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      基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的Java綜合實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革研究

      2023-07-10 05:21:54龍丹劉欣楊呈永
      電腦知識(shí)與技術(shù) 2023年14期
      關(guān)鍵詞:案例設(shè)計(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式

      龍丹 劉欣 楊呈永

      關(guān)鍵詞:應(yīng)用型人才培養(yǎng);Java 技術(shù);綜合實(shí)訓(xùn)課程;案例設(shè)計(jì);CDIO 模式

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

      文章編號(hào):1009-3044(2023)14-0131-03

      1 前言

      隨著“雙一流”計(jì)劃的推進(jìn),提升課程質(zhì)量,引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)理論進(jìn)行課程建設(shè),成了高校教學(xué)改革的方向。應(yīng)用型人才是指能將專業(yè)知識(shí)和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會(huì)實(shí)踐的一種專門的人才類型。應(yīng)用型本科院校學(xué)生的培養(yǎng),既不同于研究型高校,又不同于高職高專類院校[1],介于工程研究型和技能應(yīng)用型之間,其培養(yǎng)原則是堅(jiān)持理論科學(xué)教育與實(shí)踐訓(xùn)練并重,還注重學(xué)生的后續(xù)發(fā)展??紤]到社會(huì)對(duì)應(yīng)用型高校軟件人才的需求,集中在掌握某種熟練編程語(yǔ)言的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)類的軟件工程師,并要求其具備良好的職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作能力。因此,應(yīng)用型本科院校所培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具有一定基礎(chǔ)的專業(yè)理論知識(shí),同時(shí),需具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,并能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析新情況,解決新問(wèn)題[2]。

      Java 是一門優(yōu)秀的編程語(yǔ)言,具有四個(gè)顯著特點(diǎn):1)簡(jiǎn)單易用。只需掌握一些基本的語(yǔ)法和概念,就可以實(shí)現(xiàn)一些可用的應(yīng)用程序;2)跨平臺(tái)??赏ㄟ^(guò)Java 虛擬機(jī)(JVM,Java Virtual Machine)實(shí)現(xiàn)在Win?dows、Linux等不同操作平臺(tái)上的運(yùn)行;3)面向?qū)ο蟆ava將現(xiàn)實(shí)世界中的事物抽象成對(duì)象,對(duì)象是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的核心;4)可靠安全。由于Java經(jīng)常會(huì)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,故Java也提供了相應(yīng)的安全防護(hù)機(jī)制保障程序的正常運(yùn)行。因此,Java受到廣大IT行業(yè)從業(yè)者的歡迎,并在行業(yè)和企業(yè)信息化、電子政務(wù)及辦公自動(dòng)化、嵌入式設(shè)備及消費(fèi)類電子產(chǎn)品和輔助教學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用空間,在各行各業(yè)進(jìn)行數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中占有主導(dǎo)的地位。

      目前,國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都開設(shè)了Java 的相關(guān)課程,例如,本校開設(shè)了Java 程序設(shè)計(jì)、JSP+JavaEE (Web)網(wǎng)站程序設(shè)計(jì)、Java EE項(xiàng)目開發(fā)及應(yīng)用等,從事與Java技術(shù)相關(guān)的軟件開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)是當(dāng)前本科高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生的一個(gè)就業(yè)熱點(diǎn),如何更好地讓學(xué)生掌握J(rèn)ava技術(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題成為教學(xué)中的重中之重。綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)將以前置課程知識(shí)內(nèi)容為基礎(chǔ),并加以綜合運(yùn)用,以學(xué)生的動(dòng)手操作實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心。通過(guò)綜合實(shí)訓(xùn),在“學(xué)中做,做中學(xué)”,實(shí)現(xiàn)將理論知識(shí)從“我懂得”到“我用會(huì)”的跳躍,讓學(xué)生掌握理論與實(shí)踐相結(jié)合的知識(shí)體系,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng),這一過(guò)程,亦是提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的有效途徑。

      2 當(dāng)前教學(xué)存在的問(wèn)題

      Java+SQL綜合信息管理系統(tǒng)開發(fā)實(shí)訓(xùn)(以下簡(jiǎn)稱Java綜合實(shí)訓(xùn))為期3學(xué)周,是本校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課,目的是綜合運(yùn)用Java技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和軟件工程理論等完成軟件的開發(fā)與調(diào)試,從而提升學(xué)生軟件應(yīng)用開發(fā)能力。該實(shí)訓(xùn)課程的先修課程是Java程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用等課程,在與實(shí)訓(xùn)最為緊密的Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)中,圍繞Java的基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和事件處理三大塊核心領(lǐng)域,對(duì)Java的基本數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式和語(yǔ)句、類與對(duì)象、子類與繼承、接口與實(shí)現(xiàn)、內(nèi)部類與異常類、常用實(shí)用類、組件及事件處理、輸入和輸出流、BC與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)、Java多線程機(jī)制、Java網(wǎng)絡(luò)編程等內(nèi)容進(jìn)行了細(xì)致講解。原有實(shí)訓(xùn)存在以下不足之處:1)部分教師未能將課程發(fā)展觀應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,致使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展脫節(jié);2)在原有要求中,只是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的對(duì)Java技術(shù)和相關(guān)軟件理論的應(yīng)用,但缺少進(jìn)行軟件開發(fā)過(guò)程中,對(duì)分析和設(shè)計(jì)方面的能力培養(yǎng),學(xué)生的工程意識(shí)不強(qiáng);3)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí),第一反應(yīng)不是自主地分析思考,而是過(guò)度依賴?yán)蠋熃獯穑?)缺少語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng),“閉門造車”的情形比比皆是;5)偏重結(jié)果輕視過(guò)程,致使學(xué)生在需求發(fā)生變更時(shí),無(wú)從下手。因此,對(duì)Java綜合實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行教學(xué)改革是必要的,也是必需的。

      3 課程改革方案

      由于Java綜合實(shí)訓(xùn)課程是一門綜合實(shí)訓(xùn)類課程,具有實(shí)踐性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多、擴(kuò)展性廣等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高學(xué)生使用Java語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的能力,課程組應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求,以及從精通Java技術(shù)、熟練掌握數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)SQL語(yǔ)句、存儲(chǔ)過(guò)程和觸發(fā)器等功能應(yīng)用、了解軟件工程思想與軟件設(shè)計(jì)開發(fā)流程、有較好團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通交流能力等崗位需求入手,對(duì)課程目標(biāo)、基本要求、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程和考核方式進(jìn)行了改革,引入CDIO模式,培養(yǎng)學(xué)生在交流溝通、團(tuán)隊(duì)合作以及時(shí)間管理等方面的職業(yè)素養(yǎng),從而更好地提升學(xué)生的工程意識(shí)和工程能力[3-5]。實(shí)訓(xùn)的整體流程如圖1所示。

      3.1 課程目標(biāo)和基本要求

      根據(jù)改革的要求,本課程的目標(biāo)在原有的提升學(xué)生使用Java語(yǔ)言進(jìn)行編程的基礎(chǔ)上,設(shè)置讓學(xué)生“跳一跳,夠得著”的實(shí)訓(xùn)難度,增加了采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并使用開發(fā)工具(IDEA)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)的能力的目標(biāo)要求。此外,本門課程的基本要求調(diào)整為:1)要求學(xué)生能用Java語(yǔ)言環(huán)境針對(duì)自己所選擇的課題結(jié)合實(shí)際的業(yè)務(wù)和操作流程進(jìn)行詳細(xì)的需求分析,要求符合軟件工程學(xué)的規(guī)律;2)能在需求分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要求給出相應(yīng)的ER模型、邏輯模型;3)要求軟件系統(tǒng)的界面簡(jiǎn)潔友好,功能完整;4)需要進(jìn)行必要的測(cè)試,并給出一定的測(cè)試用例;5)根據(jù)自己的軟件系統(tǒng)和各階段的成果,完成能清晰表達(dá)個(gè)人成果和觀點(diǎn)的綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

      3.2 實(shí)訓(xùn)案例設(shè)計(jì)

      根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求和Java開發(fā)工程師所對(duì)應(yīng)的崗位需求,實(shí)訓(xùn)題目以案例的形式給出,案例由指導(dǎo)老師設(shè)計(jì),案例的題目主要分為兩個(gè)大類:管理類軟件和游戲類軟件[6]。管理類軟件主要是開發(fā)一個(gè)小型管理系統(tǒng),該管理系統(tǒng)以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、查、改為主要操作,如學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、超市銷售系統(tǒng)、個(gè)人記賬系統(tǒng)等,將Java技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)理論進(jìn)行了結(jié)合,為后續(xù)進(jìn)行Java Web的進(jìn)階開發(fā)打下基礎(chǔ)。游戲類軟件主要是推箱子游戲、彈球小游戲等,在游戲制作過(guò)程,通常以圖形界面編程為核心,需引入數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以存儲(chǔ)游戲過(guò)程中的必要數(shù)據(jù),以小游戲作為項(xiàng)目,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

      3.3 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

      1)引入情景式教學(xué)法

      情境式教學(xué)法指的是充分利用形象、創(chuàng)設(shè)以形象為主體的生動(dòng)具體的場(chǎng)景,從而引起學(xué)生的態(tài)度體驗(yàn),激起學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒,把認(rèn)知活動(dòng)和情感活動(dòng)結(jié)合起來(lái)的一種教學(xué)模式,即把對(duì)知識(shí)和技能的使用放到應(yīng)用情景中[7]。情境教學(xué)法的核心在于激發(fā)學(xué)生的情感。情境教學(xué)是在對(duì)社會(huì)和生活進(jìn)一步提煉和加工后才影響于學(xué)生的。例如,在學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中,創(chuàng)建相關(guān)的情境,安排不同的學(xué)生,分別扮演學(xué)生、老師和管理員的角色,并進(jìn)行相關(guān)的業(yè)務(wù)操作,從而對(duì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的業(yè)務(wù)對(duì)象、業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)流程有深入的理解。

      2)引入CDIO模式

      教學(xué)過(guò)程中還引入了CDIO模式,CDIO模式是國(guó)際工程教育改革的新型成果,該模式致力于“項(xiàng)目教學(xué)”“做中學(xué)”等新型教育模式,是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究團(tuán)隊(duì)自2000年起,經(jīng)過(guò)4年探索研究的產(chǎn)物。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)行(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體。構(gòu)思(C)階段是根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的需求描述信息,撰寫需求分析文檔;設(shè)計(jì)(D)階段是根據(jù)需求分析文檔的內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)和功能;實(shí)施(I)階段是根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果和界面要求,用Java實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能;運(yùn)作(O)階段是根據(jù)軟件的功能需求運(yùn)行系統(tǒng),通過(guò)軟件測(cè)試方法,驗(yàn)證軟件功能和界面跳轉(zhuǎn)是否符合既定要求。

      實(shí)訓(xùn)改革中通過(guò)引入CDIO模式,強(qiáng)化了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),形成了任務(wù)內(nèi)容具體化、教師指導(dǎo)個(gè)性化、學(xué)生交流多元化的教學(xué)特色。為確保實(shí)訓(xùn)過(guò)程的順利進(jìn)行,要求學(xué)生在進(jìn)行每一階段,均需生成相應(yīng)的文檔(如表1所示),指導(dǎo)老師對(duì)每個(gè)階段的文檔進(jìn)行審核,作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的主要評(píng)分依據(jù)。

      3)對(duì)標(biāo)工作崗位能力的場(chǎng)景設(shè)計(jì)

      根據(jù)在近幾年在上海、杭州、廣州、南寧、桂林等地的計(jì)算機(jī)行業(yè)企業(yè)進(jìn)行專業(yè)調(diào)研時(shí),企業(yè)對(duì)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流等職業(yè)素養(yǎng)方面的反饋,結(jié)合企業(yè)對(duì)Java技術(shù)工作崗位能力的要求,為學(xué)生設(shè)計(jì)工作場(chǎng)景,多角度培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。除了在前述環(huán)節(jié)中安排學(xué)生進(jìn)行角色的扮演,還安排學(xué)生在不同的組中承擔(dān)不同的角色,例如,在A組中,參與進(jìn)行需求分析等業(yè)務(wù)的討論,在B組中,參與功能模塊分析的討論,在C組中,參與詳細(xì)設(shè)計(jì)的討論,在D組中,參與測(cè)試的討論。這樣,通過(guò)大量交流和溝通,可以增加學(xué)生的課程參與程度,也增加了學(xué)生在完成自己的實(shí)訓(xùn)題目時(shí)思考的寬度與廣度。

      4)考核方案

      Java綜合實(shí)訓(xùn)考核方式考慮多方面的因素,最終的總評(píng)成績(jī)包括了學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)、考核成績(jī)和實(shí)訓(xùn)報(bào)告成績(jī)?nèi)髩K,其中,學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)包含了學(xué)生在任務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中與他人交流的情況、協(xié)作情況等;考核成績(jī)由指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一單獨(dú)考核,學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)成果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及細(xì)節(jié)進(jìn)行答辯,答辯形式不限,但要求內(nèi)容是實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的完成情況、問(wèn)題解決的情況、實(shí)訓(xùn)體會(huì)等,從而了解學(xué)生對(duì)Java技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和軟件工程理論等知識(shí)的掌握和熟悉程度,并作為實(shí)訓(xùn)成績(jī)的主要依據(jù);實(shí)訓(xùn)報(bào)告則重點(diǎn)考核學(xué)生的文檔撰寫能力。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      本文提出的改革模式已在本校信息工程學(xué)院進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,CDIO工程教育理念也非常符合社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求,通過(guò)綜合實(shí)訓(xùn)改革,學(xué)生逐漸變得敢說(shuō)、敢辯,使用Java分析和解決計(jì)算機(jī)應(yīng)用問(wèn)題的能力得到提升,項(xiàng)目實(shí)踐能力也得到了提升。改革的效果在以賽促學(xué)方面得到顯著體現(xiàn),近三年來(lái),學(xué)生在藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽中獲廣西省區(qū)級(jí)一等獎(jiǎng)以上獎(jiǎng)項(xiàng)近30項(xiàng)。

      在“雙一流”建設(shè)的大背景下,如何提高Java技術(shù)應(yīng)用人才的培養(yǎng)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)模式中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題,實(shí)踐類課程的教學(xué)已成為培養(yǎng)學(xué)生提升實(shí)踐能力的主要途徑。雖然,文中所述的Java綜合實(shí)訓(xùn)改革取得了良好的成果,但依然存在著不足之處,比如,校企合作不夠深入[8],未能及時(shí)將企業(yè)的案例項(xiàng)目及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,未能在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)安排企業(yè)一線軟件開發(fā)人員參與指導(dǎo)等。隨著新理念和新手段的不斷深度引入與融合,實(shí)訓(xùn)改革將會(huì)持續(xù)進(jìn)行,實(shí)訓(xùn)內(nèi)容將不斷進(jìn)行調(diào)整,教師教學(xué)水平也會(huì)不斷提升,以便更好更快地適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,為國(guó)家培育高質(zhì)量應(yīng)用型人才。

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