CDIO-OBE 工程教育理念下的Java程序設計課程改革探析

胡桃英 虞娟

摘要：研究首先對傳統(tǒng)的Java程序設計課程進行了分析，發(fā)現(xiàn)其存在理論與實踐脫節(jié)、學生缺乏實際應用能力等問題。根據(jù)CDIO-OBE工程教育理念設計了一套Java程序設計課程改革方案。該方案包括課程案例的重新設定、課程內容的優(yōu)化、教學模式的改進、考核評價方式的創(chuàng)新和完善等。改革方案的實施有效提高了學生的實際應用能力和就業(yè)競爭力，為職業(yè)教育的發(fā)展提供了有益的借鑒和參考。

0 引言

結合學校“十三五”升本計劃，同時響應國家在應用型人才培養(yǎng)方面的號召：將學校建設成高水平應用型大學，重要內容是大力發(fā)展工程教育[1]。同時，為了適應區(qū)域經濟轉型升級需要、提高高校為地方經濟服務力度、提升工程科技人才培養(yǎng)與社會需要對接，需大力深化改革工程教育、推進新工科建設，對于地方高校都將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。為了響應國家在工程教育方面的轉型改革號召，也為了大力推進學校轉型升級應用型本科計劃，同時提高高校培養(yǎng)專業(yè)人才為地方服務的力度，對Java程序設計課程進行有益的改革探究，培養(yǎng)結合社會實際崗位需求的人才顯得尤為重要。

1 Java 程序設計課程現(xiàn)狀分析

Java語言在軟件行業(yè)已經成為應用最多的開發(fā)語言之一，在各大高校中，Java程序設計語言課程也是軟件相關專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程，如軟件技術和移動應用開發(fā)等。但是在日常Java教學過程中，問題也是大量存在的。在程序設計領域，很多人并沒有做到緊密結合工作崗位實踐，僅僅局限于在教學過程中簡單地傳授課程基礎原理。結合本專業(yè)學生實際情況，Java程序設計課程是學生在學習了C語言程序設計課程，具備基本的編程邏輯和能力基礎上，開設的一門培養(yǎng)學生面向對象編程思維能力的理實一體化課程，如果繼續(xù)注重對編程基礎知識的反復講解，就會使學生失去學習興趣。另外，考核方式也過于單一，以考查學生基礎性的程序設計概念為主，未能注意到考查學生的動手操作和項目實戰(zhàn)能力。

針對以上對Java程序設計課程的現(xiàn)狀分析，國內很多高校都在不斷嘗試改進學科的教學模式。引進國內外先進教學模式，結合課程實際展開大規(guī)模改革。其中，以CDIO-OBE的全新教學理念為基礎，相對于眾多教學模式改革中成果顯著。得益于CDIO- OBE教學理念對學生作為整個教學過程核心的用人導向的全面重視。以項目引領為導向，對現(xiàn)有課程的考核標準進行優(yōu)化完善，對工程實踐中出現(xiàn)的疑難問題，鼓勵學生嘗試多種方式進行自主解答。本課程對接專業(yè)人才培養(yǎng)目標，面向Java程序員的工作崗位，培養(yǎng)學生面向對象程序設計和編碼的能力。而以教師為引導，學生為中心，就業(yè)為導向，提升學生綜合能力為目的[2]的CDIO-OBE教學新理念正是Java程序設計課程改革所要達到的目標。故而，本課程改革探究沿用該教學理念，以CDIO為教學模式，OBE為教學理念，融入實際課程教學設計。

高校企業(yè)以及學生之間，缺乏一條相互溝通的連通之路，缺乏有效的溝通交流，而企業(yè)又迫切需要理論與實踐相融合的學生，因此，當前大學畢業(yè)生如何主動適應企業(yè)需求、匹配合理的實踐技能，順理成章地成為 Java 程序設計課程改革的一個研究方向，也是高校的研究重點。為了達到這一目標，主要在Java面向對象程序設計、Java開發(fā)進階、Java Web開發(fā)設計、JavaEE 企業(yè)級開發(fā)四門核心課程上進行了整合探究，建立循序漸進的Java軟件開發(fā)方向的課程群。

Java程序設計課程改革，遵循學生職業(yè)能力培養(yǎng)基本規(guī)律，符合企業(yè)對人才需求的真實工作任務及其工作過程、理論與實踐相融合的學習任務、實際操作能力、職業(yè)能力、就業(yè)能力為目的?；贑DIO-OBE 工程教育模式，選取適合的內容進行教學，注重行業(yè)發(fā)展需要和滿足職業(yè)崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求。

2 CDIO-OBE 工程理念簡介

CDIO-OBE 理念，是指以CDIO（Conceive， Design，Ibmaspeldem Eednutc， aOtiopne）r a的te理） 為念，基來礎指導，結工程合教O育BE的（O教ut學com和e培s-養(yǎng)目標。

CDIO是一種基于工程實踐的教育模式，強調學生在學習過程中要具備的能力和素質，包括：概念、設計、實施和運營。CDIO模式注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、團隊合作能力和實踐能力，使學生能夠在真實的工程環(huán)境中應用所學知識。

OBE是一種以學習成果為導向的教育理念，強調學生在學習過程中要達到的具體目標和能力。OBE 模式注重培養(yǎng)學生的核心能力和綜合素質，使學生能夠具備解決實際問題的能力，并能夠適應社會和行業(yè)的需求。

CDIO-OBE理念的結合，旨在培養(yǎng)具備工程實踐能力和學科知識的工程人才。通過CDIO模式的實踐性教學和OBE模式的學習成果導向，學生能夠在真實的工程項目中進行綜合實踐，同時達到學習目標和培養(yǎng)要求。這種理念的教育模式可以提高學生的綜合能力和創(chuàng)新能力，使他們能夠更好地適應職業(yè)發(fā)展和社會需求。

3 基于CDIO-OBE 工程教育理念Java 程序設計課程改革設計

3.1 創(chuàng)新改革課程內容和課程案例

Java程序設計課程對于面向對象內容知識由淺入深，各章節(jié)相互銜接、前后呼應、循序漸進。主要通過案例講解，詳細地說明了面向對象的繼承、封裝和多態(tài)三大特性。包括初識Java、數(shù)據(jù)類型和表達式、三大程序控制語句、數(shù)組、面向對象、Java常用類、包裝器與集合框架、訪問權限控制、多態(tài)、圖形用戶界面基礎、事件處理、異常處理、I/O（輸入輸出）等。因此，課程包含了更多程序設計的基礎原理，這就導致無法有效地針對性地激發(fā)學生學習的興趣和愛好，從而覺得這門課程的日常學習十分枯燥乏味。另外，Java程序設計是在學生學習了C語言程序設計的基礎上開設的一門鞏固學生設計和編碼能力，培養(yǎng)學生面向對象思維解決問題。因此，課程的基礎語法部分，與C 語言程序設計課程存在部分內容重復，導致學生會認為自己已經學過的東西不愿意重復學習，失去學習應有的興趣。

結合以上對課程內容分析，嘗試改革日常教學的課程內容和課程案例。選取課程教學內容時，應傾向于培養(yǎng)學生的面向對象編程思維，全程貫穿面向對象的三大特性：繼承、封裝和多態(tài)。選取教學案例不僅要全面考慮以上教學設計到的教學知識點，還要遵循一定的標準，案例之間環(huán)環(huán)相扣，循序漸進，同一知識點案例選取的數(shù)量結合學時做到實時適量?？梢酝ㄟ^教學平臺建立案例資源庫，積累教學資源，做到課程教學的可持續(xù)發(fā)展。同時，盡可能把企業(yè)真實案例資源引入課堂教學中，通過校企合作，結合企業(yè)對人才的需求，合理選取教學案例，為學生畢業(yè)后“零距離”就業(yè)打下基礎。例如，計算機維修管理系統(tǒng)的引入，其結構圖如圖1所示。主要根據(jù)系統(tǒng)角色劃分為超級管理員、管理員、教師、學生四大模塊，可以由不同的小組負責四個模塊，各自完成對應的功能。結合教學內容，將計算機維護管理系統(tǒng)合理拆分成若干個階段的子模塊進行開發(fā)[3]，對認領的模塊按照步驟開發(fā)，采用螺旋上升的方式，由各小組自行研發(fā)。

3.2 基于CDIO-OBE工程教育理念，引用項目教學模式

Java程序設計課程的目標是通過該課程的學習能夠讓學生鞏固程序設計編碼能力，掌握Java面向對象的設計和編碼能力，要求學生通過這門課程的學習能夠掌握程序員的編碼規(guī)范，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)，初步具備合格程序員的基本知識和技能。

通過課程目標的分析，以及在CDIO-OBE 工程教學理念的引領下，日常課程教學模式引入了項目驅動教學模式。項目教學模式可以將實踐教學和理論教學有效地融合在一起，達到干中學習、邊干邊學的教學效果[4]。然而，開展項目教學，需要對教師能力有一定的要求。教師除了在學歷和專業(yè)知識上有過硬的條件和能力，同時要求教師能夠有實際開發(fā)經驗，能夠掌握整個項目開發(fā)的流程與掌控項目開發(fā)的進度的能力。同時，可以圍繞Java編程教程涉及的知識點內容，對項目案例進行科學設計。項目引領驅動的教學方法，可以采用分組教學方式，將整個班級劃分成若干個小組，小組由組長和組員組成，人數(shù)5-10 人為宜。教師設定工程探究項目課題，要求各組嘗試自主研發(fā)的手段，以完成課題目標來達成。組長要負責牽頭和協(xié)調班組成員，班組成員合理控制整個項目的工程進度和工期，在密切配合的前提下，確保工程全程完成有較好的計劃性和規(guī)劃性[5]。另外，教師需要對項目進行功能模塊劃分，引領小組負責相應的模塊。每個模塊應當包含項目需求分析、概要設計、詳細設計、編碼、測試、項目評估成效以及維護等完整的軟件開發(fā)生命周期。

3.3 創(chuàng)新完善課程考核方式

根據(jù)課程特點，圍繞知識、技能、素養(yǎng)“三大目標”，制定全方位、多元化評價體系：采用過程階段性考核與期末測評結合的方式作為期末綜合考核?？梢愿鶕?jù)不同的權重，將階段性考核的成績與期末測評的成績進行加權計算，得出最終的評價結果。無論是階段性考核還是期末測評，都應該及時給予學生反饋和指導。教師可以根據(jù)學生的考核結果，給予針對性的建議和指導，幫助學生提高學習效果。通過以上方式結合過程階段性考核與期末測評，可以更全面地評價學生的學習成果，及時發(fā)現(xiàn)和解決學生的學習問題，促進學生的全面發(fā)展。具體考核方式如圖2所示，其中三大目標分別占比多少進行詳細劃分。

知識目標（占比 40%） ：考查學生Java程序設計 理論知識掌握情況。課前包括視頻章節(jié)任務點的學習，話題討論的參與度；課中包括課堂問答、隨堂練習的完成情況；課后包括作業(yè)完成質量以及拓展學習情況。

技能目標（占比 40%） ：通過校企合作，引入工程項目，教師進行模塊劃分，設定分組教學?？疾閷W生在模擬實際工作中運用所學Java基礎知識和技能解決實際問題的能力素養(yǎng)。課前包括項目準備情況，課中包括分組任務完成度，課后采用學習通提交項目系統(tǒng)評分。

職業(yè)素養(yǎng)目標（占比 20%） ：對實際項目完成度的考核，培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)的工匠精神、溝通和團隊協(xié)作等能力。

搭建一個基于CDIO-OBE理念的過程考核評價體系，包括線上和線下混合評價方式。線上評價可以利用超星學習通平臺完成系統(tǒng)自動評價、自我評價、教師評價等。線下評價主要包括：項目驅動模式指導下，需要提交項目文檔、代碼、測試文件、功能說明書等內容以及項目完成度的評估。過程性評價包括課前、課中、課后，在期末綜合測評成績占有一定比例。

4 以就業(yè)為導向，深化校企合作

校企合作對于促進人才培養(yǎng)、推動科技創(chuàng)新、加強產業(yè)對接和促進區(qū)域經濟發(fā)展都具有重要意義。高校校企合作可以通過以下幾種手段實施。

1） 實習和就業(yè)合作：高校與企業(yè)可以建立實習和就業(yè)合作關系，為學生提供實習機會和就業(yè)崗位。企業(yè)可以通過提供實習崗位來培養(yǎng)人才，并與高校合作推薦優(yōu)秀學生就業(yè)。

2） 產學研合作：高校與企業(yè)可以合作開展科研項目，共同解決實際問題和技術難題。雙方可以共同申請科研項目資金，共享研究成果，推動科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展。

3） 人才培養(yǎng)合作：高?？梢愿鶕?jù)企業(yè)需求，開設與企業(yè)相關的專業(yè)課程和培訓班，培養(yǎng)符合企業(yè)需求的人才。企業(yè)可以提供教師實踐基地、實驗設備和教材資源等支持。

4） 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)合作：高校可以與企業(yè)合作開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，共同孵化和培育創(chuàng)業(yè)團隊。企業(yè)可以提供資金、技術和市場資源支持，幫助學生將創(chuàng)意轉化為商業(yè)化產品或服務。

5） 產業(yè)聯(lián)盟合作：高?？梢耘c企業(yè)、政府和其他相關機構共同組建產業(yè)聯(lián)盟，共同推動某一特定產業(yè)的發(fā)展。聯(lián)盟成員可以共享資源、合作研發(fā)、共同推廣市場等，實現(xiàn)產業(yè)鏈的優(yōu)化和協(xié)同發(fā)展。

通過校企合作，可以有效地促進軟件專業(yè)的人才培養(yǎng)。高校更加貼近企業(yè)實際需求，通過與企業(yè)合作開設專業(yè)課程、提供實習機會等方式，培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的高素質人才。這有助于縮小高校畢業(yè)生與企業(yè)用人需求之間的鴻溝，提高畢業(yè)生就業(yè)競爭力。

加強校企合作的強度，學校嘗試借助當?shù)仄髽I(yè)作為學生實踐場所，定期指引學生前往進行短期的實習實訓。我系與當?shù)剀浖@的相關軟件企業(yè)建立長期友好合作關系，定期邀請企業(yè)的軟件相關崗位的工作人員走入校園，參與和優(yōu)化Java程序設計課程內容與案例的制定和設計[6]。通過與企業(yè)合作開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和產業(yè)聯(lián)盟等方式，高校可以幫助企業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，推動新興產業(yè)的發(fā)展，促進就業(yè)和經濟增長。同時，企業(yè)的支持和合作也為高校提供了更多的資源和機會，推動高校的發(fā)展和提升。

5 結束語

本研究主要是針對Java程序設計這一課程進行改革探究?；贑DIO-OBE工程教育理念，引進項目驅動教學模式，改革探究教學內容和案例，優(yōu)化課程考核方式，達到課程教學目標。模擬實際項目開發(fā)掌握軟件開發(fā)的流程，項目需求分析、概要設計、詳細設計、代碼編寫、測試、維護等一系列螺旋式開發(fā)流程。以企業(yè)需求為導向，深化校企合作，校企聯(lián)動，共同推進Java程序設計課程的教學改革和發(fā)展[7]。運用合適的案例進行教學，優(yōu)化后續(xù)課程教學。學生在項目驅動下，不僅掌握課程所需掌握的知識，還掌握了企業(yè)軟件開發(fā)的實際流程，從而可以使學生與企業(yè)無縫銜接。

參考文獻：

[1] 黃淼，王魁祎. 基于CDIO-OBE工程教育模式的Java課程群課程改革[J]. 電腦知識與技術，2017，13（34）：169-170，175.

[2] 徐曉君，劉凱. 基于CDIO-OBE理念的Java程序設計課程教學改革[J]. 電腦知識與技術，2017，13（32）：148-149.

[3] 阿娟. 以企業(yè)需求為導向的Java程序設計課程教學創(chuàng)新與改革思考[J]. 青海師范大學學報（自然科學版），2019，35（4）：82-85.

[4] 史岳鵬，夏晶晶. 高職高?！禞ava程序設計》課程項目驅動一體化教學模式研究[J]. 科技信息，2012（20）：33，35.

[5] 葛斌. CDIO-OBE理念下的Java程序設計課程教學改革探究[J]. 電腦知識與技術，2020，16（3）：126-127.

[6] 朱琳. 基于就業(yè)導向的高職院校課程教學改革策略研究：以《Java程序設計》課程為例[J]. 電腦知識與技術，2022，18（35）：178-180.

[7] 陽珊珊，彭忠全. 基于就業(yè)導向的Java程序設計課程教學改革探析[J]. 現(xiàn)代職業(yè)教育，2021（40）：54-55.

【通聯(lián)編輯：王力】