程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言學(xué)習(xí)與軟件工程能力有效融合教學(xué)模式研究

王穎

樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系 四川 樂(lè)山 614000

引言

Java是目前市面上應(yīng)用場(chǎng)景最廣泛的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，它是一款面向?qū)ο蟮母呒?jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有學(xué)習(xí)入門簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、應(yīng)用面廣，就業(yè)需求巨大的特點(diǎn)。在我國(guó)各大高校的計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、軟件開發(fā)、人工智能等相關(guān)專業(yè)均開設(shè)有該門課程。但長(zhǎng)期以來(lái)，各高校程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)往往都只從語(yǔ)言本身出發(fā)，重點(diǎn)教學(xué)語(yǔ)法，再進(jìn)一步教算法，學(xué)生在學(xué)習(xí)Java語(yǔ)言后，即使掌握了Java語(yǔ)言的基本語(yǔ)法，具備一定Java程序開發(fā)思想及開發(fā)技巧，但在面臨實(shí)際軟件項(xiàng)目，特別是與工程項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，仍存在較為嚴(yán)重的理論與實(shí)踐脫節(jié)的問(wèn)題。導(dǎo)致我國(guó)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生普遍存在動(dòng)手能力差的問(wèn)題,難以滿足用人單位的需求[1]。

目前很多高校相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生存在兩大不足：一種是知識(shí)停留在紙面能力，學(xué)了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言缺乏動(dòng)手能力無(wú)法編寫軟件，二是理論和實(shí)踐結(jié)合運(yùn)用能力差，能夠編寫小的應(yīng)用，但是沒(méi)有工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，到崗后無(wú)法直接勝任工作，還需要再培訓(xùn)或較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)。對(duì)于側(cè)重培養(yǎng)理論研究型人才的普通高校的學(xué)生，這種情況尚可以理解。但高職院校學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)本就側(cè)重于學(xué)生畢業(yè)即可上崗，強(qiáng)調(diào)學(xué)生擁有一技之長(zhǎng)及較強(qiáng)動(dòng)手能力，而且這本也是高職院校畢業(yè)生與普通本科院校畢業(yè)生在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)的主要優(yōu)勢(shì)。因此比普通高校學(xué)生具備更強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力，更直接的操作運(yùn)用技能就顯得尤為重要。在某些時(shí)候，高職院校課程體系安排上還可以通過(guò)減少理論課程學(xué)習(xí)占比，提高工程實(shí)踐課程的占比，做到一切以實(shí)踐出發(fā)，與工程應(yīng)用行業(yè)內(nèi)容緊密結(jié)合，最終達(dá)到高職院校學(xué)生畢業(yè)就能上崗，用人單位拿來(lái)就能用的教學(xué)目的。這都要求學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間就必須將工程實(shí)踐真正融入平時(shí)教學(xué)中。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)里面的軟件工程就是一門專門研究用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件的課程，這門課程強(qiáng)調(diào)軟件開發(fā)的工程性，通過(guò)讓學(xué)生了解軟件需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試、軟件維護(hù)和軟件項(xiàng)目管理等內(nèi)容，達(dá)到培養(yǎng)能夠從事軟件開發(fā)、測(cè)試和軟件項(xiàng)目管理的高級(jí)專門人才。將軟件工程課程直接融入Java程序設(shè)計(jì)課程中，同時(shí)融會(huì)貫通兩門課程，將極大提高學(xué)生的項(xiàng)目綜合工程能力，緊跟社會(huì)工程項(xiàng)目方法，畢業(yè)以后就能直接上崗，從而達(dá)到真正提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到提升學(xué)生就業(yè)率的目的。

1 軟件開發(fā)課程教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前本院已經(jīng)開設(shè)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程教學(xué)包括了Java、Python、C語(yǔ)言等多種高級(jí)語(yǔ)言，均采用項(xiàng)目化教學(xué)方法。項(xiàng)目化教學(xué)法就是教師將需要解決的問(wèn)題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生以小組協(xié)作的方式共同制訂計(jì)劃，共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目[2]。采用項(xiàng)目化教學(xué)法，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性[3]。但我們目前的教學(xué)方式局限于根據(jù)知識(shí)點(diǎn)不同，將項(xiàng)目的某模塊的開發(fā)引入其中，而沒(méi)有讓學(xué)生完整經(jīng)歷一個(gè)軟件工程開發(fā)的全壽命周期。所謂的項(xiàng)目化，其實(shí)質(zhì)只是讓學(xué)生完成了的一個(gè)項(xiàng)目工程的某個(gè)片段。學(xué)生并沒(méi)有經(jīng)歷從需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、軟件測(cè)試等全工程流程。相當(dāng)于運(yùn)用了作坊式的技術(shù)來(lái)學(xué)習(xí)了程序設(shè)計(jì)構(gòu)建某個(gè)小的應(yīng)用而已，但卻沒(méi)有實(shí)踐過(guò)現(xiàn)代工業(yè)化的工程化軟件開發(fā)模式，到企業(yè)也是不能滿足企業(yè)的用人需求。企業(yè)反應(yīng)剛畢業(yè)的學(xué)生不能立馬轉(zhuǎn)換為勞動(dòng)力?，F(xiàn)在也有一些其他院校開設(shè)了軟件工程課程，但也僅僅是單純將軟件工程課程作為一門獨(dú)立課程開設(shè)，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程與軟件開發(fā)課程各自獨(dú)立存在并無(wú)交集，學(xué)生學(xué)習(xí)以后反映無(wú)法將二者有效結(jié)合，沒(méi)有真正理解到軟件工程的精髓，實(shí)際運(yùn)用情況并不理想，對(duì)軟件工程理解不夠深入，無(wú)法學(xué)以致用。如何將這兩者有效融合入實(shí)踐教學(xué)中，將兩個(gè)學(xué)科融會(huì)貫通，是提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的關(guān)鍵。

2 Java程序設(shè)計(jì)課程與軟件工程相結(jié)合的項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐

2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

本院物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)開設(shè)的《Java程序設(shè)計(jì)下》課程，是建立在《Java程序設(shè)計(jì)上》課程學(xué)習(xí)之后的應(yīng)用實(shí)踐課程。和其前導(dǎo)課程相比，課程重點(diǎn)不再是理論基礎(chǔ)知識(shí)，也不僅僅是代碼編寫，而更強(qiáng)調(diào)Java語(yǔ)言在軟件生產(chǎn)開發(fā)當(dāng)中的實(shí)際運(yùn)用。以這門課程作為軟件工程與Java程序設(shè)計(jì)課程相融合的教學(xué)改革研究的試點(diǎn)課程就很恰當(dāng)，并具有很高的試點(diǎn)意義。當(dāng)前《Java程序設(shè)計(jì)下》課程主要還是采用傳統(tǒng)的基于項(xiàng)目化的教學(xué)方式，將知識(shí)點(diǎn)拆分為若干實(shí)際項(xiàng)目讓學(xué)生完成，這雖然有利于學(xué)生更牢固掌握單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但在實(shí)際的企業(yè)軟件開發(fā)工程中，不論使用哪種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)都不會(huì)僅僅只做代碼開發(fā)，都會(huì)運(yùn)用軟件工程中的軟件分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、軟件測(cè)試，完成全套的開發(fā)流程，形成大量的工程文檔，擁有大量的固定的工程應(yīng)用模式。因此如果學(xué)完整個(gè)Java程序設(shè)計(jì)課程，學(xué)生水平仍然只停留在對(duì)代碼編寫的認(rèn)知，后續(xù)進(jìn)入公司后，學(xué)生仍需花大力氣繼續(xù)學(xué)習(xí)軟件工程相關(guān)內(nèi)容。只有獲得了軟件工程和Java程序設(shè)計(jì)能力相結(jié)合的實(shí)踐能力，才能讓我們學(xué)生擁有進(jìn)入軟件公司就能直接勝任軟件開發(fā)崗位的工作水平。因此在《Java程序設(shè)計(jì)下》課程現(xiàn)有的教學(xué)項(xiàng)目里融入運(yùn)用軟件工程進(jìn)行開發(fā)的要求，是對(duì)現(xiàn)有項(xiàng)目化教學(xué)的進(jìn)一步提升，是提高我們學(xué)生的綜合技術(shù)能力、競(jìng)爭(zhēng)力、快速上崗能力的必要性改革。

我們通過(guò)將兩個(gè)入學(xué)成績(jī)水平相近的教學(xué)班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在《Java程序設(shè)計(jì)下》課程中進(jìn)行區(qū)別教學(xué)，然后進(jìn)行教學(xué)效果的綜合比對(duì)評(píng)測(cè)，用數(shù)據(jù)論證兩種教學(xué)方法誰(shuí)更能提升學(xué)生動(dòng)手能力。一種是在傳統(tǒng)項(xiàng)目化教學(xué)為基礎(chǔ)再結(jié)合軟件工程運(yùn)用的試點(diǎn)教學(xué)班我們命名為A班。作為對(duì)照，我們將只采用傳統(tǒng)項(xiàng)目化教學(xué)的班命名為B班。A班46個(gè)人，B班47個(gè)，人數(shù)接近，學(xué)生均為同一年級(jí)屬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)二年級(jí)學(xué)生，已有學(xué)習(xí)知識(shí)結(jié)構(gòu)都接近。都在上一學(xué)期完成了《Java程序設(shè)計(jì)上》的課程學(xué)習(xí)，但都未接觸過(guò)軟件工程課程基礎(chǔ)。

2.2 具體要求

在課程教學(xué)初期，就向?qū)W生說(shuō)明本門課程教學(xué)需要達(dá)到的目標(biāo)，讓學(xué)生做到心中有數(shù)，并將本學(xué)期的項(xiàng)目要求以任務(wù)書形式下發(fā)給A、B兩個(gè)班級(jí)學(xué)生，由學(xué)生自主完成項(xiàng)目的選擇和分工。讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)總體的建設(shè)目標(biāo)。

2.2.1 給兩個(gè)班學(xué)生提供相同的9個(gè)項(xiàng)目去選擇，也允許學(xué)生依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自擬符合要求的其他項(xiàng)目。

2.2.2 要求學(xué)生每3至5人組成一個(gè)項(xiàng)目小組。每個(gè)班分為11個(gè)項(xiàng)目小組，每個(gè)小組設(shè)組長(zhǎng)一名，項(xiàng)目所有文檔代碼由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)收集管理和上報(bào)。

2.2.3 小組內(nèi)人員具體分工由組員協(xié)商決定，由項(xiàng)目小組組長(zhǎng)上報(bào)小組項(xiàng)目選題及組員分工情況。

2.2.4 本門課程一共48學(xué)時(shí)。

2.2.5 最后每個(gè)小組推選一名成員進(jìn)行項(xiàng)目展示。

2.3 項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程

2.3.1 A班項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程。在下發(fā)項(xiàng)目任務(wù)要求時(shí)，穿插軟件工程的內(nèi)容，并對(duì)項(xiàng)目開發(fā)提出具體的要求。每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求提交不同的工程文檔成果，利用文檔提交時(shí)間來(lái)嚴(yán)格約束軟件項(xiàng)目的工程進(jìn)度。在第8學(xué)時(shí)前要求提交軟件需求說(shuō)明書，在第16學(xué)時(shí)前要求提交軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，在第30學(xué)時(shí)前進(jìn)行軟件編碼，在第38學(xué)時(shí)前提交系統(tǒng)測(cè)試說(shuō)明書，在第46學(xué)時(shí)前進(jìn)行最終成果提交并分組展示項(xiàng)目成果。每個(gè)階段文檔的形成有效控制了軟件開發(fā)的質(zhì)量和進(jìn)度。同時(shí)在每個(gè)階段初期插入講解一定軟件工程的內(nèi)容，但因課時(shí)有限，要求學(xué)生課后需自學(xué)老師沒(méi)有講到的軟件工程課程內(nèi)容。一方面老師起到了點(diǎn)撥的作用，另一方面學(xué)生也提高自學(xué)能力。

2.3.2 B班項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程。沿用舊的教學(xué)模式，單純進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐教學(xué)，根據(jù)課程進(jìn)度進(jìn)行開發(fā)推進(jìn)，最終在第46學(xué)時(shí)進(jìn)行成果提交并分組展示項(xiàng)目成果。兩個(gè)班均可以在課后與老師利用聊天軟件實(shí)時(shí)溝通開發(fā)技術(shù)方法和知識(shí)。

2.4 實(shí)踐結(jié)果

A班設(shè)置11個(gè)開發(fā)小組，其中有8個(gè)開發(fā)小組完成全部項(xiàng)目?jī)?nèi)容：軟件工程文檔（含需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書）與源代碼開發(fā)，軟件開發(fā)進(jìn)度與質(zhì)量均較好，余下3個(gè)開發(fā)小組僅完成軟件工程文檔的編寫，未實(shí)現(xiàn)代碼開發(fā)。

B班設(shè)置11個(gè)開發(fā)小組，其中有5個(gè)開發(fā)小組完成代碼編寫，軟件項(xiàng)目質(zhì)量一般，均未提供軟件文檔。余下6個(gè)開發(fā)小組未完成源代碼開發(fā)。具體成績(jī)考核如表1所示。

表1 成績(jī)考核對(duì)比表

由考核結(jié)果可以看出：采用將軟件工程融合項(xiàng)目教學(xué)的A班優(yōu)秀人數(shù)雖比B班少2人，但80-89分階段的學(xué)生人數(shù)占比很高，占班級(jí)總?cè)藬?shù)的76%，遠(yuǎn)超過(guò)B班在這一分段的學(xué)生人數(shù)。A班實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)成果，其設(shè)計(jì)基本能覆蓋所有需求、軟件可讀性更強(qiáng)、運(yùn)行效率更高，整體成果質(zhì)量?jī)?yōu)于B班，且A班班級(jí)平均成績(jī)也高出B班2分，可見這種新型教學(xué)方式對(duì)于全面提升全班軟件開發(fā)的綜合水平、提升整體學(xué)習(xí)效果確有顯著作用。在實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)，僅僅采用項(xiàng)目化教學(xué)的B班存在從網(wǎng)上復(fù)制代碼的情況。而A班因?yàn)橛熊浖こ涛臋n的要求大量精力在撰寫文檔上面，反而未發(fā)現(xiàn)復(fù)制代碼的狀況。

采用軟件工程融合教學(xué)的A班學(xué)生反饋，對(duì)軟件開發(fā)的工程項(xiàng)目應(yīng)用有了一定的認(rèn)識(shí)，基本摸清軟件開發(fā)全流程，對(duì)未來(lái)自己的發(fā)展方向有了較明確的目標(biāo)，自己也有了自學(xué)的方向。單純采用項(xiàng)目化教學(xué)的B班學(xué)生反映，對(duì)工程項(xiàng)目過(guò)程還是一頭霧水，拿到一個(gè)項(xiàng)目仍猶如無(wú)頭蒼蠅，感覺(jué)無(wú)從下手，今后畢業(yè)到單位還需要培訓(xùn)才能勝任工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目化教學(xué)的課程教學(xué)手段已經(jīng)在高職院校施行多年。在軟件開發(fā)類課程教學(xué)中我們一直以來(lái)采用以項(xiàng)目為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)，這一改革曾經(jīng)一度使我們的學(xué)生實(shí)踐能力上了一個(gè)臺(tái)階。但目前，學(xué)生在應(yīng)對(duì)工程化的項(xiàng)目開發(fā)時(shí)因?yàn)槿狈浖こ讨R(shí)的支撐，導(dǎo)致還存在一定理論實(shí)踐脫節(jié)的情況出現(xiàn)，學(xué)生普遍反映在單獨(dú)學(xué)習(xí)Java程序設(shè)計(jì)和單獨(dú)學(xué)習(xí)軟件工程課程均缺乏深入的理解或工程實(shí)踐能力，學(xué)生往往在上崗后還需要較長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)。由此得知現(xiàn)有的教學(xué)模式在這方面是有所缺失，需要進(jìn)一步的改進(jìn)提升。

通過(guò)上述研究實(shí)踐，將程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)與軟件工程能力有效融合的教學(xué)新模式除了填補(bǔ)了目前高校在此領(lǐng)域研究的不足，也能有效提高高職院校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生項(xiàng)目工程開發(fā)能力，從而提升他們的整體動(dòng)手能力，最終達(dá)到提高職院校學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。