開源項目下Java語言課程體系的改革與實踐

摘 要：文章主要介紹了基于Oracle公司開源項目下Java語言課程的整體課程體系的設計，旨在原有基礎上進一步提高教學質量和效果，更好地把理論和實踐有機地結合起來，以滿足當前產業發展對創新型工程人才的需求。該課程體系改革的主要內容有新型關聯一體化課程設置、分層次分角色集成化課程教學方法、結合開源項目開發并演示軟件產品和新型考核方法的建立。自2012年初實施以來，該課程體系的實踐得到了師生的認可，激發了學生的興趣，在實踐中取得了較好的成效。

關鍵詞：開源項目 課程體系 課程設置

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）03-145-02

一、引言

Java技術的開源社區產生了許多有價值的開源項目，并且培養了一大批優秀的大師級編程專家。開源項目有利于學生動手能力和合作精神的培養。開源項目采用“集體開發”、“合作創新”和“技術共享”的模式，通過來自底層志愿者的自下而上創新體系進行軟件的開發。針對軟件工程專業的學生將來選擇IT行業就業，編程能力、團隊協作能力、項目分析能力等尤為重要。為此，基于開源項目下要完善《Java語言程序設計》課程的整體課程體系的設計，可以在原有基礎上進一步提高教學質量和效果，更好的把理論和實踐有機的結合起來，以滿足當前產業發展對創新型工程人才的需求。

《Java語言程序設計》課程是我校計算機軟件工程專業的一門專業基礎課程，該課程的教學目標是讓學生掌握面向對象的編程思想，并能夠獨立完成項目的開發，但以往的教學實踐表明，很多學生學完課程后并不能很好的應用到實際產品項目的開發中。要達到預期教學目標，提高學生的實踐應用能力，結合開源項目完善《Java語言程序設計》課程體系的設計應該是改革的途徑之一。

二、應用價值

Oracle公司推出的Java的開源社區是最活躍的社區，這些社區產生了很多有價值的開源項目，像企業開發項目流行的Apache Tomcat Server、ant、Eclipse、JBoss、Struts等，在Java技術中采用開源項目按照軟件工程思想把某一項目展開并貫穿于整個Java課程體系及教學中，可以切實的讓學生看到學習Java語言課程究竟可以實現什么，項目打包后的運行效果是什么，如何去開發一個企業的真實項目，更好地應用啟發式教學讓學生明確自己的位置。

將開源項目應用于教學，最早是起源于美國，后盛行于德國，尤其更適合于軟件學院。自從龔敏博士從國外帶回一大堆Linux等開源項目軟件之后，中國便吹響了開源運動的號角，最MXwA/UCVwc/dDGhonGD4utWK/EBpzy+mF2L0OcETSWw=初由David建立了中國的知名Linux站點Linux form。

近年來，伴隨開源運動在中國的推進，開源社區也取得很大發展。開源社區的建設對促進中國開源事業與國際接軌具有深遠影響，有利于進一步推進與國際開源社區的交流合作，了解并學習國際前沿開源技術和開源理念，跟蹤國際開源發展最新動態。將開源項目所具備的“集體開發、合作創新、對等評估”，以及“源碼公開、使用自由、資源整合、信息共享”特征于一體的創新體系融入Java課程體系的改革在基于工作過程的課程改革背景下優勢突出。

針對2011級軟件工程專業學生，將開源項目用于Java課程體系中，可以讓學生切實從一開始就受到開源思想的熏陶，順應當前軟件行業開源軟件將逐漸流行的趨勢。按照這種方法改善Java課程體系，學生在教學活動中參與程度高，整體效果好，提高學生動手編程能力、增強團隊合作意識、提高學生的創新能力，縮短校企合作的距離，畢業生在就業時進入企業能快速適應團隊項目的開發與協作，并正確定位自己的角色。

三、開源項目下新型課程體系

《Java語言程序設計》課程的授課活動要在開源項目下建立新型的課程體系，目標對象有兩個：授課教師和學生，前提是授課教師必須了解并掌握開源項目，并轉變授課習慣性的思想和觀念，其次，在整個教學活動中將開源項目的設計思想、精神靈活地灌輸給學生。該課程體系改革的主要研究內容有四方面：新型關聯一體化課程設置、分層次分角色集成化課程教學方法、結合開源項目開發并演示軟件產品和新型考核方法的建立。Java課程體系改革主要目標就是實現以有利于學生就業為導向的教學模式。

在2012年開學初，對于2011級軟件工程專業Java方向學生開展了為期一周的關于Java課程體系相關課程設置，如何結合開源項目開發軟件，如何真正地與企業真實項目接軌。為了加強教師的軟件項目開發能力，學院也采取了派教師去企業界工作、培訓學習有關Android游戲編程等課程，與企業界的工程師合作開發項目等措施，教學效果較好。

1.新型關聯一體化課程設置。在傳統的教學方法中，各門課程按學科內容幾乎是獨立的，課程之間很少關聯，而新型的CDIO方法是按照工程項目的整個生命周期來組織教、學、做的，這就要求將相關課程關聯，來解決實際的綜合問題。如要開發一個購物車網站，前臺可以采用Java語言和JSP語言，后臺可以采用MySQL數據庫，而教師在講授過程中就要將三門課程相關聯，在利用JSP語言編寫客戶端網頁時如需插入JavaScript腳本元素，要使用Java語言來編寫代碼，如果要倒入數據，就要連接后臺MySQL數據庫。通過關聯化課程的設置，學生能夠利用最少的時間完成基礎層次或高層次的項目。

2.分層次分角色集成化課程教學方法。對于同一門課程，不同的學生的愛好程度不同。如對于“Java語言”課程，可能有的學生非常喜歡，自己在課余的時間就會抽出更多的時間來學習或參加一些相關的實踐項目來提升自己，而有的學生可能是處于中間狀態，不喜歡也不討厭，那他可能更重視的是課程的成績，還有的學生可能根本就不喜歡這門課程，他對自己的要求是只要考試及格就可以，平時也不會認真去學。因此，教師可以通過測試學生對課程的愛好程度，根據它對學生分層次教學。如針對上述情況可劃分為三個層次：

（1）建立課外學習小組教學。對于那些對課程有濃厚興趣的學生，教師可以組織學生分成小組，以團隊的形式參與教師、學校或企業的科研項目活動，從而提高學生的創新能力。

（2）課外輔助教學。針對中間狀態的學生，可以利用實驗設備輔助教學，使學生更多地參與到“設計-制作”實踐項目活動中，這也是CDIO方法對于每個學生基本要求。

（3）課堂啟發式教學。多數教師公認的最好的教學方法就是啟發式教學，也可以結合其他教學方法，如探討式教學等，這種方法更有助于激發學生的興趣。

在企業界，學生除了應具備專業知識外，還應具有團隊協作能力、人際溝通能力、綜合素質能力和系統建造能力等，所以，要通過集成化教學方法，使學生同時獲得知識和能力。

3.結合開源項目開發并演示軟件產品。開源項目就是Open Source Project，對于Java來說，上apache網站上可以找到很多這樣的程序，他們遵守GPL， Apache， Berkeley等稍有差別的開源協議，但大體意思都是可以自己修改代碼用于自己的程序的，包括商業用途。這類程序一般通用性的比較多，比如服務器、數據庫、瀏覽器、論壇、博客等等，缺點是維護起來對技術要求比較高。在Java課程教學中要結合開源項目開發的具體軟件產品如電子商務網站、新聞系統、手機游戲開發等等吸引學生的眼球，讓學生切實喜歡并自覺主動參與項目的開發。讓學生選擇合適的開源項目如銷售電子產品的電子商務網站，采用熟悉的開發環境如Eclipse、Tomcat和MySQL等安裝開源項目，教師帶領學生從開源項目的需求分析著手，分析網站的總體設計包括幾個大模塊，如管理員模塊、登陸模塊、訂單模塊、購物車模塊等，然后還原數據庫表，在訪問數據時，如何實現添加、查找、修改、刪除等操作，前臺與后臺每個模塊的設計，最終網站的調試，出現401或500錯誤時應如何修改程序代碼，對于該開源項目如何進行擴充，結合Java、JSP、JavaScript、MVC模式及框架等已教授的內容擴充，以小組形式完善項目開發，讓每個學生都能夠真正參與項目的開發，運行并演示最終開發的軟件作品，使學生親自體驗真實的軟件產品從“構思—設計—實現—運作”的全過程。

4.新型考核方法。對于計算機專業語言類課程的考核方法，傳統采用一般是筆試成績（70%）和平時成績（30%），其中，平時成績主要包括學生平時表現和實驗兩部分。這種考核方式忽視了學生實踐能力的培養，導致學生的動手編程能力較差。以美國MIT學院為例，它側重強調的是學生課程實踐能力和解決問題能力，以課程項目和課程作業為主要考核指標。CDIO理念重視在理論和實踐中要選擇一個最優的平衡點，才能達到預期的教學目標，使學生所學的知識能夠真正的學有所用。新型的考核方法主要涵蓋三方面。

（1）單元性測驗。對于《Java語言》這門課程從內容深度上總體可分為：基礎篇、應用篇、提高篇三部分，每學完一部分做一次單元性測驗。單元性測驗可以將本部分內容和前續內容結合起來解決一些綜合性的問題。測驗試題的難度可根據學生的層次而定，內容要接近學生的生活，如學生可以獨立編寫俄羅斯方塊游戲或學生信息管理系統等，此部分成績占期末總成績的30%。

（2）團隊項目開發測驗。根據班級人數分成不同的團隊，每個團隊選擇一名成員為小組組長。對于軟件工程11級-3班的學生總數25人，劃分成5個小組，每個小組5人，根據小組成員興趣、能力等不同分配不同的任務，如頁面美工設計、創建數據表、編碼調試等，根據項目開發完成情況給予不同的評分，該部分占學生期末總成績的50%。

（3）綜合創新性測驗。綜合創新性測驗主要由教師根據學生特點給定一些具體的開源項目，學生要對給定開源項目進行擴充，并最終撰寫成文檔，提交源代碼文件。這部分成績占期末總成績的20%。

如學生在開課期間曾參加過學校或企業的真實的科研項目，可免于參加綜合創新性測驗。此考核方法在2012年實施時效果較好，一個軟件工程11級-3班的學生共25人，其中有5人成績在60～70分之間，7人成績在70～80分之間，10人成績在80～90分之間，3人成績在90～100分之間。因為《Java語言》課程基礎打得好，所以學生在后期學習Hibernate技術、Struts技術等課程時很容易接受。

四、總結

通過一個學期基于開源項目下課程體系的改革與實踐，《Java語言程序設計》課程取得了良好的教學效果，這種授課方式的優勢是以案例項目展開教學激發了學生的興趣，且提升了教師的任教水平和要求。學生已基本適應，它將理論與實踐有機的結合在一起，學生在獲得知識的同時，也具備了相應的能力，這也正實現了開源項目下課程體系改革的目標，滿足了企業界對創新型工程人才的需求，同時也更好地實現了以就業為導向的教學目標。但是課程體系的改革，是一個長期的、綜合性的工作，若想取得綜合的教學效果，還需要進一步的研究與探索。

[基金項目：黑龍江科技學院教學研究項目“基于Oracle公司開源項目的《Java語言程序設計》課程體系的改革與實踐”]

參考文獻：

1.李堅強.基于CDIO模式的嵌入式系統教學研究與探討.計算機教育，2010（12）

2.潘武玲.改進我國研究教育質量評價指標體系之思考[J].高等教育研究學報，2011（3）

3.馬曉梅；韓娜；張劍飛.CDIO理念下Java語言課程的設計與探討.高教論壇，2010（12）

（作者單位：黑龍江科技學院計算機學院 黑龍江哈爾濱 150027）

（責編：賈偉）