軟件工程專(zhuān)業(yè)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

周燕琴 呂緒洋

摘要：針對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)習(xí)JAVA語(yǔ)言面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，文章主要從課程教材選擇、理論教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、考核模式等方面提出相應(yīng)的改革措施，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)需求切實(shí)做到以“學(xué)生為中心，教師為輔”培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：軟件工程;JAVA;OOP;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）17-0165-02

Abstract： This paper analyzes and summarizes the problems existing in the teaching of JAVA language object-oriented programming for software engineering undergraduates， mainly puts forward the corresponding reform measures from the aspects of course material selection， theoretical teaching method， experimental design method and assessment mode. ?According to the current social needs to effectively achieve the "student-centered， teacher-assisted" to cultivate students' innovative ability and practical ability of program design.

Key words： software engineering; JAVA; OOP;teaching reform

隨著軟件產(chǎn)業(yè)界對(duì)象技術(shù)產(chǎn)品近年與日俱增，越來(lái)越多的人才加入軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)，社會(huì)市場(chǎng)迫切需要大量軟件工程方向人才，這需求要求在校專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)一定要與時(shí)代發(fā)展相同步。面向?qū)ο缶幊趟枷胧擒浖こ虒?zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的核心課程內(nèi)容。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中，如何讓學(xué)生學(xué)習(xí)完該課程后能夠充分掌握面向?qū)ο缶幊趟枷牒头椒?，并能針?duì)某一實(shí)際問(wèn)題用所學(xué)的方法和技能實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)是當(dāng)前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)所面臨的迫切需要解決的問(wèn)題。結(jié)合自身的從事該課程教學(xué)經(jīng)歷及其改革實(shí)際，從教和學(xué)兩方面進(jìn)行分析梳理提出改進(jìn)措施。

1 教學(xué)改革背景

本校是普通二本師范類(lèi)院校，位于廣東省廣州市，學(xué)校樹(shù)立“教學(xué)以學(xué)生為本”理念，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。同時(shí)為地方培養(yǎng)輸送計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才。《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》是軟件工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)教育必修課程，是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)課，有效地掌握面向?qū)ο蠹夹g(shù)與方法是軟件產(chǎn)業(yè)對(duì)每一位軟件從業(yè)人員的基本要求，并在大一下學(xué)期為軟件工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)JAVA語(yǔ)言面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程。教師授課方式多采用理論教學(xué)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合教學(xué)方法。通常在理論教學(xué)課上，教師會(huì)將課程中各種語(yǔ)法、各種概念性知識(shí)講解清楚，將教學(xué)的重點(diǎn)偏移語(yǔ)法規(guī)則和語(yǔ)言的使用上，而忽略了利用面向?qū)ο笏季S來(lái)分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力的培養(yǎng)。不少學(xué)生學(xué)了本課程后反饋除了能夠看懂課堂教學(xué)中使用過(guò)的問(wèn)題實(shí)例，知道面向?qū)ο蟮母拍詈蚃AVA語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)，但不能很好地理解面向?qū)ο笏枷?，更不懂得如何組織程序代碼、如何進(jìn)行面向?qū)ο蟮慕?。所以，結(jié)束了該課程后不能運(yùn)用面向?qū)ο蠼鉀Q實(shí)際問(wèn)題。我院一直倡導(dǎo)并推行教學(xué)改革，當(dāng)前正全面推行基于小班規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的，以啟發(fā)式、探究式、案例式、問(wèn)題式為導(dǎo)向的教學(xué)模式創(chuàng)新。旨在實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容從“知識(shí)傳授”向“知識(shí)獲取”轉(zhuǎn)變，教學(xué)目標(biāo)從“知識(shí)為本”向“能力為本”轉(zhuǎn)變[1]。近幾年，筆者一直從事面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)，結(jié)合教學(xué)經(jīng)歷對(duì)“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程進(jìn)行現(xiàn)狀分析及教學(xué)改革探索，提出幾點(diǎn)個(gè)人思考。

2教學(xué)中存在的問(wèn)題

（1）理論教學(xué)存在問(wèn)題，市面上JAVA語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教材鋪天蓋地，都有重語(yǔ)法的特點(diǎn)，正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，教師在進(jìn)行課程講解時(shí)，很容易將課程當(dāng)作計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課來(lái)講授，大部分的課時(shí)都在講解JAVA語(yǔ)法規(guī)則和如何使用語(yǔ)言，忽略了圍繞面向?qū)ο笏季S和方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。學(xué)生也不能順利地建立理論基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)上產(chǎn)生畏難心理對(duì)課程失去興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題。實(shí)踐環(huán)節(jié)在程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程占據(jù)比較重要的地位，我系目前采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)+上機(jī)完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在設(shè)計(jì)不科學(xué)：首先，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過(guò)于形式化，不能完全檢驗(yàn)學(xué)生是否有認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)。其次，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)題目是針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)而設(shè)計(jì)，內(nèi)容較單一、整體性差，缺乏吸引力，難以滿足不同學(xué)生的需求，無(wú)法激發(fā)學(xué)生興趣和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。最后，由于上機(jī)時(shí)班級(jí)學(xué)生較多，舉手提問(wèn)人次多，而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師能夠提供指導(dǎo)時(shí)間和次數(shù)有限，當(dāng)疑惑不能及時(shí)得到解決，學(xué)生學(xué)習(xí)自信心受到打擊，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，甚至放棄學(xué)習(xí)。

（3）教學(xué)方式和手段存在問(wèn)題。在理論教學(xué)中主要采用PPT播放課件+Eclipece集成開(kāi)發(fā)環(huán)境+電教控制平臺(tái)共同構(gòu)建教學(xué)環(huán)境。用PPT教學(xué)課件輔助教學(xué)能夠包含更多的課堂內(nèi)容和增加信息量，但根據(jù)課程需求需來(lái)回切換屏幕。因此，有部分學(xué)生反應(yīng)教師上課速度快，內(nèi)容來(lái)不及理解，然后又跳到另一個(gè)平臺(tái)，造成學(xué)生在一些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)上學(xué)生處于暈頭轉(zhuǎn)向的狀態(tài)，沒(méi)有足夠的時(shí)間理解。課堂教學(xué)手段過(guò)多地使用信息化會(huì)弱化推理思維呈現(xiàn)的完整性，學(xué)生很難理解程序是如何演進(jìn)。

3教學(xué)改革舉措

為提高程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，且有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)編程能力和創(chuàng)新思維能力，下面借鑒相關(guān)教學(xué)改革經(jīng)歷和對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)個(gè)人思考，就該課程如何開(kāi)展教學(xué)改革進(jìn)行探討。

首先應(yīng)從選擇教材開(kāi)始，市面上眾多面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教材，在教學(xué)實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到教材對(duì)教學(xué)有著巨大的影響，教材選擇對(duì)教學(xué)活動(dòng)的效度起著至關(guān)重要的作用。筆者認(rèn)為應(yīng)該對(duì)教學(xué)對(duì)象有充分的分析，因課程面向軟件工程專(zhuān)業(yè)大一新學(xué)生開(kāi)設(shè)，所以考慮到一是新生、二是軟件工程專(zhuān)業(yè)這兩大特點(diǎn)，大一新生從有老師嚴(yán)格監(jiān)督下緊張學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)入管理和約束驟減寬松的大學(xué)生活，大部分學(xué)生處于一種懵懂、迷茫的狀態(tài)，這需要有專(zhuān)業(yè)教師給予有效的引導(dǎo)和答疑解惑的人。軟件工程專(zhuān)業(yè)是一門(mén)新興工程性計(jì)算機(jī)技術(shù)專(zhuān)業(yè)，中學(xué)時(shí)代學(xué)生鮮有接觸，進(jìn)入大學(xué)后可能很難適應(yīng)由“自然語(yǔ)言”到“機(jī)器語(yǔ)言”的轉(zhuǎn)變。

綜合上述分析，我系組織專(zhuān)業(yè)教師精心挑選符合學(xué)生實(shí)際教材，遴選清華大學(xué)出版深澤剛主編《JAVA語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》微課版[2]，該本教材優(yōu)點(diǎn)在于每一章節(jié)都制作了微視頻可以掃碼自主學(xué)習(xí)，視頻里展示了程序演進(jìn)的完成過(guò)程，幫助學(xué)生建立邏輯推理思維。微視頻可供學(xué)生課前觀看作為預(yù)習(xí)、課堂有不理解課后繼續(xù)學(xué)習(xí)、便于反復(fù)鞏固復(fù)習(xí)，作為課堂教學(xué)的輔助工具，也能減輕教師的教學(xué)工作負(fù)擔(dān)。我系經(jīng)研究決定對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)四年制學(xué)習(xí)實(shí)行“班主任+導(dǎo)師”制度。這些舉措對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和效率有著很好的促進(jìn)作用。

其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)方面，一方面在理論教學(xué)過(guò)程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)如果純講理論概念知識(shí)，教學(xué)氛圍枯燥乏味，顯然教學(xué)效果欠佳，因此，我系采用前期理論課程中預(yù)留一部分時(shí)間做驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)案例講解和練習(xí)幫助學(xué)生理解相關(guān)概念，同時(shí)充實(shí)了課堂活動(dòng)。

另一方面在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上加強(qiáng)針對(duì)性和趣味性，采用項(xiàng)目導(dǎo)入任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式，將一個(gè)完整大項(xiàng)目分成四個(gè)階段完成，比如最后要完成一個(gè)學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)，第一個(gè)階段完成實(shí)驗(yàn)一，要求完成學(xué)生類(lèi)的聲明、定義、使用，學(xué)生對(duì)象的實(shí)例化方法，構(gòu)造函數(shù)、成員函數(shù)的編寫(xiě)方法，調(diào)試運(yùn)行程序方法。第二個(gè)階段完成實(shí)驗(yàn)二，要求完成實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上增加實(shí)現(xiàn)學(xué)生類(lèi)的封裝編程方法、實(shí)現(xiàn)函數(shù)重載的方法、利用面向?qū)ο缶幊谭椒ǔ醪綄?shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)籍管理方法。每一實(shí)驗(yàn)都是在前一個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上添加功能，最終實(shí)現(xiàn)“學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)”程序設(shè)計(jì)、代碼調(diào)試與測(cè)試等完整系統(tǒng)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排16課時(shí)作為上機(jī)實(shí)驗(yàn)，具體做法：會(huì)提前下發(fā)實(shí)驗(yàn)要求，便于學(xué)生提前做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)工作，節(jié)省實(shí)驗(yàn)用時(shí)，盡可能在實(shí)驗(yàn)課上解決實(shí)驗(yàn)疑問(wèn)。采用將具體項(xiàng)目導(dǎo)入課程教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，以“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”，用明確的任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成實(shí)踐操作，項(xiàng)目導(dǎo)入任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式可培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和提高實(shí)踐編程技能。我系在每學(xué)期期末為面相對(duì)象程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程設(shè)有32課時(shí)的課程設(shè)計(jì)，單獨(dú)成立一門(mén)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程，要求學(xué)生利用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)一個(gè)與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系的系統(tǒng)，可以自由組隊(duì)以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合作形式完成，要求《面向?qū)ο笳n程設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)報(bào)告格式參照學(xué)校畢業(yè)論文規(guī)范寫(xiě)作。激發(fā)學(xué)生的興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，學(xué)生能提前了解畢業(yè)論文的寫(xiě)作規(guī)范。

最后，教學(xué)方式和考核形式改革，一方面，采用教師講授+上機(jī)示范操作相結(jié)合的教學(xué)方式，在講解子模塊知識(shí)內(nèi)容時(shí)現(xiàn)場(chǎng)編輯源代碼、編譯、調(diào)試代碼方式、運(yùn)行、測(cè)試演示給學(xué)生看，這樣做學(xué)生能夠更直觀的領(lǐng)悟知識(shí)要點(diǎn)，從而消除學(xué)生對(duì)代碼的“畏難”心理。另一方面，每周對(duì)學(xué)生做一次學(xué)習(xí)調(diào)查問(wèn)卷，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教學(xué)方式，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主，教師為輔”，給學(xué)生盡可能提供一些實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓更多的學(xué)生參與課堂活動(dòng)，比如互換角色，由教師布置任務(wù)，學(xué)生以小組形式提前做好準(zhǔn)備，課堂上一位同學(xué)負(fù)責(zé)主講，其他隊(duì)員補(bǔ)充。教師聽(tīng)，做最后點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充。這種簡(jiǎn)單的課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式可培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力且利于個(gè)性化發(fā)展。為了體現(xiàn)全面綜合評(píng)價(jià)學(xué)生，必須對(duì)課程考核形式及成績(jī)?cè)u(píng)定進(jìn)行相應(yīng)的改革[3]，提出以下成績(jī)?cè)u(píng)定公式總成績(jī)=平時(shí)考核占比20%，+實(shí)驗(yàn)考核30%+期末考試50%，平時(shí)考核評(píng)價(jià)方式由考勤10%和（課堂表現(xiàn)+課后作業(yè)兩方面）20%，實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)方式是四次上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)完成得分均值，期末考核評(píng)價(jià)方式以筆試考試形式考查對(duì)理論知識(shí)的掌握程度。

4總結(jié)

面向軟件工程專(zhuān)業(yè)的JAVA語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程改革充分考慮了工科專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，教學(xué)切實(shí)做到以“學(xué)生為中心，教師為輔”的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力。通過(guò)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的教學(xué)改革，一方面提高了教師教學(xué)水平，另一方面表現(xiàn)在學(xué)生期末通過(guò)率比改革前高可達(dá)到96.8%，并在2018年、2019年全國(guó)數(shù)學(xué)建模比賽、全國(guó)藍(lán)橋杯等計(jì)算機(jī)技能競(jìng)賽獲得優(yōu)異的成績(jī)。兩年的實(shí)踐證明了該課程改革方案在軟件工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的可行性和有效性。為后續(xù)更好的學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊痰认嚓P(guān)技術(shù)乃至就業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。對(duì)于該課程教學(xué)改革將繼續(xù)與時(shí)俱進(jìn)不斷改革創(chuàng)新進(jìn)行探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜峰，湯偉，賴俊.基于能力培養(yǎng)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)， 2014（4）：126-130.

[2] 深澤剛.Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第三版）[M].清華大學(xué)出版社，2018.

[3] 孫杰，秦建勇，樊春年，等.面向工科專(zhuān)業(yè)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2016（11）：73-75.

【通聯(lián)編輯：王力】