基于工程教育認證的JAVA課程體系的構建

唐光義　高俊鋒　李繼革

摘 要：文章針對目前JAVA課程體系現狀，依據工程教育認證“成果導向”的基本原則，提出了JAVA課程體系重構的基本方法，并重新制定了課程的教學目標、明確了課程教學內容與畢業要求的對應關系、采用CDIO、案例教學、翻轉課程等教法方法，顯著提高了教學質量。

關鍵詞：工程教育；課程體系；軟件工程

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）02-0053-02

中國的高等教育已經從“精英教育”轉變為“大眾化教育”，以往傳統的人才培養模式已經很難適應現代社會對工程應用型人才的需求。工程教育認證正好在這個轉折的節點上可以助力高等工程教育的改革。軟件工程專業是一門操作性比較強的工程應用型學科，本專業于2015年初開始著手準備進行工程教育認證，同時對現有的課程體系進行了較大的改革。JAVA一直是本專業的一門核心基礎課，在學生就業中也占據著比較重要的地位，而且軟件行業對于JAVA軟件工程師的需求也是比較旺盛的，但是現有的JAVA課程體系難以與工程教育認證的標準和條件相吻合，這就需要根據工程教育認證的標準和條件及時調整JAVA課程的教學內容和教學方法，構建適合工程教育認證、與國際教育接軌的JAVA課程體系。

一、JAVA課程體系現狀

JAVA是一門操作性較強的工程語言類課程，學生在學習的過程中需要較強的實踐性，需要把知識點與應用點結合起來，通過工程實踐來強化學習。但是目前的JAVA課程體系與工程教育認證的要求還有比較大的差別，主要表現在以下三個方面。

第一，強調語言知識點的學習、工程應用明顯不足。在目前的JAVA課程體系中，強調理論知識點的掌握、強調知識點的理解，也強調知識點的應用，但是這個應用不是工程應用，而僅僅是會使用這個知識點，達不到工程應用的要求。

第二，課程體系的評價機制不夠完善，教學內容、教學方法的改進不夠顯著。在課程的教學當中，沒有構成閉環的評價機制，很多教學環節流于形式，沒有真正起到促進教學改進的作用。

第三，課程教學模式比較單一，缺乏真實的工程應用環境。在傳統的教學模式中，教師以課堂講授為主、以實驗課為輔，學生主要是聽明白、會答題，但是在工程教育中，是以能否解決實際的工程問題為依據來評價是否達到教學效果的。

二、JAVA課程體系重構的方法

哈爾濱理工大學從2014年開始就啟動了本科專業的工程教育專業認證工作，學校領導也高度重視，在組織層面和技術層面對工程教育認證提出了具體要求，并強調工程教育認證工作需要學院學生工作及本專業的教師全員參與。教學大綱的修訂要從培養目標的修訂、專業培養要求及指標點、工程教育認證的培養要求等多個方面入手。在每門課程教學設計中都要進行教學內容和教學方式方法的改進，以適應工程教育認證的要求。

第一，遵循“以成果為導向”（Outcome Based Education，OBE）的教學理念，強調在教學的過程中要以學生的學習成果為依據來評價教學過程。本課程就是要考核學生運用JAVA這門編程語言解決實際問題的能力，而不是理解多少個概念、掌握了多少個知識點。在這里需要思考五個方面的問題：（1）學生學習的預期成果是什么；（2）獲得這些成果對解決復雜工程問題能起到什么作用；（3）課程學習如何幫助學生獲得這些成果；（4）如何判定學生是否獲得這些成果；（5）如何保障學生獲得這些成果。這就要求課程體系的構建打破傳統的教學模式，建立以“學生學習成果”為導向的人才培養模式，建立健全各項教學保障措施，不斷加大辦學投入力度，加強師資隊伍建設，時刻關注工程技術的前沿動態，適時更新課程教學內容，改革教育教學方法，達到持續改進的目的。

第二，根據哈爾濱理工大學軟件學院學生的實際情況，合理定位，明確課程的教學目標。該院的學生是二表招生，學生的綜合素質、自學能力、理解能力較強，在課程的教學過程中教師可以適當引導，培養學生的學習興趣，在實際工程項目中鍛煉學生解決問題的能力。該院80%左右的畢業生從事的是與本專業相關的軟件設計師的工作，由于JAVA課程知識更新比較快，例如JDK也在不斷發布新版本，因此在教學過程中要“授人以漁”，培養學生今后不斷學習新技術的能力。

第三，改革課程教學模式和考核方式，培養學生的自主學習能力和創新精神，構建多元化的課程考核體系。在教學過程中，充分利用“大作業”、“小作業”、“翻轉課堂”、“教學案例”等多種形式促進學生上機編程解決問題。在課程考核中改變以往的“期末一張卷”的考核方式，強調過程性考核，根據學生的整個學習過程來進行成績的評定。

第四，完善課程評價機制，不斷更新課程教學內容。要關注軟件開發領域的技術更新，主流軟件行業流行什么樣的新技術、新方法，就要在課程體系中不斷更新，保持課程“青春永駐”，對于一些“過時的知識”，需要進行課程評價，適時進行教學內容的輪換。

三、基于工程教育認證的JAVA課程體系特點

（一）課程教學目標

1.掌握面向對象程序設計的基本知識和基本技能，能夠建立面向對象的編程思想。2.掌握JAVA語言的編程環境、數據類型、運算符和表達式、流程控制語句等基礎知識，能夠閱讀相關應用程序。3.掌握JAVA基本的編程方法和JAVA在網絡編程中的一些重要技術，能夠進行算法設計。4.具有解決實際問題，分析、設計和開發軟件的能力。5.具有團隊合作的意識和能力。

（二）課程體系與畢業要求的對應關系

（三）本課程的主要教學方法

由于本課程的理論性和實踐性都很強，為了實現課程教學目標、保證課程教學效果，課程講授要遵循從淺到深、從抽象到具體、從宏觀到細節的原則。通過采用案例教學和課堂翻轉教學方式，學生在學習過程中，在面對抽象、枯燥的理論時，能夠用技術實現來加以印證、加深理解；在面對復雜、煩瑣的源代碼時，能夠用理論思想來指導。具體方法包括以下幾方面。

1.CDIO與案例教學。以CDIO工程教育理念為教學指導思想，以某大型超市的進銷存管理作為教學案例，采用“原理→案例→實踐”的教學模式，首先介紹JAVA的基本原理和基本概念及面向對象程序的設計方法，然后根據這些知識點分析超市的進銷存管的需求以及功能的具體實現。

2.翻轉課堂。由于JAVA課程涵蓋的內容非常豐富且實踐性很強，單純靠有限的理論授課學時難以詳細地介紹各方面的內容，并且對于枯燥的概念，很難有理想的教學效果。通過翻轉課堂和問題式教學，在課堂上，教師著重講解JAVA的基本原理和基本方法，組織學生進行課堂討論和匯報；在課堂外，以組為單位，為每組學生布置1個實踐作業，要求學生協作完成代碼的設計，并撰寫實踐報告和答辯。這種方法可以調動學生的學習積極性，使學生變被動“聽課”為主動思考和主動學習，培養其獨立思考、發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養團隊合作意識和能力。

四、JAVA新課程體系的實施成效

在哈爾濱理工大學軟件學院的2015級中進行課程教學的首次嘗試改革，取得了不錯的效果，學生的學習積極性明顯提高，課后上機編程的學生多了，在寢室玩游戲的人少了；課間找教師問問題的學生多了，課堂不聽講的學生少了；課前到教室搶座位的學生多了，上課遲到的學生少了。2015級學生參加ACM、全國軟件和信息技術專業人才大賽等取得的成績明顯提高，學生也感覺課后的學習壓力大了，期末考試輕松了。從學生的最終成績來看，優秀率明顯提高，不及格率顯著下降。在教學過程中，教師的工作量大了，工作壓力也變大了，但是學生的學習熱情明顯提高了，學生對于課程教學滿意度也大大提升。

工程教育認證對于提高我國軟件工程專業的教育質量，培養適應現代社會需求的軟件工程師具有重要的意義。以工程教育認證為基礎改革JAVA課程的教學體系，立足軟件產業，探索面向工業界、面向世界、面向未來的人才培養模式，造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展的軟件設計人才，為建設創新型國家、實現“一路一帶”的發展目標奠定堅實的人力資源優勢。基于工程教育認證的JAVA課程改革才剛剛開始，在今后的教學過程中，我們會繼續探索新的教學方法和教學理念，持續改進，不斷提高教育教學質量。

參考文獻：

[1]瞿振元.推動高等工程教育向更高水平邁進[J].高等工

程教育研究，2017，（1）.

[2]唐光義，劉勝輝，張淑麗.以工程應用為導向的JAVA教

學方法探索[J].計算機教育，2013，（5）.

[3]張淑麗，姚登舉，車楠.基于JAVAEE的開源框架類課程

整合教學方法探索[J].黑龍江教育：高教研究與評估，

2014，（6）.