基于UML的“JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”教學(xué)案例

摘要:本文針對“JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”課程中傳統(tǒng)教學(xué)法存在的弊端，通過“用戶登錄驗證模塊”的教學(xué)案例設(shè)計講解如何采用UML軟件建模來整合課程內(nèi)容、重構(gòu)課程體系。使學(xué)生能夠?qū)⒀酃獠粌H僅拘泥在程序設(shè)計的代碼細節(jié)上，同時也理解軟件工程思想，融會貫通所學(xué)知識為己所用。

關(guān)鍵詞:UML軟件建模;MVC模式;JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計;教學(xué)案例;登錄驗證模塊

1 “JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”課程教學(xué)現(xiàn)狀

針對于當前軟件人才的需求現(xiàn)狀，目前高職院校的軟件專業(yè)開始主要培養(yǎng)面向“軟件藍領(lǐng)”崗位的高技能應(yīng)用型人才，開始注重“面向應(yīng)用，突出能力”，開設(shè)了各種關(guān)于Java的應(yīng)用課程，試圖提高計算機軟件專業(yè)高職生的行業(yè)競爭力。我院也針對市場需求對軟件開發(fā)專業(yè)課程體系進行不斷完善，逐漸形成了一個直接面向軟件企業(yè)Java開發(fā)崗位的系列課程。如Java初級程序設(shè)計、Java高級程序設(shè)計、JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)、Web應(yīng)用程序編碼—Struts、軟件開發(fā)項目實訓(xùn)等。

但如何將這一系列課程有效地進行組織，使培養(yǎng)的學(xué)生能夠更好地適應(yīng)企業(yè)Java軟件開發(fā)崗位的能力需求，是Java課程群要解決的主要問題。以“JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”為例，它是Java課程體系中承上啟下的核心課程，它的教學(xué)效果直接影響到后續(xù)課程的教學(xué)。然而，目前該課程的教學(xué)存在著以下幾點不足，嚴重影響學(xué)生能力的培養(yǎng)。

(1)從課程體系來看，由于高職院校的學(xué)制較短，軟件開發(fā)專業(yè)通常在低年級學(xué)過一門程序語言之后，尚未熟練理解運用，而直接接觸Web 應(yīng)用程序編碼，很多語法和機制難以理解，繼而影響學(xué)習(xí)效果。

(2)從教學(xué)方式來看，仍采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在分析基于Java體系的Web應(yīng)用程序的知識結(jié)構(gòu)時，采用循序漸進地講授一門課程的知識點，學(xué)生按部就班地學(xué)習(xí)知識點的方式，而這種教學(xué)方法過于強調(diào)語法，學(xué)生往往在學(xué)了一堆語法知識點后對如何開發(fā)實際項目還是很茫然。

(3)從市面教材來看，它們有一個共性:純粹的語法，沒有軟件工程思想的體現(xiàn)或是純粹案例項目，卻沒有知識點的體現(xiàn)。

除此之外，開設(shè)此門課程的時間一般在第二學(xué)年上學(xué)期或下學(xué)期，此時學(xué)生已完成了“Java程序設(shè)計”“網(wǎng)頁設(shè)計”“數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計”“計算機網(wǎng)絡(luò)”等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，但每門課程之間相互獨立、割裂。在這種教學(xué)體系下，學(xué)生雖然也可照著教材，或教師指導(dǎo)完成一些小實例或小項目，但是作為整個課程來說，這些實例或小項目是孤立的、彼此沒有聯(lián)系的，課程之間更沒有任何聯(lián)系，對于學(xué)生而言無法理解每門課程在整個課程體系中的地位和作用，學(xué)生掌握的知識也是零散的，不系統(tǒng)的，缺乏對課程體系的整體把握，影響教學(xué)效果。

2 基于UML的“JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”的教學(xué)思路

針對當前教學(xué)過程中存在的現(xiàn)狀，講解“JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”課程不能再以課件為中心，照“屏”宣科。而需盡量保證知識推理過程需板書，老師邊寫邊講，使學(xué)生與教師思想同步。關(guān)鍵知識點上需要使用案例，且所有代碼都在真實的開發(fā)環(huán)境上開發(fā)，通過教師的引導(dǎo)，在師生交互過程中完成編碼工作。

除去關(guān)鍵知識點的講解，針對學(xué)生情況，打破原有的知識分塊模式，遵循先夠用后升華的原則，通過選擇一個常見的網(wǎng)站項目，將具有代表性的任務(wù)貫穿在整個教學(xué)過程中，例如日常實際上網(wǎng)中經(jīng)常使用的功能，如保存cookie、防止用戶非法登錄、驗證碼、網(wǎng)上投票，網(wǎng)絡(luò)購物等。各個知識點沿著項目主線展開，根據(jù)項目的每個模塊整理出相關(guān)的知識點要素，重新組建各個知識環(huán)，環(huán)環(huán)相扣，避免了知識點零散，脫離實際應(yīng)用的弊病。學(xué)生容易理解，易于掌握，同時也清楚明白整個網(wǎng)站構(gòu)建所需的架構(gòu)及其他知識。整個形成一套由點到面、循序漸進的教學(xué)體系。同時針對每個功能模塊的設(shè)計，采用UML來進行這一系列的建模，使學(xué)生能夠?qū)⒀酃獠粌H僅拘泥在程序設(shè)計的代碼細節(jié)上，也能理解軟件工程思想，融會貫通所學(xué)知識為己所用。

3 基于UML的“JSP/Servlet Web應(yīng)用程序設(shè)計”的教學(xué)案例設(shè)計

下面以Java Web網(wǎng)站項目中“用戶登錄驗證模塊”為例，剖析基于UML軟件建模教學(xué)模式的教學(xué)過程實施。

(1)設(shè)計案例，講解前序基本知識——MVC的設(shè)計模式。

首先，需講明MVC設(shè)計模式的基本概念，即Model View Controller，把一個應(yīng)用的輸入、處理、輸出流程按照Model、View、Controller的方式進行分離，這樣一個應(yīng)用被分為三層:模型層、視圖層、控制層。同時簡單闡述MVC模式的處理過程:首先用戶在視圖提供的界面上發(fā)出請求，然后視圖把請求轉(zhuǎn)發(fā)給控制器，控制器調(diào)用相應(yīng)的模型來處理用戶請求，模型進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯處理，并返回數(shù)據(jù)。最后控制器調(diào)用相應(yīng)的視圖來顯示模型返回的數(shù)據(jù)，如圖1所示。

(2)基于MVC模式，展示“登錄驗證模塊”的運行效果，講授案例解決方法，進行引導(dǎo)教學(xué)。

首先，需向?qū)W生展示“登錄驗證模塊”的運行效果。如圖2所示:

之所以采用這個相對簡單案例，是因為很多學(xué)生都對登錄驗證模塊有很強的感性認識，這樣，不需要花很多的時間來理解系統(tǒng)包含的業(yè)務(wù)知識。學(xué)生可著眼于使用UML進行建模的過程，了解系統(tǒng)的開發(fā)過程，綜合利用所學(xué)的各門知識完成編碼設(shè)計。

(3)利用UML軟件建模方法分析設(shè)計“登錄驗證模塊”，設(shè)計其用例模型。

用例模型定義系統(tǒng)做什么，是用來獲取系統(tǒng)需求的有效手段。在這里需指導(dǎo)學(xué)生尋找用例模型中的“參與者”及“用例”，并確定參與者和用例之間的關(guān)系。使用圖3所示的用例圖來描述其關(guān)系。然而使用UML進行系統(tǒng)建模，并非只是意味著畫出UML用例圖，用例文檔說明是同樣重要的，需向?qū)W生講明，同時根據(jù)用例文檔畫出驗證用戶、修改密碼的活動圖如圖4、圖5所示。

(4)指導(dǎo)學(xué)生融匯所學(xué)知識，完成“登錄驗證模塊”的數(shù)據(jù)庫設(shè)計、網(wǎng)站頁面設(shè)計框架。

在完成了用例模型的設(shè)計及活動圖設(shè)計之后，學(xué)生應(yīng)已基本明了“登錄驗證模塊”的需求，可以進行系統(tǒng)設(shè)計，首先完成的是數(shù)據(jù)庫設(shè)計，結(jié)合大一所開設(shè)的數(shù)據(jù)庫課程，選擇合適的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，設(shè)計出用戶表如下:

然后指導(dǎo)學(xué)生，通過網(wǎng)頁設(shè)計工具完成前臺JSP網(wǎng)頁的設(shè)計，有需要時可輔之畫圖軟件及動畫設(shè)計軟件。

(5)利用UML軟件建模方法分析設(shè)計“登錄驗證模塊”，設(shè)計其類圖模型、順序圖模型。

在學(xué)生已明了“登錄驗證模塊”的基本工作流，已完成前臺頁面及后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計之后，結(jié)合之前所講解的MVC模式，進行類圖、順序圖模型設(shè)計。

首先設(shè)計登錄的正常事件流:參與者請求邊界類index.jsp顯示登錄頁面。然后輸入用戶名和密碼并將它們提交給系統(tǒng)。index.jsp請求LoginServlet.java程序控制對象來驗證登錄的事件流。為了滿足這個請求，LoginServlet.java對象請求LoginDAO.java對象來尋找用戶名代表的User對象。一旦LoginDAO.java找到正確的User，就請求它來驗證密碼。LoginServlet.java收到驗證結(jié)果之后，如果這個對象收到了一個驗證通過的結(jié)果，那它就顯示歡迎信息，這個工作流結(jié)束。其順序圖如圖5所示:

最后指導(dǎo)學(xué)生完成“密碼無效的可選事件流”順序圖，“未知用戶的可選事件流”順序圖，“登錄驗證模塊”類圖的設(shè)計。

(6)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)建模設(shè)計進行實際編碼。

在學(xué)生充分理解“登錄驗證模塊”的類圖，順序圖模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合Java的集成工具，進行代碼設(shè)計，在指導(dǎo)學(xué)生進行代碼設(shè)計過程中，注意代碼規(guī)范及設(shè)計原則。設(shè)計出的MyEclipse中的基本框架如下圖7所示:

當整個“用戶登錄”用例功能模塊完成后，可將“密碼修改”用例當成作業(yè)布置給學(xué)生獨立完成，以加深學(xué)生的認識及理解，提高動手能力。

(7)基于“登錄驗證模塊”引導(dǎo)學(xué)生分析比較B/S模式與桌面應(yīng)用模式開發(fā)的異同點。

最后可使用以下圖8示做總結(jié)，并向?qū)W生提出思考性問題:

①當開發(fā)Java桌面應(yīng)用系統(tǒng)時如何使用MVC模式?控制層如何在MVC模式中體現(xiàn)?

②如何將上面的Java Web項目修改最少的代碼，改編成為一個桌面應(yīng)用系統(tǒng)中的“登錄驗證模塊”。

通過登錄驗證模塊的完整實現(xiàn)將低年級所學(xué)習(xí)的各門不同的學(xué)科有效串聯(lián)，避免割裂。但需注意一點，傳統(tǒng)的教學(xué)模式下教師總是按部就班地組織教學(xué)，學(xué)生也只是按部就班地接收。但在真實項目的開發(fā)中，實現(xiàn)同一功能卻有多種方法，故在教學(xué)過程中，要避免通過一味的講解而扼殺了學(xué)生主動思考的能力，在整個項目講解過程中，以劃分好的功能模塊為基礎(chǔ)提出任務(wù)，引入“啟發(fā)式”教學(xué)法，深入分析任務(wù)，特別是對任務(wù)中涉及的相關(guān)知識進行分析引入，讓學(xué)生能在掌握相關(guān)知識的基礎(chǔ)上完成任務(wù)，但是不能拘泥于任務(wù)給出的功能，引導(dǎo)鼓勵學(xué)生通過分析、討論、比較進行創(chuàng)新。

參考文獻

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