契合了工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)培養(yǎng)工程人才的要求，使得學(xué)生對(duì)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(wèn)題能力的培養(yǎng)。但教學(xué)過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題，如部分學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)不強(qiáng)，項(xiàng)目總結(jié)能力有待加強(qiáng)等問(wèn)題。在今后的教學(xué)過(guò)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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