基于雙循環(huán)CDIOE理念構(gòu)建Java系列課程群教學(xué)體系建設(shè)研究

趙小龍

（安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系，安徽合肥230051）

基于雙循環(huán)CDIOE理念構(gòu)建Java系列課程群教學(xué)體系建設(shè)研究

趙小龍

（安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系，安徽合肥230051）

采用CDIOE工程教育模式，利用4個(gè)維度、3個(gè)方向整體設(shè)計(jì)構(gòu)建Java系列課程群體系，實(shí)現(xiàn)課程群教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容一體化；對(duì)4個(gè)維度中的項(xiàng)目綜合、創(chuàng)新項(xiàng)目又引入基于CDIOE來構(gòu)建項(xiàng)目教學(xué)和實(shí)訓(xùn)體系，充分發(fā)揮CDIOE雙循環(huán)工程教育模式優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行人才培養(yǎng)；通過課程群的建設(shè)，帶動(dòng)專業(yè)發(fā)展；從教學(xué)內(nèi)容銜接、實(shí)訓(xùn)整體設(shè)計(jì)減少內(nèi)容的重復(fù)性，提高整個(gè)教學(xué)質(zhì)量和效率；教學(xué)實(shí)踐表明效果良好。

CDIOE；課程群；教學(xué)體系；項(xiàng)目構(gòu)建

Java人才社會(huì)需求量大，根據(jù)IDC(International Data Corporation)的2015年最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，軟件開發(fā)類人才需求中，Java工程師的需求量占全部的60%~70%，且薪水較高[1]。TIOBE國際公司根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上有經(jīng)驗(yàn)的程序員、課程和第三方廠商的數(shù)量，并使用搜索引擎統(tǒng)計(jì)出編程語言走勢(shì)排行榜，從2002-2015年中，軟件工程師中采用Java語言開發(fā)的人數(shù)最多[2]。

隨著智能手機(jī)的普及，最近幾年多數(shù)高等院校在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)中增添了android移動(dòng)開發(fā)技術(shù)課程。android移動(dòng)開發(fā)技術(shù)是以Java程序設(shè)計(jì)為核心的，課程可以納入到Java系列課程群建設(shè)。因此院校的Java系列課程體系包括Java程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、Java高級(jí)應(yīng)用、JSP程序設(shè)計(jì)、J2EE企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)框架(SSH)、android程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、android高級(jí)移動(dòng)開發(fā)、Java程序項(xiàng)目式開發(fā)、android程序項(xiàng)目式開發(fā)等課程，涉及整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的核心課程，該課程體系內(nèi)容建設(shè)的深度和廣度，直接影響計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃和方案的實(shí)行，從而影響學(xué)生的知識(shí)架構(gòu)和成才，在某種程度上，將會(huì)影響整個(gè)國家軟件人才的培養(yǎng)。

CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）工程教育，是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[3]。在此模式基礎(chǔ)上加入“擴(kuò)展（Extend）”功能，代表相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的擴(kuò)充和延展，即CDIOE。本文主要討論基于CDIOE工程教育理念構(gòu)建Java系列課程群體系建設(shè)，從4個(gè)維度、3個(gè)方向、兩大平臺(tái)來構(gòu)建教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容體系一體化。

1 4個(gè)維度構(gòu)建Java系列課程群

Java系列課程群的整個(gè)教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容按照CDIOE理念納入到一個(gè)整體，通盤考慮，整體設(shè)計(jì)，教學(xué)和實(shí)訓(xùn)中分階段設(shè)置了基礎(chǔ)性、專業(yè)技能型、項(xiàng)目綜合性、創(chuàng)新項(xiàng)目四維體系內(nèi)容。四維體系逐層遞進(jìn)，一環(huán)扣一環(huán)，一維、二維主要培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用能力，三維、四維引入CDIOE培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、設(shè)計(jì)開發(fā)、科技創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)能力，培養(yǎng)符合企業(yè)需要的技能型人才。

4個(gè)維度堅(jiān)持理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重的指導(dǎo)思想，實(shí)踐教學(xué)通過兩大平臺(tái)，即軟件技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)和科技創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，構(gòu)建基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)、專業(yè)技能案例實(shí)訓(xùn)、項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模式。實(shí)踐教學(xué)模式中，引入基于CDIOE來構(gòu)建項(xiàng)目教學(xué)體系，將專業(yè)課程內(nèi)容融合到相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目中進(jìn)行人才培養(yǎng)。把一個(gè)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目劃分為5大任務(wù)：構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作和擴(kuò)展。對(duì)5大任務(wù)，每個(gè)任務(wù)劃分為若干個(gè)子任務(wù)；對(duì)于每個(gè)任務(wù)或子任務(wù)，同樣應(yīng)用CDIOE工程教育模式。

通過基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用能力；通過專業(yè)技能案例實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生基本工程項(xiàng)目應(yīng)用能力；通過項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)能力；通過創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新研發(fā)能力。遞進(jìn)教學(xué)體系，體現(xiàn)出學(xué)生認(rèn)知的層次遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)基本技能、專業(yè)技能、項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)能力、科技創(chuàng)新能力的層層遞進(jìn)，能力訓(xùn)練、素質(zhì)培養(yǎng)主線貫穿于各個(gè)層次。遞進(jìn)教學(xué)體系如圖1所示。

圖1 Java系列課程群層次遞進(jìn)教學(xué)體系

1.1 基礎(chǔ)知識(shí)

（1）該系列課程相關(guān)軟件包括JDK，Eclipse，Tomcat，MySQL，android軟件ADT擴(kuò)展包，android SDK，介紹其下載、安裝、配置、簡單應(yīng)用以及Java程序運(yùn)行環(huán)境的搭建等。

（2）該系列課程的編程基礎(chǔ)知識(shí)包括基本數(shù)據(jù)類型、變量與常量、運(yùn)算符、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、復(fù)合語句、選擇語句、循環(huán)語句、字符串、數(shù)組、類和對(duì)象、接口、繼承和多態(tài)、常用類的使用、界面設(shè)計(jì)、JSP基本語法、JSP動(dòng)作元素、JSP內(nèi)置對(duì)象、JavaBean的使用、Servlet的使用、android模擬器的使用（Emulator）、描述用戶界面、設(shè)計(jì)用戶界面（View）、重構(gòu)程序、添加對(duì)話框（Dialog）、定義android列表（Manifest）、添加新活動(dòng)（Activity）、傳送數(shù)據(jù)到新意圖（Intent）、事件處理。

1.2 技能知識(shí)

（1）代碼注釋與編碼規(guī)范，異常處理，程序設(shè)置斷點(diǎn)、調(diào)試、監(jiān)視數(shù)據(jù)的變化，系統(tǒng)的部署、打包、發(fā)行；

（2）文件處理、數(shù)據(jù)庫編程、網(wǎng)絡(luò)編程、多線程編程；

（3）APP參數(shù)的設(shè)置與存儲(chǔ)、內(nèi)部類、匿名類、高級(jí)事件處理、數(shù)據(jù)解析、手機(jī)硬件設(shè)備使用、地圖與定位功能、框架SSH的使用。

1.3 項(xiàng)目綜合

在綜合項(xiàng)目開發(fā)和設(shè)計(jì)過程中，利用CDIOE思想和軟件能力成熟度模型（CIMM）來構(gòu)建項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)流程。引進(jìn)企業(yè)管理機(jī)制和真實(shí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，將軟件企業(yè)實(shí)際完成的成功案例隱去商業(yè)秘密后，按照企業(yè)項(xiàng)目的開發(fā)流程，實(shí)施CDIOE教學(xué)框架。在框架內(nèi)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分工，承擔(dān)一定的角色，培養(yǎng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，完成整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)流程，包括項(xiàng)目的需求分析、軟件設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、維護(hù)、工具、項(xiàng)目管理、文檔的撰寫等。項(xiàng)目過程的指導(dǎo)有企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員和指導(dǎo)教師共同完成，指導(dǎo)學(xué)生解決在實(shí)際開發(fā)過程中所遇到的技術(shù)、管理問題，具體流程如圖2所示。

圖2 CDIOE思想結(jié)合CIMM模型構(gòu)建項(xiàng)目研發(fā)流程

1.4 創(chuàng)新項(xiàng)目

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，將CDIOE理念引入企業(yè)的一些創(chuàng)新項(xiàng)目中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。項(xiàng)目研發(fā)實(shí)行指導(dǎo)教師、企業(yè)技術(shù)人員雙導(dǎo)師制，依照企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)流程，對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量管控嚴(yán)格把關(guān)，完成項(xiàng)目的開發(fā)過程，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，讓優(yōu)秀的項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，服務(wù)于社會(huì)，工程項(xiàng)目研發(fā)流程如圖3所示。

圖3 實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新項(xiàng)目流程

2 三個(gè)方向構(gòu)建Java課程體系

針對(duì)市場(chǎng)人才需求，突出專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，圍繞Java系列課程體系，主要從J2EE桌面應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、Web技術(shù)應(yīng)用開發(fā)、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)3個(gè)發(fā)展方向來完善課程體系，帶動(dòng)專業(yè)建設(shè)，打造人才培養(yǎng)方向。

（1）J2EE桌面應(yīng)用技術(shù)方向。主要是基于Java程序的C/S模式桌面應(yīng)用程序開發(fā)和相關(guān)技術(shù)維護(hù)、管理，掌握軟件開發(fā)的步驟、測(cè)試的方法和項(xiàng)目的管理技術(shù)，適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)Java工程師和軟件服務(wù)外包人才的需要。

（2）Web技術(shù)應(yīng)用方向。用Java程序開發(fā)B/S模式的Web應(yīng)用程序，要求學(xué)生掌握網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和技能，具備良好的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，具備Web項(xiàng)目的開發(fā)和相關(guān)項(xiàng)目的維護(hù)管理能力，適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)Web開發(fā)人才的需求。

（3）移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)方向。適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)人才的快速增長需要，要求學(xué)生掌握android系統(tǒng)的手機(jī)、平板、車載應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。

從這3個(gè)方面打造Java系列課程教學(xué)體系，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)定位、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、素材準(zhǔn)備、實(shí)訓(xùn)等都圍繞這3個(gè)方面進(jìn)行，研究3個(gè)方向課程的重疊和劃分、知識(shí)的前后連接關(guān)系和嵌套程度，從師資、實(shí)驗(yàn)器材、教學(xué)軟件的配備等方面有所側(cè)重和區(qū)分。

3 解決Java系列課程教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、銜接問題

理清前后續(xù)課程關(guān)系，減少課程內(nèi)容的重復(fù)教學(xué)問題是系列課程群要解決的核心內(nèi)容。Java系列課程教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)整體設(shè)計(jì)包括授課計(jì)劃、授課方案、授課內(nèi)容、授課方法、課后作業(yè)。為解決課程內(nèi)容之間的重復(fù)和銜接問題等，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可以設(shè)計(jì)成階梯形，一環(huán)套一環(huán)，環(huán)環(huán)緊扣。表1列舉了解決Java課程群教學(xué)內(nèi)容重復(fù)的原因和解決方法。

表1 Java系列課程群教學(xué)內(nèi)容重復(fù)原因和解決方法

4 總結(jié)

本文闡述了采用CDIOE雙循環(huán)工程教育模式，利用4個(gè)維度、3個(gè)方向整體設(shè)計(jì)構(gòu)建Java課程群體系，實(shí)現(xiàn)Java系列課程教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容一體化，基于CDIOE來構(gòu)建項(xiàng)目教學(xué)體系,將專業(yè)課程內(nèi)容融合到相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目中進(jìn)行人才培養(yǎng)。最后對(duì)Java系列課程教學(xué)內(nèi)容銜接問題進(jìn)行了研究，分析了Java系列課程群教學(xué)內(nèi)容重復(fù)的原因，提出了解決方法。

[1]IDC研究.軟件市場(chǎng)[EB/OL].（2015-01-30）[2016-04-16].http: //www.idc.com.cn/prodserv/RC.jsp nrc=RC.

[2]CSDN.NET網(wǎng)[EB/OL].（2015-12-08）[2016-04-16].http://www. csdn.net/article/2015-12-08/2826418-TIOBE.

[3]石曉軍,張文宇,宦蕾.基于CDIO教育理論的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐教學(xué)探索[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014，36（A2）：108-110.

Constructing Java Course Group of Teaching System Research Based on Double-Cycle CDIOE Principle

ZHAO Xiao-long
（DepartmentofComputerScienceand Technology，AnhuiTechnicalCollegeof Industryand Economy，Hefei，Anhui230051，China）

Java course group are designed by making use of four dimensions,three directions in integration based on CDIOE-engineering educational pattern,which will achieve integration of teaching and practice.The projects integration and innovation in the four demensions are introduced to design the teaching of project and system of training based on CDIOE,and make full use of the advantage of educational pattern on double-cycle CDIOE for personnel training.Professional construction can be driven by developing series of java courses.The repeatability of content from teaching,joining content,the overall design training can be reduced.The whole quality and efficiency of teaching will be improved.Teaching practice achieves good effects.

CDIOE；course group；teaching system；construction project

G642.3

A

1007-4260(2016)04-0145-04

時(shí)間：2017-1-3 17:19

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20170103.1719.037.html

2016-05-24

安徽省教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2014jyxm588)，安徽省省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（KJ2016A107），省級(jí)精品資源共享課程（2015gxk123）和院教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2015YJTD01）。

趙小龍，男，安徽無為人，碩士，安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系副教授，研究方向?yàn)橹悄苡?jì)算、粒子計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、嵌入式軟件研發(fā)。E-mail:zxl_jhx@126.com

10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.04.037