新工科背景下面向能力和需求雙目標(biāo)的Java 開(kāi)發(fā)課程群建設(shè)與實(shí)踐

李小智，丁長(zhǎng)松，劉 偉，胡 為，陳興華

（湖南中醫(yī)藥大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410208）

0 引 言

課程群是指為完善學(xué)生素質(zhì)結(jié)構(gòu)，圍繞同一學(xué)科內(nèi)具有邏輯聯(lián)系的若干課程，在知識(shí)、方法、問(wèn)題等方面，進(jìn)行重新規(guī)劃、整合構(gòu)建而形成的有機(jī)課程系統(tǒng)，是深化課程改革、優(yōu)化課程設(shè)計(jì)的一種有效途徑[3]。近兩年，由于新工科建設(shè)的推進(jìn)，課程群建設(shè)已成為高校教學(xué)改革的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1 Java開(kāi)發(fā)課程群建設(shè)的必要性

據(jù)IDC 統(tǒng)計(jì)，在所有的計(jì)算機(jī)行業(yè)人才需求中，對(duì)Java 工程師的需求曾達(dá)到全部需求量的50%以上。受人才市場(chǎng)需求的影響，很多地方應(yīng)用型本科院校將Java 開(kāi)發(fā)作為軟件人才培養(yǎng)的主要方向，但教學(xué)效果不盡如人意，培養(yǎng)的畢業(yè)生難以滿足企業(yè)用人的要求，分析原因主要有以下3方面，同時(shí)也說(shuō)明建設(shè)Java 開(kāi)發(fā)課程群的必要性。

1）課程本位思想依然存在，課程內(nèi)容需要整合優(yōu)化。

各高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案都設(shè)置了比較完善的課程體系，各門課程有相應(yīng)的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，但都是以課程為單位進(jìn)行設(shè)置，教學(xué)過(guò)程中任課教師關(guān)注的也是本課程的教學(xué)目標(biāo)是否完成，缺乏課程群理念，教學(xué)上各自為政。由于課程之間銜接不夠，不同課程的相似知識(shí)點(diǎn)缺少整合優(yōu)化，導(dǎo)致知識(shí)點(diǎn)重復(fù)講授，不利于維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效率不高[4-5]。

2）傳統(tǒng)教學(xué)方法與課程特征不能很好地契合，需要探索新的教學(xué)方法。

軟件開(kāi)發(fā)類課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，很多高校教師仍然采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，只注重理論知識(shí)的傳授，沒(méi)有將課程特征與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，學(xué)生聽(tīng)課的積極性不高，教學(xué)效果不理想。傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師為中心，教學(xué)過(guò)程中學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏獨(dú)立的思考能力和創(chuàng)新意識(shí)。軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)更新迭代快，需要學(xué)生課內(nèi)學(xué)習(xí)課外拓展，傳統(tǒng)教學(xué)模式缺乏對(duì)學(xué)生在軟件領(lǐng)域新思想、新技術(shù)方面的引導(dǎo)，教學(xué)不能與崗位需求對(duì)接，學(xué)生畢業(yè)找工作備感壓力。

3）實(shí)踐教學(xué)缺乏整體設(shè)計(jì)，教學(xué)內(nèi)容和模式需要系統(tǒng)規(guī)劃。

有曲調(diào)必有創(chuàng)作法，昆曲的過(guò)腔就是以本唱調(diào)音階級(jí)音和劇種主調(diào)為音樂(lè)材料，運(yùn)用“過(guò)腔創(chuàng)作法”創(chuàng)作而來(lái)的。事實(shí)是否如此？?jī)H以昆曲南曲（以下簡(jiǎn)稱“昆南”）為例。囿于篇幅，按“平、上、去、入”順序，各舉一例。

實(shí)踐教學(xué)缺乏目標(biāo)性和針對(duì)性，實(shí)踐課程內(nèi)容陳舊，所用技術(shù)和工具明顯落后于行業(yè)現(xiàn)狀，學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位很難適應(yīng)工作環(huán)境。基于課程的實(shí)踐教學(xué)模式封閉落后，不同課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)缺乏銜接，沒(méi)有打通課程界限，學(xué)生不能自如運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

2 面向能力和需求雙目標(biāo)的Java開(kāi)發(fā)課程群建設(shè)思路

Java 開(kāi)發(fā)課程群建設(shè)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)價(jià)值目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生能力和滿足崗位需求。能力的培養(yǎng)是考慮學(xué)生的全面發(fā)展，滿足崗位需求是要解決學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)問(wèn)題。面向雙目標(biāo)的Java 開(kāi)發(fā)課程群建設(shè)遵循反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑脑瓌t[6]，具體步驟分為兩個(gè)階段，見(jiàn)圖1。

1）反向設(shè)計(jì)階段。

圖1 面向能力和需求雙目標(biāo)的Java 開(kāi)發(fā)課程群設(shè)計(jì)和實(shí)施流程

從能力培養(yǎng)和崗位需求出發(fā)，制訂專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，明確軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)的畢業(yè)要求，以此確定課程群的總體目標(biāo)；根據(jù)課程群的總體目標(biāo)，確定需要開(kāi)設(shè)的具體課程，厘清課程之間的關(guān)系，形成科學(xué)合理的課程體系；將課程群的總體目標(biāo)自頂向下分解到各門課程中，形成每門課程的教學(xué)目標(biāo)，深入研究各門課程在培養(yǎng)目標(biāo)中的作用，合理確定各門課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)，制訂教學(xué)計(jì)劃；在整合優(yōu)化課程內(nèi)容時(shí)做到知識(shí)點(diǎn)不重復(fù)、不遺漏、不脫節(jié)。

2）正向?qū)嵤╇A段。

根據(jù)各門課程的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展教學(xué)研討，確定教學(xué)方法；任課教師負(fù)責(zé)課程教學(xué)的具體實(shí)施；為檢驗(yàn)是否達(dá)到總體目標(biāo)，進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，并且不斷總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)；學(xué)生成績(jī)合格達(dá)到畢業(yè)要求，接受社會(huì)的檢驗(yàn)，應(yīng)聘上崗，滿足企業(yè)用人需求。其中課程教學(xué)是課程群建設(shè)能否取得成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教學(xué)過(guò)程要克服課程本位思想，注重課程之間的銜接和融合，避免“形合神不合”情況出現(xiàn)。實(shí)踐類課程整體設(shè)計(jì)，貫穿四年本科階段，逐步提高學(xué)生的專業(yè)能力和職業(yè)能力，畢業(yè)生和用人單位反饋是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。

3 課程群建設(shè)具體措施

3.1 組建優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

課程群的課程建設(shè)、教學(xué)組織實(shí)施需要參與教師的團(tuán)隊(duì)合作，一支成熟的教學(xué)團(tuán)體是課程群建設(shè)的關(guān)鍵因素。課程群的負(fù)責(zé)人由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和有影響力的教師來(lái)?yè)?dān)任，課程群負(fù)責(zé)人對(duì)課程體系有深入了解，具有協(xié)調(diào)各方面資源解決問(wèn)題的能力，掌握整個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)展的方向。應(yīng)吸引教學(xué)能力強(qiáng)并且愿意教研投入教師作為團(tuán)隊(duì)的主干力量；配置一定比例的實(shí)驗(yàn)員，保障實(shí)驗(yàn)室的軟硬環(huán)境滿足教學(xué)要求。吸引企業(yè)有開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的軟件工程師作為外聘講師，不僅可以彌補(bǔ)高校教師開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)上的短板，同時(shí)可以帶來(lái)最新的行業(yè)動(dòng)態(tài)和前沿技術(shù)，使教學(xué)更貼近行業(yè)需求。重視青年教師在課程群建設(shè)中的生力軍作用，加強(qiáng)青年教師的培養(yǎng)，實(shí)施青年教師導(dǎo)師制，由學(xué)院指派教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀教師擔(dān)任青年教師的導(dǎo)師，充分發(fā)揮傳、幫、帶作用，一對(duì)一進(jìn)行指導(dǎo)和培養(yǎng)，使其盡快成長(zhǎng)起來(lái)，達(dá)到教學(xué)要求。定期外派青年教師參加業(yè)務(wù)培訓(xùn)和相關(guān)教學(xué)研討會(huì)議，提升技能，拓寬視野。

3.2 構(gòu)建“1+2+3”Java 開(kāi)發(fā)課程群

軟件開(kāi)發(fā)課程群的總體目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備良好的分析問(wèn)題能力及軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力，針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題能夠提出可行的解決方案，并且具有良好的職業(yè)能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，構(gòu)建以Java 技術(shù)為主線的軟件開(kāi)發(fā)課程群，包括C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、Web 技術(shù)應(yīng)用、算法分析與設(shè)計(jì)、Java EE 應(yīng)用開(kāi)發(fā)、移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)等課程以及課程設(shè)計(jì)、工程實(shí)訓(xùn)、企業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐類課程，構(gòu)成“編程語(yǔ)言—基礎(chǔ)理論—應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)—綜合能力”有機(jī)銜接的Java 開(kāi)發(fā)課程群[7]。課程群的課程設(shè)置、能力培養(yǎng)、崗位需求對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 面向能力和需求的課程設(shè)置

“1+2+3”Java 開(kāi)發(fā)課程群，即1 個(gè)中心，以學(xué)生為中心；2 個(gè)目標(biāo)，課程群面向能力培養(yǎng)和崗位需求雙目標(biāo)；3 個(gè)層次，課程群分為基礎(chǔ)類課程、技術(shù)類課程、實(shí)踐類課程3 個(gè)層次。課程群中各門課程都有不同定位，統(tǒng)籌制訂教學(xué)大綱，教學(xué)目標(biāo)相互支撐，能力培養(yǎng)層層遞進(jìn)。C語(yǔ)言和Java 語(yǔ)言兩門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程是前導(dǎo)后續(xù)關(guān)系，開(kāi)設(shè)兩門具有代表性的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程，掌握兩種不同類型語(yǔ)言的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法，有利于學(xué)生自主拓展學(xué)習(xí)其他編程語(yǔ)言。與基礎(chǔ)類課程內(nèi)容相對(duì)穩(wěn)定不同，技術(shù)類課程要緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐，要能把新技術(shù)、新工具引入課程，使得課程教學(xué)有效對(duì)接崗位需求，教學(xué)目標(biāo)與崗位技能基本保持一致，體現(xiàn)課程群的靈活性和開(kāi)放性。技術(shù)類課程教學(xué)目標(biāo)與崗位對(duì)接關(guān)系，見(jiàn)表1。實(shí)踐類課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，也是提升職業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)。

3.3 改革課程群的教學(xué)方式

1）并用多種教學(xué)方法，因課施教保證教學(xué)質(zhì)量。

根據(jù)Java 開(kāi)發(fā)課程群的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)課程群的總體目標(biāo)，努力做到3 個(gè)轉(zhuǎn)變：教學(xué)理念應(yīng)從知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)，教學(xué)特點(diǎn)以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，教學(xué)方式應(yīng)從封閉課堂轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放課堂。課程教學(xué)針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法，具體采用教學(xué)方法有：①線上線下混合式教學(xué)，智慧樹(shù)是與我校簽約的在線教育平臺(tái)，教師可以利用該平臺(tái)開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，課前教師發(fā)布教學(xué)資源，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師通過(guò)平臺(tái)掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度，督促學(xué)生按進(jìn)度學(xué)習(xí)，線下課堂面授、組織討論、提問(wèn)答疑等，該方法適合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)等理論類課程教學(xué)；②拓展教學(xué)，根據(jù)教師引導(dǎo)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)教材以外的新知識(shí)、新技術(shù)，教師提供學(xué)習(xí)資源、檢查學(xué)習(xí)效果，該方法適合于技術(shù)類課程；③問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)，該教學(xué)方法通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題，問(wèn)題源于教材又高于教材，要求學(xué)生查詢相關(guān)資料求解問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力，啟發(fā)學(xué)生就特定的問(wèn)題發(fā)表自己的見(jiàn)解，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)總結(jié)得出結(jié)論，該方法在課程教學(xué)中普遍適用。

表1 技術(shù)類課程教學(xué)目標(biāo)和崗位對(duì)接關(guān)系

2）探索“三位一體”實(shí)踐教學(xué)模式，通過(guò)“請(qǐng)進(jìn)來(lái)，走出去”提高實(shí)踐教學(xué)效果。

經(jīng)過(guò)多年的探索和積累，以“精化理論課、強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)課、參與企業(yè)項(xiàng)目”為教學(xué)理念，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)已從單一的課程實(shí)驗(yàn)發(fā)展為“三位一體”的實(shí)踐課程教學(xué)模式，即校內(nèi)前期培養(yǎng)、校企合作培養(yǎng)、校企聯(lián)合培養(yǎng)。

校內(nèi)前期培養(yǎng)通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)來(lái)完成。課程實(shí)驗(yàn)基于“理論+實(shí)驗(yàn)”方式，是針對(duì)某一課程知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)采用 “課程+案例+項(xiàng)目”方式，教師精心設(shè)計(jì)案例，將課程知識(shí)融入到案例中，案例包含文檔資料、數(shù)據(jù)、源代碼等，采用完全自主學(xué)習(xí)的方式。案例為項(xiàng)目“打樣”，要求學(xué)生參考案例，分小組完成一個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，案例與項(xiàng)目既相似又有區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生具備相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)的能力。

校企合作培養(yǎng)通過(guò)工程實(shí)訓(xùn)來(lái)完成，以“課程群+項(xiàng)目”方式促進(jìn)課程深度融合，打通課程之間的界限。課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)與合作企業(yè)交流溝通，明確培養(yǎng)目標(biāo)，確定項(xiàng)目?jī)?nèi)容，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力。聘請(qǐng)企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的軟件工程師負(fù)責(zé)工程實(shí)訓(xùn)的具體實(shí)施，使用當(dāng)前主流的開(kāi)發(fā)工具和軟件技術(shù)。為了取得更好的實(shí)訓(xùn)效果，可以安排在期末考試后的一周時(shí)間，集中在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全天封閉式集訓(xùn)，讓學(xué)生提前感受工作氛圍，掌握規(guī)范的軟件開(kāi)發(fā)流程，提升軟件開(kāi)發(fā)能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通表達(dá)等軟技能。校企合作能夠很好地解決高校教師工程實(shí)踐能力不足的問(wèn)題。2019 年春秋兩個(gè)學(xué)期，學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2019 級(jí)、2018 級(jí)、2017 級(jí)3 個(gè)年級(jí)工程實(shí)訓(xùn)安排見(jiàn)表2。

學(xué)校與東華軟件股份公司合作建立了省級(jí)校企聯(lián)合培養(yǎng)人才示范基地，為學(xué)生實(shí)習(xí)和就業(yè)提供了良好的平臺(tái)。

3）采用課內(nèi)與課外相結(jié)合，全面提升綜合能力。

鼓勵(lì)學(xué)生參加各類各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)院要求學(xué)生在本科四年都要有參賽經(jīng)歷，院級(jí)比賽人人參與，選拔優(yōu)秀學(xué)生組隊(duì)代表學(xué)校參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)的學(xué)科競(jìng)賽，包括湖南省大學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)藍(lán)橋杯軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、中國(guó)大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)中醫(yī)藥院校大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，舉辦“職業(yè)生涯規(guī)劃大賽”引導(dǎo)就業(yè)方向，提高職業(yè)素養(yǎng)。

表2 2019 年春秋兩學(xué)期工程實(shí)訓(xùn)安排

4 課程群建設(shè)成效

以學(xué)生為中心的課程群建設(shè)，整合課程資源形成教學(xué)合力，教學(xué)效果顯著，學(xué)生專業(yè)能力得到穩(wěn)步提高，專業(yè)自信不斷增強(qiáng)。學(xué)校教務(wù)網(wǎng)評(píng)教數(shù)據(jù)顯示，2019 年Java 開(kāi)發(fā)課程群設(shè)置的課程總體平均分在95 分以上，得到了學(xué)生認(rèn)可。近4年組織和指導(dǎo)學(xué)生參加各項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，獲得國(guó)家級(jí)及省部級(jí)學(xué)科競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)80 多項(xiàng)，榮獲國(guó)家級(jí)和省部級(jí)一等獎(jiǎng)10 余項(xiàng)。學(xué)生綜合素質(zhì)不斷提高，多名學(xué)生獲得國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金和國(guó)家勵(lì)志獎(jiǎng)學(xué)金等國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)；近幾年學(xué)院的畢業(yè)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量保持在較高水平，畢業(yè)生得到用人單位的好評(píng)，2018 年畢業(yè)生就業(yè)率為97.06%，2019 年畢業(yè)生就業(yè)率為95.70%，每年都有學(xué)生就職于百度、騰訊、深信服等知名企業(yè)。

5 結(jié) 語(yǔ)

基于面向能力和需求雙目標(biāo)的Java 開(kāi)發(fā)課程群建設(shè)，在取得一定成效的基礎(chǔ)上，后續(xù)工作還須從以下幾方面著手：課程群建設(shè)的主體是教師，對(duì)教師專業(yè)知識(shí)水平和創(chuàng)新整合能力提出了很高的要求，推進(jìn)課程群建設(shè)必須要更加重視教師的素養(yǎng)提升問(wèn)題；科學(xué)合理評(píng)價(jià)課程教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步研究課程教學(xué)與工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求達(dá)成度問(wèn)題；及時(shí)了解行業(yè)動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確掌握行業(yè)需求，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整課程的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，才能保證課程群持續(xù)有效的開(kāi)展。