新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐類課程教學(xué)改革探索

摘 要 文章以Java Web開發(fā)課程為例，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐類課程的教學(xué)改革探索。首先，分析了新工科背景下Java Web開發(fā)課程教學(xué)中存在的主要問題。其次，針對(duì)課程的特點(diǎn)提出了課程教學(xué)改革思路和具體的實(shí)施辦法，包括更新課程內(nèi)容、引入業(yè)界主流的開發(fā)技術(shù)和框架，以及采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、案例分析等教學(xué)方法來提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。最后，通過對(duì)比教學(xué)改革前后的教學(xué)效果和學(xué)生反饋，驗(yàn)證了改革措施的有效性，為今后該課程進(jìn)一步深入的教學(xué)改革研究以及其他計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐課程的教學(xué)改革提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 新工科；專業(yè)實(shí)踐課程；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.23.042

Exploration of Teaching Reform in Practical Computer Major Courses

under the Background of New Engineering Education

——Taking Java Web Development Course as an Example

LI Ye， ZHANG Shengshai

（Shanghai Sanda University， School of Information Science and Technology， Shanghai 201209）

Abstract It takes the Java Web Development course as an example to explore the teaching reform of practical courses in computer majors under the background of new engineering education. Firstly， the main issues existing in the current teaching of Java Web Development courses under the new engineering education background are analyzed. Secondly， based on the characteristics of the course， teaching reform ideas and specific implementation methods are proposed， including updating the course content to introduce mainstream development technologies and frameworks in the industry， and adopting teaching methods such as task-driven and case analysis to enhance students' practical abilities and innovative thinking. Finally， the effectiveness of the reform measures is verified by comparing the teaching effects and student feedback before and after the teaching reform. This study provides a reference for further in-depth teaching reform research of this course in the future， and also offers insights and references for the teaching reform of other practical computer courses.

Keywords new engineering education; practical courses; teaching reform

2018年，教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》。該文件的發(fā)布旨在緊密圍繞國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設(shè)發(fā)展新工科，促進(jìn)我國從工程教育大國走向工程教育強(qiáng)國。新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)的教育模式和課程體系正在經(jīng)歷著深刻的變革[1]。Java" Web課程是很多應(yīng)用型本科高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的專業(yè)實(shí)踐課程之一，旨在培養(yǎng)學(xué)生使用Java語言構(gòu)建Web應(yīng)用的能力。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)具備基本的Web應(yīng)用開發(fā)能力。但本課程涉及的知識(shí)面較廣、技術(shù)更新迭代較快，學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)了解掌握新的技術(shù)，授課教師也普遍反映講好本課程難度較大。企業(yè)也是高校學(xué)生重要的就業(yè)方向，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)對(duì)人才的需求也在不斷調(diào)整，學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的知識(shí)技能和企業(yè)中真實(shí)的工程實(shí)踐之間仍然有較大的差異，如何縮小差異讓學(xué)生順利成長(zhǎng)為企業(yè)所需的人才也是課程教學(xué)改革的重要目標(biāo)和方向。

1" 課程教學(xué)現(xiàn)狀

首先，教學(xué)方法不合理。Java Web課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的一門專業(yè)課，部分教師在理論講授環(huán)節(jié)仍采用和基礎(chǔ)課程相同的教學(xué)方法，以教材和教學(xué)課件為主，進(jìn)行單向的信息輸出，以注入式課堂講授為主，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)效果也就大打折扣。而在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)僅僅將理論講授環(huán)節(jié)中的例子拿來演示和練習(xí)，學(xué)生要么沒有能力完成實(shí)操，要么很快完成實(shí)操。由于缺乏必要的任務(wù)練習(xí)梯度，學(xué)生很難將課堂講授的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐中[2]。

其次，教學(xué)內(nèi)容陳舊。隨著Java Web相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，很多教學(xué)內(nèi)容相比當(dāng)前主流的工程實(shí)踐有著明顯的滯后。例如：JSP是早期出現(xiàn)的Java" Web開發(fā)技術(shù)，但目前已經(jīng)鮮少有企業(yè)使用JSP作為Web開發(fā)的首選技術(shù)，而很多高校的課程中仍將其作為主要的教學(xué)內(nèi)容之一。另外Servlet、JDBC等技術(shù)在工程實(shí)踐中主要以Web" MVC框架、數(shù)據(jù)庫連接池等方式工作，但教學(xué)內(nèi)容仍然是原生的Servlet、JDBC技術(shù)，雖然理解這些技術(shù)的基本原理對(duì)學(xué)生而言是重要的，但這些教學(xué)內(nèi)容和工程實(shí)踐中的真實(shí)項(xiàng)目應(yīng)用之間存在著較大的差異[3]。此外，Git、Maven等開發(fā)構(gòu)建工具在現(xiàn)代軟件開發(fā)中也幾乎是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，而課堂教學(xué)對(duì)這部分的內(nèi)容卻鮮有涉及。

最后，教學(xué)資源相對(duì)匱乏。該課程的教學(xué)資源仍以傳統(tǒng)的教學(xué)資源為主，實(shí)驗(yàn)室中雖然已經(jīng)安裝好了課程所需的軟件，但僅僅是為了滿足授課需要的基本軟件。項(xiàng)目實(shí)踐所需要的參考案例、示例代碼等資源較少。和課程相關(guān)的在線資源雖然在視頻網(wǎng)站上并不少見，但質(zhì)量上良莠不齊，很多視頻課程還需要支付費(fèi)用才能觀看。另外在教學(xué)平臺(tái)、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、虛擬仿真環(huán)境方面仍相對(duì)較為匱乏。

2" 教學(xué)改革思路

2.1" 更新教學(xué)理念

以Java" Web課程為代表的實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課，授課教師應(yīng)格外注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力、邏輯思維能力和溝通表達(dá)能力。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生相互協(xié)作，充分參與課堂討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從對(duì)基本概念、基本原理的了解過渡到對(duì)基本方法的掌握。讓學(xué)生從做中學(xué)，在實(shí)踐中不斷加深對(duì)基本概念、基本原理、基本方法的理解和認(rèn)識(shí)。

2.2" 優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

教師在課堂教學(xué)安排上，應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。在講授理論知識(shí)的同時(shí)，也要提供充足的實(shí)踐機(jī)會(huì)。在教材選用、課件制作、練習(xí)任務(wù)、課后作業(yè)等諸多教學(xué)環(huán)節(jié)中都優(yōu)先選擇當(dāng)前工程實(shí)踐中的主流技術(shù)方案，對(duì)于那些已經(jīng)不符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)應(yīng)及時(shí)從教學(xué)內(nèi)容中剔除掉，做到與時(shí)俱進(jìn)、及時(shí)更新。在教學(xué)方法的設(shè)計(jì)上應(yīng)避免單一的講授法，而應(yīng)結(jié)合講授法、小組討論法、案例分析法等多種教學(xué)方法。教學(xué)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)也應(yīng)更加多元化，避免單一的閉卷考試或者大作業(yè)考核方式。

2.3" 加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)

由于缺乏良好的實(shí)踐機(jī)會(huì)和正確的實(shí)踐指導(dǎo)，僅僅依靠課堂教學(xué)時(shí)間的練習(xí)，無法鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐能力普遍較弱，很多學(xué)生上完課后并不具備基本的Web應(yīng)用開發(fā)能力，這也導(dǎo)致學(xué)生在大四實(shí)習(xí)工作期間無法快速適應(yīng)企業(yè)的工作要求，增加了就業(yè)難度。實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的本科院校尤為重要，學(xué)生在課堂上能夠自主練習(xí)的時(shí)間十分有限，因此教師應(yīng)有針對(duì)性地為學(xué)生安排實(shí)驗(yàn)習(xí)題課，增加課后作業(yè)中實(shí)際操作類的題目。通過項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式使學(xué)生的實(shí)踐能力得到鍛煉和培養(yǎng)。同時(shí)為學(xué)生提供科創(chuàng)項(xiàng)目等實(shí)踐機(jī)會(huì)。建立完善的實(shí)踐平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目實(shí)踐，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，為大四進(jìn)入實(shí)習(xí)單位開展實(shí)習(xí)做好充足的準(zhǔn)備。

3" 具體實(shí)施方法

3.1" 調(diào)整課程設(shè)置

上海杉達(dá)學(xué)院定位為應(yīng)用技術(shù)型本科高校，該課程在學(xué)校已經(jīng)開設(shè)數(shù)年，積累了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。2023版計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和軟件工程專業(yè)的本科生培養(yǎng)計(jì)劃已明確將Java Web開發(fā)課程拆分為Java Web開發(fā)技術(shù)和Java Web項(xiàng)目實(shí)踐兩門課程。其中Java Web開發(fā)技術(shù)課程側(cè)重于講授經(jīng)典Java Web開發(fā)技術(shù)中的基本概念和基本原理，以教師講授和學(xué)生實(shí)踐并重。而Java Web項(xiàng)目實(shí)踐課程則側(cè)重于讓學(xué)生掌握當(dāng)前工程實(shí)踐中主流的Java Web開發(fā)方法、框架和相關(guān)技術(shù)，以學(xué)生實(shí)踐為主、教師講授為輔。通過獨(dú)立開設(shè)實(shí)踐課的方式強(qiáng)化實(shí)踐在此類課程中的重要性。

3.2" 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在Java" Web開發(fā)技術(shù)課程中保留原有的Web開發(fā)基礎(chǔ)、Tomcat、Servlet、JSP、JDBC等核心內(nèi)容，舍棄EL、JSTL等部分內(nèi)容，對(duì)于保留的內(nèi)容也做了一定程度的刪減，例如：僅介紹JSP的基礎(chǔ)知識(shí)，Servlet工作方式、生命周期等基礎(chǔ)內(nèi)容。在Java" Web項(xiàng)目實(shí)踐課程中增加了對(duì)Spring" Framework、Spring" MVC、Spring" Boot、Thymeleaf、JPA等業(yè)界主流Java" Web開發(fā)技術(shù)的介紹，同時(shí)引入GIT、Maven等開發(fā)構(gòu)建工具，讓學(xué)生可以提早適應(yīng)企業(yè)開發(fā)環(huán)境。

3.3" 改革教學(xué)方法

案例分析：在Java Web開發(fā)技術(shù)課程中選用典型的用戶注冊(cè)登錄參考案例進(jìn)行分析。將案例分解為多個(gè)小案例，每個(gè)小案例覆蓋1―2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師通過分析每個(gè)小案例讓學(xué)生了解其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)細(xì)節(jié)，再讓學(xué)生親自實(shí)操實(shí)現(xiàn)每個(gè)小案例，通過實(shí)踐加深對(duì)技術(shù)原理的理解和掌握。在Java Web項(xiàng)目實(shí)踐課程中選用Spring官方提供的寵物診所案例，Thymeleaf官方提供的虛擬雜貨店案例。通過這些典型的案例演示、講解、分析、練習(xí)，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)有較深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)：在Java" Web項(xiàng)目實(shí)踐課程中，教師以“三明治”式實(shí)踐教學(xué)方法為基礎(chǔ)，在完成了典型案例的演示、初步講解后，將案例項(xiàng)目進(jìn)行分解。將項(xiàng)目分解為一個(gè)個(gè)的功能模塊，每個(gè)功能模塊對(duì)應(yīng)一系列的任務(wù)，教師在任務(wù)開始前進(jìn)行任務(wù)說明，之后進(jìn)行具體技術(shù)和工具的介紹和講解，然后是學(xué)生的模仿實(shí)操任務(wù)練習(xí)。一部分學(xué)生在課堂時(shí)間內(nèi)即可完成基本任務(wù)，未完成基本任務(wù)的學(xué)生在課后將其作為課后作業(yè)提交。

分層次教學(xué)：在課程教學(xué)實(shí)踐中，是以學(xué)生個(gè)體為單位完成實(shí)踐任務(wù)的，不同水平的學(xué)生對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度也不盡相同。這時(shí)教師應(yīng)有針對(duì)性地設(shè)定不同的課堂任務(wù)，使得不同水平的學(xué)生都能夠有所提升。比如可以優(yōu)先設(shè)置基礎(chǔ)任務(wù)，確保2/3的學(xué)生在課堂時(shí)間可以完成基礎(chǔ)任務(wù)；再針對(duì)其中完成度較好的學(xué)生設(shè)置進(jìn)階任務(wù)，使得另外1/3的學(xué)生能夠同時(shí)完成基礎(chǔ)任務(wù)和進(jìn)階任務(wù)。以練習(xí)Tomcat的安裝啟動(dòng)停止為例，在課堂練習(xí)中，多數(shù)學(xué)生可以在指定的時(shí)間內(nèi)完成基礎(chǔ)任務(wù)，即安裝和啟動(dòng)、停止。對(duì)于很快完成基礎(chǔ)任務(wù)的學(xué)生可安排進(jìn)階任務(wù)，如：修改Tomcat的監(jiān)聽端口，修改、設(shè)置Tomcat的用戶、密碼等[4]。

3.4" 調(diào)整考核方式

Java Web開發(fā)課程原有的考核方式為平時(shí)成績(jī)40%+期末成績(jī)60%，平時(shí)成績(jī)以考勤為主，期末成績(jī)以項(xiàng)目設(shè)計(jì)大作業(yè)為主。在課程教學(xué)改革后，考核方式也更加多元化。更強(qiáng)調(diào)理論的Java Web開發(fā)技術(shù)課程以平時(shí)成績(jī)+閉卷考試的方式進(jìn)行考核，平時(shí)成績(jī)包括日?？记凇⒄n堂測(cè)試等，以考試的方式強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理的認(rèn)識(shí)。Java Web項(xiàng)目實(shí)踐則采用過程性考核方式，包括課堂任務(wù)完成情況、課后文獻(xiàn)閱讀報(bào)告、項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績(jī)等，將各項(xiàng)成績(jī)加權(quán)求和作為課程的最終成績(jī)。這種多元化的過程性考核方式更好地激勵(lì)了學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的積極性。

4" 效果評(píng)估

課程教學(xué)改革實(shí)施后，課程組通過以下幾種方式對(duì)效果進(jìn)行了評(píng)估。學(xué)生反饋：通過收集學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的反饋意見，了解學(xué)生對(duì)課程教學(xué)改革的看法和建議。在學(xué)期中進(jìn)行的學(xué)生教學(xué)座談會(huì)中，學(xué)生對(duì)課程實(shí)施的結(jié)果反饋良好，在學(xué)生評(píng)教活動(dòng)中，該課程得分較上一學(xué)年有較大提高。教師評(píng)價(jià)：通過對(duì)本學(xué)期講授Java Web課程的幾位老師的訪談，結(jié)果也反饋學(xué)生在課堂中的積極性有所提高。

5" 結(jié)語

Java Web課程作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)實(shí)踐課程中的重要內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展有重要的基礎(chǔ)作用[5]。本文基于筆者自身教學(xué)過程中的體會(huì)，對(duì)Java Web課程的教學(xué)改革做了一些探索，提出了課程教學(xué)改革的方法，由于實(shí)施的時(shí)間有限、考核方式內(nèi)容不同等原因，暫無法對(duì)多個(gè)年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做縱向?qū)Ρ龋罄m(xù)隨著課程的逐年實(shí)施，將進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整課程教學(xué)，希望借此提升課程的教學(xué)質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)類其他專業(yè)實(shí)踐課程的教學(xué)改革提供參考。

*通信作者：張圣篩

基金項(xiàng)目：2023年上海杉達(dá)學(xué)院教學(xué)研究與改革項(xiàng)目“基于SGAVE項(xiàng)目建構(gòu)軟件測(cè)試課程自主線上模擬認(rèn)證考試學(xué)習(xí)與教學(xué)環(huán)境”（JW-2222436）。

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