基于OBE-CDIO理念的Java課程體系的構(gòu)建與實(shí)施

關(guān)鍵詞：OBE-CDIO理念；Java課程體系；實(shí)踐能力；團(tuán)隊(duì)合作；職業(yè)發(fā)展

在科技蓬勃發(fā)展的新工科背景下，高校紛紛積極響應(yīng)國(guó)家各種產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。通過融合各行業(yè)需求與新興計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高校專業(yè)設(shè)置的調(diào)整與優(yōu)化，革新傳統(tǒng)教育模式，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)以提升工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力，旨在培育符合未來社會(huì)進(jìn)步要求的高素質(zhì)工程技術(shù)人才[1]。在傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用、移動(dòng)開發(fā)以及大數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵領(lǐng)域，Java這一編程語言扮演著至關(guān)重要的角色。如何設(shè)計(jì)并執(zhí)行Java課程體系架構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的高效編程能力和實(shí)際動(dòng)手操作能力，變得至關(guān)重要。本文基于OBE-CDIO理念構(gòu)建并實(shí)施Java課程體系，采用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施和企業(yè)實(shí)踐等教學(xué)手段，以提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，適應(yīng)新時(shí)代軟件人才的需求。

1 Java 課程體系的現(xiàn)狀分析與研究

Java相關(guān)課程體系集理論教學(xué)與較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)于一體，占據(jù)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心地位。為了培養(yǎng)出符合現(xiàn)代工業(yè)和軟件需求的人才，高校在Java課程教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)放在課堂實(shí)踐教學(xué)、軟件工程應(yīng)用以及工業(yè)軟硬件結(jié)合方向的培養(yǎng)。目前，許多高校仍以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，Java課程的授課方式多為“教師基礎(chǔ)理論講解+程序演練”，學(xué)生進(jìn)行配套的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)練習(xí)。課堂教學(xué)中的素材存在嚴(yán)重的技術(shù)滯后現(xiàn)象，教學(xué)資料未包含足夠的實(shí)踐示例和操作環(huán)境，導(dǎo)致學(xué)生無法充分鍛煉解決實(shí)際軟件應(yīng)用問題的能力。Java課程的教學(xué)計(jì)劃跟不上信息行業(yè)的快速發(fā)展，學(xué)校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生難以滿足企業(yè)的崗位需求，直接影響就業(yè)前景。在教學(xué)活動(dòng)中，教師對(duì)理論知識(shí)的過度強(qiáng)調(diào)導(dǎo)致課堂僵化和乏味，削弱了學(xué)生的求知?jiǎng)恿?，學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題求解的積極性未能得到有效激發(fā)。有些實(shí)踐課程缺乏合理性，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)不足，嚴(yán)重脫離軟件行業(yè)市場(chǎng)崗位需求，學(xué)生既未能學(xué)習(xí)扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，也未形成優(yōu)良的軟件職業(yè)素養(yǎng)。此外，學(xué)生間的小組合作交流形同虛設(shè)，限制了團(tuán)隊(duì)合作能力的培育[1]?？偠灾?，所培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生不僅缺乏較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力，還嚴(yán)重脫離企業(yè)實(shí)際的崗位需求，其具備的綜合素質(zhì)無法滿足如今企業(yè)對(duì)人才的需求。因此，高校目前亟待解決的Java相關(guān)課程的問題是如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力，滿足企業(yè)招聘計(jì)算機(jī)人才的基本需求。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的教育理念和教學(xué)手段，本文考慮引入OBE-CDIO理念進(jìn)行改革，探索教育理念和教學(xué)手段的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合，高校和企業(yè)深入合作，驅(qū)動(dòng)Java課程體系相關(guān)知識(shí)的有效傳遞，加強(qiáng)實(shí)踐操作能力的培育，有助于提升學(xué)生的就業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和職位勝任力，以響應(yīng)企業(yè)對(duì)專業(yè)軟件人才的需求[2]。

2 新工科背景下的OBE-CDIO 理念的解析

通過基于成果導(dǎo)向的OBE教育理念與涵蓋構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的CDIO工程教育模式相融合，探索教育模式的新改革。融合OBE-CDIO理念的教育模式，工程教育的相關(guān)課程可以設(shè)計(jì)得更為全面，以符合實(shí)踐教學(xué)需求，克服傳統(tǒng)課程實(shí)踐短缺的弊端，提高課堂效率，鍛煉學(xué)生實(shí)時(shí)解決問題的能力。

OBE理念強(qiáng)調(diào)成果導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，設(shè)定明確的課程目標(biāo)和評(píng)價(jià)體系。明確學(xué)生一學(xué)期課程所需學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，最后通過綜合考核判斷學(xué)生是否達(dá)成預(yù)設(shè)的課程目標(biāo)。通過這種循環(huán)實(shí)現(xiàn)課程持續(xù)改進(jìn)，優(yōu)化課程教育。OBE理念的核心是通過理論知識(shí)輸出，培育學(xué)生持久的學(xué)習(xí)能力與實(shí)踐應(yīng)用能力。OBE理念可以推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我評(píng)價(jià)能力的提升，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，明確課程目標(biāo)。CDIO工程教育模式更多運(yùn)用于工科類課程，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，教師負(fù)責(zé)導(dǎo)向，契合計(jì)算機(jī)專業(yè)工程實(shí)踐以生命周期進(jìn)行的課程教學(xué)?；贑DIO理念的工程教育模式，學(xué)生需通過參與更多實(shí)踐練習(xí)或企業(yè)項(xiàng)目來獲取計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程知識(shí)，同時(shí)鍛煉其解決問題及創(chuàng)新能力。

隨著我國(guó)對(duì)教育改革的持續(xù)深化，新工科工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格，企業(yè)對(duì)人才素質(zhì)要求持續(xù)提升。為了適應(yīng)這一趨勢(shì)，高校提出培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。因此，引入OBE-CDIO 教學(xué)理念進(jìn)行改革與實(shí)踐，具有明確導(dǎo)向性的企業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，確保與企業(yè)的實(shí)際需求不脫軌，讓學(xué)生更好地將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，鍛煉解決實(shí)際問題的能力。通過基于OBE-CDIO理念的教學(xué)改革，旨在培育出具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神的軟件技術(shù)人才。

3 基于OBE-CDIO 理念的Java 課Bh6LrjRfe6TUirFWsO0h9g==程體系的構(gòu)建與實(shí)施

3.1 基于OBE-CDIO 理念的Java 開發(fā)課程教學(xué)內(nèi)容的體系構(gòu)建

通過研究發(fā)現(xiàn)，以O(shè)BE-CDIO理念為導(dǎo)向進(jìn)行課程定位，不僅能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)可以優(yōu)化學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中對(duì)概念、技術(shù)和能力的牢固掌握，而且有助于塑造學(xué)生的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐觀念。本文主要從教學(xué)進(jìn)程的以下幾個(gè)階段展開研究。

3.1.1 初始構(gòu)想階段（Conception）

在此階段，界定Java相關(guān)課程的課程目標(biāo)，并依據(jù)這些目標(biāo)設(shè)定教學(xué)手段以及評(píng)估機(jī)制。重新整合Java 課程知識(shí)點(diǎn)，包括基本語法知識(shí)[2]、面向?qū)ο缶幊趟枷?、常用算法和?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及Java Web開發(fā)等相關(guān)知識(shí)和技能。構(gòu)建學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)體系，要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)的理論知識(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的鍛煉，從而達(dá)到提高學(xué)生實(shí)踐能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

3.1.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思階段（Design Conceptualization）

依據(jù)OBE理念逆向構(gòu)建Java相關(guān)課程教學(xué)大綱，安排章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)多元化項(xiàng)目任務(wù)，以提升學(xué)生的計(jì)算思維、大數(shù)據(jù)思維和程序思維。項(xiàng)目任務(wù)融合Java相關(guān)課程基礎(chǔ)理論、交叉學(xué)科案例與思政教育，促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)踐，同時(shí)培養(yǎng)其獨(dú)立解決問題及團(tuán)隊(duì)合作的能力。

梳理課程教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，將課程內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化，按課程難易度分為課程基礎(chǔ)知識(shí)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、軟件應(yīng)用開發(fā)。實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容可以進(jìn)一步細(xì)化為數(shù)據(jù)處理、結(jié)構(gòu)分析、類與對(duì)象、繼承與多態(tài)、泛型與容器、異常處理、圖形化界面、JDBC連接數(shù)據(jù)庫、Java?Bean等[3]。將課程知識(shí)點(diǎn)按專題劃分，對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置基礎(chǔ)題和提高題?；A(chǔ)題由易至難，強(qiáng)化對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練，提高題只需說明解題思路即可。同時(shí)，在下發(fā)課堂教學(xué)任務(wù)時(shí)設(shè)置小組任務(wù)，學(xué)生需以團(tuán)隊(duì)形式合作，自主分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)案例中的任務(wù)節(jié)點(diǎn)。

3.1.3 操作運(yùn)行階段（Operation）

1） 課程設(shè)置與實(shí)施改革。在課程設(shè)計(jì)階段，教師將Java課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐方法來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過學(xué)生在參與實(shí)際項(xiàng)目的過程中，深入了解面向?qū)ο笳Z言的設(shè)計(jì)思想、核心技術(shù)以及在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，學(xué)生能夠全面掌握系統(tǒng)開發(fā)的流程，包括需求分析、軟件設(shè)計(jì)以及編程、調(diào)試和維護(hù)的各個(gè)階段。

2） 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)改革。理論教學(xué)部分融合了以學(xué)生為核心的“實(shí)例剖析”教學(xué)模式和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)模式。采用專題化教學(xué)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)來引導(dǎo)學(xué)生，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)為目標(biāo)。通過校企合作的方式，在企業(yè)中選擇小型、貼近市場(chǎng)需求的項(xiàng)目，項(xiàng)目案例貫穿整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)完成從構(gòu)思到設(shè)計(jì)，再到實(shí)施和最終運(yùn)行的開發(fā)流程。項(xiàng)目設(shè)計(jì)涉及學(xué)生對(duì)需求的解析、設(shè)計(jì)策略的構(gòu)想以及利用UML圖進(jìn)行規(guī)劃。教師主要起項(xiàng)目導(dǎo)師作用，學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的合作以及團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)行自主的探索性學(xué)習(xí)。教師通過下達(dá)實(shí)際任務(wù)、指導(dǎo)學(xué)生親自完成工作等方式，使他們掌握實(shí)施項(xiàng)目的思路和方法，挖掘?qū)W生潛力，抓住重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，教師由傳統(tǒng)的授課角色轉(zhuǎn)為項(xiàng)目發(fā)起人兼項(xiàng)目導(dǎo)師的角色。

3） 考核方式改革。采用多元化考核手段，整合項(xiàng)目演示、作業(yè)評(píng)估、實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告及考試等形式，以全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)術(shù)成就和綜合技能。① 實(shí)施同行評(píng)估策略。通過學(xué)生間的互評(píng)互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)熱情，提高團(tuán)隊(duì)合作效果。② 評(píng)估反饋過程。及時(shí)實(shí)施成績(jī)反饋和評(píng)估結(jié)果分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)短板，并提供建設(shè)性改進(jìn)建議，同時(shí)對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行優(yōu)化，提高教學(xué)效果。

3.2 融合OBE-CDIO 在Java開發(fā)課程中的具體實(shí)施

在實(shí)施融合OBE-CDIO的具體方案階段，依據(jù)預(yù)設(shè)的課程大綱與工程目標(biāo)，以學(xué)生為中心，理論部分與實(shí)踐教學(xué)并重。采用“課前練習(xí)、課中討論、課后修正”的混合式教學(xué)方式和多元化考核方式，促進(jìn)學(xué)生掌握J(rèn)ava相關(guān)技術(shù)。

1） 課前準(zhǔn)備。授課教師可以根據(jù)下節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提前向?qū)W生推薦相關(guān)學(xué)習(xí)資料，包括但不限于教科書、學(xué)術(shù)期刊和網(wǎng)絡(luò)資源。教學(xué)資料不僅涵蓋課程的基礎(chǔ)知識(shí)，還提供豐富的案例和實(shí)例，幫助學(xué)生更深入地理解課程內(nèi)容。同時(shí)，利用超星學(xué)習(xí)通上傳大量模擬題，針對(duì)知識(shí)點(diǎn)布置具體的作業(yè)任務(wù)，要求學(xué)生在課前自行完成，以檢驗(yàn)自學(xué)成果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，帶著疑問進(jìn)入課堂。此外，超星學(xué)習(xí)通等軟件提供在線提問功能，學(xué)生可以隨時(shí)向老師提問，獲取及時(shí)幫助和指導(dǎo)。對(duì)于難點(diǎn)知識(shí)，學(xué)生也可以通過線上資源反復(fù)學(xué)習(xí)，幫助他們隨時(shí)回顧和鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。

2） 集中授課。授課老師集中授課，下達(dá)項(xiàng)目任務(wù)，通過組織課堂討論鍛煉學(xué)生的分析、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。教師在課堂授課前，查看線上學(xué)習(xí)反饋結(jié)果，獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、作業(yè)完成情況和疑問反饋等信息，從而全面、客觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，制定針對(duì)性的講解方案，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行深入剖析和解讀。授課教師可以調(diào)整課堂講解的側(cè)重點(diǎn)和深度，針對(duì)學(xué)生普遍存在的疑惑和難點(diǎn)，設(shè)計(jì)專題講解。通過案例分析、邏輯推理等方式，提供技術(shù)引導(dǎo)與代碼檢查等支持，幫助學(xué)生理解并掌握相關(guān)知識(shí)。

教師還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和興趣點(diǎn)，將課堂的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，學(xué)生可以就課前的練習(xí)在課堂進(jìn)行分析講解演練，激發(fā)學(xué)生對(duì)Java課程的主動(dòng)探索和深度參與，體驗(yàn)實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)流程，進(jìn)而深入理解面向?qū)ο缶幊痰暮诵睦砟?，熟練掌握運(yùn)用Java語言構(gòu)建常規(guī)應(yīng)用的技術(shù)，并提升借助Java工具解決實(shí)際問題的能力。

3） 課后鞏固。學(xué)生按教師下達(dá)的各種任務(wù)環(huán)節(jié)，自行完成代碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、維護(hù)等流程。通過多種形式的練習(xí)，掌握版本控制工具和持續(xù)集成方法，優(yōu)化項(xiàng)目的可靠性和品質(zhì)，全面精通Java開發(fā)的各個(gè)階段。在新工科發(fā)展背景下，涌現(xiàn)出許多教學(xué)平臺(tái)，利用輔助教學(xué)平臺(tái)，幫助學(xué)生養(yǎng)成課前練習(xí)和課后修正的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。結(jié)合傳統(tǒng)面授與網(wǎng)絡(luò)授課的優(yōu)勢(shì)，實(shí)施教育理念、教學(xué)策略和教學(xué)手段的創(chuàng)新[4]。定期發(fā)布課程問卷，學(xué)生以匿名形式作答，將教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，根據(jù)學(xué)生提出的建議及時(shí)調(diào)整授課方式，旨在調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生充分吸收所學(xué)知識(shí)，從而顯著提高教學(xué)效果。

4） 多元考核體系。針對(duì)傳統(tǒng)單一考核模式的弊端，采取多元化的學(xué)習(xí)考核機(jī)制，從“過程”和“結(jié)果”兩個(gè)方面綜合考核。通過將教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)系統(tǒng)地歸類結(jié)合，設(shè)計(jì)出能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課下團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成的特定任務(wù)。安排任務(wù)解析與完成狀況報(bào)告階段，由學(xué)生展示其對(duì)任務(wù)的認(rèn)知與實(shí)施成果。采用一種融合“生生互評(píng)”（小組問答）與“師生互動(dòng)”（小組答辯）的復(fù)合式互動(dòng)研討方法。在整個(gè)教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施過程中，教師根據(jù)學(xué)生對(duì)團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目的貢獻(xiàn)、完成課前任務(wù)、文書書寫質(zhì)量、項(xiàng)目創(chuàng)新、課堂表現(xiàn)等情況[5]，在項(xiàng)目的不同實(shí)施階段，采用持續(xù)的評(píng)估體系對(duì)學(xué)生的成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并綜合評(píng)定得分。

4 結(jié)束語

高校的教育基石在于塑造德才兼?zhèn)涞募夹g(shù)應(yīng)用人才，尤其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，專業(yè)性顯得尤為重要。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，傳統(tǒng)的教育模式必須進(jìn)行改革。因此，本文設(shè)計(jì)并推行了以O(shè)BE-CDIO為導(dǎo)向的Java課程結(jié)構(gòu)。圍繞OBE-CDIO理念，在課程實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，輔以項(xiàng)目核心的教學(xué)方式，同時(shí)并行設(shè)計(jì)思維，已在實(shí)踐中得到有效運(yùn)用。我們重點(diǎn)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、軟件開發(fā)實(shí)踐技能和社會(huì)責(zé)任意識(shí)，以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代軟件行業(yè)的需求。

在新工科背景下，教師在Java相關(guān)課程中扮演引導(dǎo)者和監(jiān)督者的角色，而學(xué)生則是主動(dòng)參與者。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分組協(xié)作完成任務(wù)，使Java課程的目標(biāo)轉(zhuǎn)向提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和實(shí)踐能力。通過持續(xù)深化和優(yōu)化以O(shè)BE-CDIO為導(dǎo)向的Java課程架構(gòu)，深入挖掘創(chuàng)新教育模式及方法，以推動(dòng)教學(xué)改革。學(xué)生能夠深刻領(lǐng)會(huì)Java語言的編程邏輯、基礎(chǔ)語法、關(guān)鍵技術(shù)以及在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，并全面熟悉系統(tǒng)開發(fā)的各個(gè)步驟，包括需求分析、軟件設(shè)計(jì)，以及編程、調(diào)試和維護(hù)。學(xué)生的專業(yè)技能在實(shí)踐中循序漸進(jìn)地得到提高，從而培養(yǎng)出具有前瞻創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際操作能力的優(yōu)質(zhì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才。