“中間件技術”課程教學方法改革探討

梁春泉+張陽+戴濤

摘 ? ?要： “中間件技術”是軟件工程專業的核心課程，該課程學習企業級分布式系統開發所需的大量理論、技術和概念。傳統講授法令學生感覺課程內容繁雜、抽象、枯燥，難以掌握。探索將案例教學法和問題導入法有機結合，提出案例式問題導入法，并引入到“中間件技術”課程教學中，為“中間件技術”及類似課程的教學改革提供參考，并對案例式問題導入法的開展給出幾點建議。

關鍵詞：中間件技術;案例教學法;問題導入法;分布式系統

中圖分類號：G642.3 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2015）09-0046-03

? ?“中間件技術”是軟件工程專業的主干課程，是全國各大高等院校軟件工程專業本科生或研究生的必修課。中間件實質上是對企業級分布式系統開發中面臨的共性問題進行提煉、抽象所形成的可復用軟件部件，為企業級應用系統提供基礎架構。該課程以計算機編程語言、面向對象技術、計算機網絡等多課程交叉知識為基礎，圍繞五大類型中間件即遠程調用、消息、分布對象、數據庫和事務中間件開展，學習中間件技術的概念、原理及應用。課程強調學生對企業級分布式系統原理的掌握，同時注重學生解決實際問題的實踐能力。

然而，各大高校在開設“中間件技術”課程時，普遍側重于向學生灌輸基本概念和原理，輔以簡單孤立的、遠離真實企業應用的程序示例進行講解。部分高校甚至把對某一中間件產品的介紹，如J2EE或.NET，當成學習“中間件技術”的全部內容。造成學生對該課程中所涉及的大量知識難以融會貫通，對企業級分布式系統開發理論理解的廣度和深度不夠。同時，本科生由于缺乏軟件項目經驗，特別是大型企業級分布式系統項目經驗，對中間件技術的應用角度和應用領域不理解，也不了解中間件技術在就業前景和職業生涯中的作用，學習興趣不高。國內對“中間件技術”課程的教學改革探討工作也非常少，據筆者查閱，只查到相關文獻[1-2]，但這些文獻僅探討了J2EE中間件教學，并非真正意義上的“中間件技術”課程。

為了讓學生能更好地把前期所學專業課知識、企業級分布式系統開發理論和實踐結合起來，激發學生的學習興趣和熱情，提高“中間件技術”課程教學質量，本文嘗試將案例教學和問題導入法融合起來，提出案例式問題導入法，并引入到“中間件技術”課程教學中。

一、案例式問題導入法的提出

（一）案例教學法的內涵及意義

案例教學是在學習者掌握相關知識基礎上，在教學者的組織和指導下，根據教學目的和教學內容要求，借助于真實案例連接學習的內容與實際應用，把學習者帶入具體場景進行案例分析，讓學習者通過對案例相關資料的收集、研究及對案例的分析、討論和交流， 最終對問題予以解決，在此過程中加深學生對基本原理和概念理解的一種教學方式。案例教學最初源于英國的法學，后來被成功地用于法學、醫學、經濟學和管理學等學科領域。計算機專業課程的傳統教學模式側重于講解基本概念和原理。由于學生缺乏對工程實踐背景的了解，其結果是學生雖然掌握了單個原理，但卻很難融會貫通并綜合應用。為此，在計算機專業課程教學中，國內許多學者也引進了案例教學[3-4]，為學生在計算機理論與實踐之間搭起一座橋梁。

本文在“中間件技術”課程教學中引入案例教學，避免學生孤立地學習各個概念，幫助學生理解如何將多課程理論知識融合成一個整體，深刻地理解企業級分布式系統理論如分布式事務、安全服務、負載均衡等，并提高運用前期所學知識的實踐能力。同時，真實的案例還可以幫助學生了解中間件技術在就業前景和職業生涯中的作用，提高其學習興趣。

（二）問題導入法的內涵及意義

問題導入法是啟發式教學原則的一種具體教學方式，以解決問題貫穿整個教學。實施過程中，教學者為了讓學習者掌握一個理論或方法，導入一個具體問題，以解答這個問題為導向，引發學習者思考解決這個問題，從而引入所需要學習的理論或方法，并在解決問題過程中掌握這些理論或方法。該方法能培養學生解決問題的能力，讓教學變得靈活，有利于培養學生的學習興趣;同時，由于學生在解決問題過程中可以提出不同的思想和方法，有利于培養學生的創新思維[5]。

中間件實質上是對企業級分布式系統開發過程中面臨的共性問題進行提煉、抽象所形成的可復用部件。在“中間件技術”課程中應用問題導入法，引出并解決這些共性問題，可讓學生自然地掌握中間件技術的概念和理論。再者，“中間件技術”課程涉及大量抽象的、難于理解的概念，直接講授會令學生覺得枯燥無味，沒有學習興趣。問題導入法將學生帶入問題的思考中，在思考中學習中間件技術知識并培養學習興趣。最后，中間件技術是前期課程知識的綜合。傳統講授法讓學生簡單孤立地理解各個概念，無法從整體上把握。問題導入法帶引學生思考，在此過程中，學生自己將各種理論和技術聯系起來，從而在宏觀整體上理解中間件平臺。

（三）案例教學與問題導入法的結合

案例式問題導入法將案例式教學和問題導入法有機結合，充分利用這兩種啟發式教學的優點，調動學生的積極性，啟發學生思維，變被動為主動。傳統問題導入法按問題的導入方式一般有情景式導入問題、任務式導入問題和案例式導入問題。本文也是在案例中導入問題，但“中間件技術”課程教學中的案例式問題導入法有其特殊性。傳統的案例式問題導入法，圍繞案例導入問題，學生通過解決這些問題，得到整個案例的解決方案。然而，在“中間件技術”課程中，學生需學習的是如何解決企業級應用系統開發中的共性問題，而不是開發整個系統。因此，對企業級應用案例，只需導入系統開發中的共性問題，讓學生在解決這些共性問題中學習中間件知識。

“中間件技術”課程中案例式問題導入法的基本思路為：教師首先對真實的企業級應用案例作垂直層次分析，識別出開發共性問題，將案例分為業務層、中間件和部署環境;然后把所用到的中間件轉變為開發中面臨的共性問題，其他兩層作為從已知引出未知的基礎;最后組織學生討論并解決這些問題，掌握中間件技術的原理和應用。

二、運用案例式問題導入法的策略

案例式問題導入法在“中間件技術”課程中的實施過程包含獲取案例、分析案例、導入問題、設計教案、發放資料、組織課堂、案例實踐、交流反饋、評價調整等九個步驟。

（一）獲取案例

案例是開展案例式問題導入法的基礎，案例獲取和選擇最終影響著教學效果。課程小組根據教學目標和教學內容的要求，通過網絡或其他資源，收集國內外企業級應用系統案例，供案例式問題導入法教學實施或學生案例實習使用。案例不是簡單舉例，案例必須是真實的、完整的、典型的和具有啟發性的[6]。

（二）分析案例

案例的解決方案，表面上是一個平面化的技術框架。在案例分析過程中，課程小組需要根據中間件的定義，將案例解決方案在垂直方向上劃分為三個層次：業務層、中間件和開發部署環境。

業務層：應用系統包括哪些業務模塊、業務子系統;哪些業務子系統給別的業務子系統提供服務，或哪些業務子系統需要別的業務子系統提供服務。

? ?中間件：業務子系統間采取什么通信方式，如過程調用、對象調用或消息調用等;如何實現服務定位、安全機制、事務實施、多任務創建及負載均衡等。

? ?開發和部署環境：分析硬件環境、網絡類型、操作系統類型、開發語言、數據庫系統等。

（三）導入問題

根據課程內容，以業務系統和部署環境為基礎，假設中間件部分未知，把所需中間件轉變為企業級應用開發面臨的共性問題。例如對消息中間件提出業務子系統之間如何消息傳遞的問題;對對象調用中間件提出業務子系統之間如何調用彼此對象的問題;對CORBA提出業務子系統語言開發語言不同，如何調用彼此對象的問題;對事務中間件提出如何在子系統之間保證一系列操作滿足事務特性的問題等。每個大的問題同時還可以拆分成一系列前后相關、有啟發性的子問題。

（四）設計教案

圍繞教學內容和教學目標，確定每次案例教學的重點和難點。特別是中間件概念、原理、結構、應用和作用。在教學方法中，引導學生討論，激勵他們參與和合作學習，注重啟發思維和理論聯系實際。在教學過程中，合理組織和使用案例分析得到業務系統組成、開發部署環境組成及導入的共性問題，考慮如何從業務系統、開發部署環境中提出問題，安排學生從一個問題的討論過渡到另外一個的討論。同時，教師還需要規劃和控制好教學過程的時間。

（五）發放材料

課前，學生需要對企業級分布式應用案例有所了解。因此課前需要將案例相關材料發給學生。但給學生提供的不是完整的案例，而是除去中間件部分的案例分析材料。對中間件部分，可轉變為初步的問題，如系統缺了什么，也提供給學生。同時還要將企業簡介、業務背景、公司網址等參考資料交給學生，供學生提前準備。

（六）組織課堂

整個課堂組織以學生討論為主。教師從業務系統需求、開發部署環境條件開始，將學生帶入到共性問題中，組織學生分組討論。在學生討論過程中，要調動學生的積極性，盡量讓所有學生參與討論，避免出現冷場現象;注意觀察和了解學生的反應和表現，加強個別輔導，鼓勵學習有困難的學生參與討論和發言。討論中，教師需要在適當的時候加入評價、反饋矯正和歸納，突出重點和突破。

（七）案例實習

? ?“中間件技術”課程的實習，不應該是簡單地調用中間件運行庫的API編程。在實習中，需要給學生提供一個新的、與學習內容相關的、完整的案例。首先讓學生依據課堂所使用的案例分析材料，采用相同的案例分析方法，將案例垂直劃分為業務層、中間件層及開發部署環境層，確定每層包含的內容。其次確定案例所采用的中間件產品。最后讓學生編程部分實現中間件調用;對于優秀的學生，鼓勵其實現簡單的中間件。通過這樣的實踐，讓學生從宏觀到微觀，從中間件的作用、地位到應用等多角度進一步學習。

（八）課后交流

? ?課后的交流對改進教學過程、提高教學質量有著重要作用。課后，教師需要與學生交流對案例式問題導入法的感受，了解有哪些考慮不足的地方，學生對課程實施有什么意見。在筆者實施教學過程中，有許多學生會主動與教師交流。在反饋過程中，學生提出了許多建議，同時普遍認為，這種教學方式，讓他們都可以參與，更能集中注意力;真實的企業級分布式應用案例中導入問題，能激發他們的興趣和動力，能讓他們從部分到整體深刻掌握中間件技術，同時更能理解中間件的作用及在系統中的地位。

（九）評價與改進

? ?一輪案例式問題導入法教學實施之后，教師需根據學生實習過程和實習報告、課堂討論、課后交流及考試等方面的情況，對該教學進行評價，總結可取之處，發現不足。針對不足地方，需要在案例分析、問題導入上進行適當調整，甚至修改教案和調整課堂組織。調整結果將應用到下一輪教學中。通過評價調整，持續改進案例式問題導入法，使其趨于完善。

三、反思

（一）建立高質量的企業級分布式應用案例庫

實施案例式問題導入法的基礎是建立完整、真實、典型和啟發性的案例庫。案例必須是真實的，是國內外知名企業的真實企業級分布式應用;案例必須是完整的，包括應用背景、技術方案和實施結果;案例必須是典型的，覆蓋著一類或幾類中間件技術，并且是這些技術的典型應用;案例必須具有啟發性，能啟迪學生思考，給學生足夠的想象和自由發揮空間。

（二）解決企業級應用開發中的共性問題

傳統的案例教學中，教師提供案例背景，導入面向整個案例問題， 讓學生圍繞問題解決整個案例。在“中間件技術”課程教學中，學生不需要實現整個企業級分布式應用案例方案，如，不需搞清楚業務流程、如何實現業務模塊，也不考慮如何選擇底層部署環境。學生要解決的是系統開發中的共性問題，即中間件部分的問題。對業務實現方案和開發部署環境方案，教師分析后直接提供給學生，中間件部分轉變為共性問題，讓學生能在業務和部署環境的基礎上解決這些問題，從而自然掌握中間件知識。

（三）注意提高學生的學習興趣

興趣是課堂組織過程中，讓學生積極參與、避免冷場的關鍵。在筆者初步嘗試案例式問題導入法時，從案例的業務需求和部署環境直奔導入的問題，讓學生討論，結果學生興趣不高，課堂氣氛不是很活躍。在這種情況下，筆者及時調整，以企業規模和地位、員工收入、業務背景等方面激發學生的興趣，讓學生感覺以后他們將會在這樣的企業中發展，置身企業員工角色中。在評價和小結過程中，充分肯定每一位學生的見解和方案。通過這樣方法，啟發了學生的興趣和動力，課堂變得活躍，學生開始積極發言，相互啟發，取得較好教學效果。

（四）對師生的要求

教師作為教學的組織者，必須對所講授的教學內容、學科知識體系有明晰、深刻的認識。同時教師最好具有在軟件企業從業或進修的經歷，有著豐富的軟件工程項目經驗。這樣才可對企業應用背景、案例有深刻的理解，能對案例在垂直層次進行合理的分析。教師還要能根據學生已有知識結構基礎、思維能力水平層次，針對中間件層，導入難度要適當，但又稍高于學生現有能力的問題。學生作為學習的主體，不需要具備全部的基礎知識、概念、基本技能，因為討論過程中，每位學生所擅長的知識可以彌補彼此的不足;但他們需要在教師引導下，能夠主動地參與討論，積極探索。

本文將案例教學和問題導入法相結合，引入到“中間件技術”課程教學中，以真實的企業級分布式應用案例驅動教學。對案例選取、案例分析、問題導入、課堂組織及案例實習等方面進行了討論，指出了案例式問題導入法的要點。

參考文獻：

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[6]周云，辛華，姚新宇.案例教學在“計算機軟件技術基礎”

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