以實驗為驅(qū)動的《中間件技術(shù)及其應用》課程教學探索

李波

摘要：《中間件技術(shù)及其應用》是軟件工程等信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)選修課。中間件是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在軟件系統(tǒng)領域出現(xiàn)的一個重要的概念。文章通過對本門課程的教學改革探討，重點分析了實驗環(huán)節(jié)在課程中的作用，提出了理論教學和實踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，以實驗為驅(qū)動、問題為導向的課堂教學策略，以提升教學效果。

關(guān)鍵詞：中間件；實驗教學；難度分級；問題導向

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0197-02

一、中間件概念簡介

中間件技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及分布式應用不斷擴大、異質(zhì)異構(gòu)系統(tǒng)應用需求不斷增加的背景下，產(chǎn)生和發(fā)展起來的一個軟件領域的重要概念。中間件處于系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡軟件）與應用軟件之間，它能使處于應用層中的各應用成分之間實現(xiàn)跨網(wǎng)絡的協(xié)同工作（也就是互操作），允許各應用軟件之下所涉及的“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫和其他應用服務”各不相同。

二、教學對象與課程目標

本課的教學對象是我院軟件工程專業(yè)大三本科學生。本課程要求學生有一些先導課程，包括《操作系統(tǒng)原理》、《計算機網(wǎng)絡》等。本課教材為參考文獻[1-3]等。本課程的教學目的為幫助學生理解中間件的基本概念，掌握一些中間件的基本應用和開發(fā)方法。課程的重點在分布式對象中間件。

三、教學模式改革

（一）教學策略與方法

1.精心設計實驗內(nèi)容，區(qū)分實驗難度層次。針對中間件范圍較廣、跨平臺的特點，選擇合適的實驗平臺、設計合適的實驗內(nèi)容是非常重要的。由于本課程的側(cè)重點在于分布式對象中間件，比較主流的分布式中間件包括有三個：微軟公司提出的COM/DCOM/COM+系列、ORACLE公司（原SUN公司）提出的EJB、國際對象管理組織OMG的CORBA規(guī)范，這三者在業(yè)界均有一定的影響，因此我們考慮在實驗中兼顧這三者。

我們對學生完成的實驗難度進行了區(qū)分，劃分了兩個層次，即基本要求級和拔高要求級?；疽蠹墝嶒炓髮W生必須掌握和完成，拔高要求級實驗則要求學生盡量完成，完成后經(jīng)檢查合格后可以在實驗部分成績中進行獎勵。

2.以實驗為驅(qū)動，以問題為導向幫助學生理解概念。本課程的概念涉及分布式系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)等概念，學生理解起來很抽象。只有通過和實驗結(jié)合，讓學生在實驗中去觀察實驗結(jié)果、分析實驗過程，才能真正幫助學生去很好地理解理論和概念。比如：中間件課程中討論較多的“服務器”和“客戶機”的概念，從課本中看到的是一個抽象的概念，但是當我們在實驗中，讓學生基于一個分布式中間件的規(guī)范實現(xiàn)了一個服務器和客戶機的通訊時，學生看到了兩端交互的中間過程和結(jié)果，這個結(jié)果很形象，學生也就容易理解了。有些實驗要求學生先獨立在一臺電腦上完成實驗，然后在兩臺不同的電腦上再完成服務器和客戶機的實驗。在實驗中，我們強調(diào)通過問題來引導學生思考，這些問題可以布置在實驗任務書中。學生對問題的回答需要寫到實驗報告中。

（二）教學改革實施案例

1.實驗內(nèi)容設計及難度分級。在實驗內(nèi)容設計方面，我們對實驗內(nèi)容進行了仔細考慮和斟酌。實驗設計如下表所示。

這五個實驗涵蓋了三大類主流分布式對象中間件，即DCOM、EJB、CORBA，也涉及了比較底層的協(xié)議RMI。另外，我們的實驗環(huán)境盡量兼顧不同平臺，讓學生能夠接觸到更多的實驗環(huán)境，開闊視野。我們把DCOM作為拔高實驗內(nèi)容，因為這個實驗對學生而言難度相對較大，而其他實驗作為基本實驗內(nèi)容。在實驗中，我們根據(jù)學生的情況對實驗程序框架進行了部分提示。

2.以實驗驅(qū)動教學，以問題引導學生思考。由于學生獨立完成實驗有一定的難度，因此我們在實驗任務中給出了基本實驗步驟的提示，然后讓學生去具體實現(xiàn)。對有些實驗中，我們通過提出若干問題來促進學生思考，從而幫助學生來理解理論。例如，對于Corba實驗，實驗任務書中提出了如下問題：（1）說明客戶端存根和服務器端的框架有哪些類？（2）Idl文件中的各模塊映射成了哪些新的文件？（3）請說明實現(xiàn)服務器端和客戶端的步驟是什么？通過這些問題去促使學生思考，結(jié)合實驗結(jié)果去分析實驗的原理和機制，從而對理論加深理解。

四、教學效果分析

經(jīng)過1學期的教學我們發(fā)現(xiàn)，學生對理論課中的基本概念、模型、協(xié)議等的理解在初期存在一定的困難。經(jīng)過幾次實驗課后，學生加深了對教材中基本概念和理論的理解。在實驗結(jié)果檢查中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學生能夠按時完成基本要求的實驗部分，少數(shù)學生能完成拔高實驗內(nèi)容。

在教學中我們發(fā)現(xiàn)還有一些問題需要改進，如可減少一些參考代碼，讓學生自主實驗的空間更大；實驗的綜合性有待提高，比如在EIB實驗中，可以考慮通過實體Beans來關(guān)聯(lián)一個后臺數(shù)據(jù)庫，基于網(wǎng)頁來顯示結(jié)果。

五、結(jié)語

通過對《中間件技術(shù)及其應用》課程的教學實踐，提出了以實驗為驅(qū)動的教學策略，通過實驗設計、難度分級、問題導向等策略來引導學生加強實驗學習，從而促進課堂理論的學習，提升教學效果。

參考文獻：

[1]張云勇，張智江，劉錦德，等.中間件技術(shù)原理與應用[M].北京：清華大學出版社，2004.

[2]吳卿，殷昱煜.面向普適環(huán)境的自適應中間件模型與方法[M].杭州：浙江大學出版社，2010.

[3]楊放春，龍湘明，趙耀.異構(gòu)網(wǎng)絡中間件與開放式API技術(shù)[M].北京郵電大學出版社，2007.