面向軟件工程能力培養(yǎng)的Web技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)實踐

陸聲鏈 李幗

摘 要 Web技術(shù)相關(guān)課程是高校計算機(jī)專業(yè)的主要課程。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，培養(yǎng)合格且有創(chuàng)新能力的互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才不僅僅需要與時俱進(jìn)地更新該類課程中Web技術(shù)的知識體系，同時也需要在課堂教學(xué)和實踐中融入軟件系統(tǒng)分析、項目文檔撰寫、編碼測試、團(tuán)隊合作等軟件工程實施關(guān)鍵能力的訓(xùn)練，提高學(xué)生的軟件項目開發(fā)綜合能力。

關(guān)鍵詞 軟件工程能力培養(yǎng) Web技術(shù) 教學(xué)改革 項目化教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.01.046

Abstract Web technology related-courses are the main major courses in colleges and universities. Internet plus era not only need to update the Web technology courses for cultivating innovative Internet professionals， but also needs more integrated the software system analysis， code testing， project documentation and team software engineering implementation ability into classroom teaching and practice， to improve the comprehensive occupation ability of computer major students.

Keywords training of software engineering ability； Web technology； teaching reform； project oriented teaching

0 引言

軟件項目的開發(fā)是一項十分復(fù)雜的工作。一個軟件項目的成功，除了編寫代碼，需求調(diào)研、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)測試、項目文檔編寫和歸檔等工作必不可少。近年來，盡管國內(nèi)高校計算機(jī)專業(yè)的教學(xué)實踐中，往往包括編程語言課程和軟件工程課程。但現(xiàn)實情況是，這兩方面的課程培養(yǎng)一般都是相對獨立的，沒有結(jié)合起來。編程語言課程以講解編程語言本身為主，而軟件工程課程則側(cè)重于介紹軟件工程各種概念。結(jié)果是學(xué)生往往只是了解了編程語言的基本知識，而缺乏軟件項目實施過程的系統(tǒng)訓(xùn)練。導(dǎo)致我們高校的本科畢業(yè)生普遍存在系統(tǒng)分析能力欠佳、文檔撰寫水平低、團(tuán)隊協(xié)作意識薄弱等問題。[1]本文針對當(dāng)前我國Web技術(shù)與應(yīng)用相關(guān)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，從提升計算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的綜合職業(yè)能力出發(fā)，采用項目化教學(xué)法對該課程開展了初步的教學(xué)實踐探索。

1 教學(xué)改革的思路和目標(biāo)

1.1 現(xiàn)有教學(xué)方式存在的主要問題

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在日常生活中的應(yīng)用日趨廣泛，Web技術(shù)相關(guān)課程在高校中受到了學(xué)生的普遍歡迎。大部分高校都相繼開設(shè)了“Web前端開發(fā)技術(shù)”、“Java Web應(yīng)用開發(fā)”、“C#與Web應(yīng)用開發(fā)”、“PHP Web開發(fā)”等課程，授課內(nèi)容不僅涉及HTML、CSS、JavaScript等Web前端開發(fā)技術(shù)，還包括JSP、PHP 、ASP.NET等動態(tài)網(wǎng)頁編程語言。但是，雖然很多高校在Web技術(shù)與應(yīng)用類課程的教學(xué)內(nèi)容能隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而不斷更新調(diào)整，但教學(xué)過程主要還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)組織方式，授課過程中主要采用理論講解結(jié)合操作演示、分組實踐等的方式開展，其中前兩個環(huán)節(jié)一般占課程的絕大部分教學(xué)時間，主要由教師實施完成，最后留給學(xué)生進(jìn)行分組實踐的時間往往只有2-3周。這種教學(xué)模式存在的主要缺點是：（1）以編程語言的語法教學(xué)為主線，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于語言的某個概念、函數(shù)或組件的簡單編碼，而忽略了語言本身在實際應(yīng)用中的問題分析、算法設(shè)計和程序測試與調(diào)試等重要過程。（2）教學(xué)過程以教師講解為主、學(xué)生練習(xí)為輔，難以調(diào)動學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣。（3）實踐過程不夠系統(tǒng)化，平時課堂中的實踐往往是針對某個知識點的孤立實踐，難以把重點放在解決問題的方法和思路上。即老師“教”和學(xué)生“學(xué)”之間孤立進(jìn)行的現(xiàn)象十分突出。[2]

在這種教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)編程語言的理論知識和技術(shù)占用了學(xué)生的大部分時間，很多學(xué)生學(xué)完課程后，往往只是了解該編程語言的基本知識點，缺乏將這些知識應(yīng)用到具體項目的開發(fā)中的能力。[3]更糟糕的是，這種教學(xué)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生往往只會簡單地使用編程工具，而缺乏創(chuàng)新和創(chuàng)造力。

1.2 教學(xué)改革的目標(biāo)

項目化教學(xué)法是一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方式，[4]通過在教學(xué)中以一個完整、真實的軟件工程項目為主導(dǎo)，在傳授專業(yè)知識的同時，也訓(xùn)練軟件工程實施的各方面能力；此外也強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的自發(fā)學(xué)習(xí)為導(dǎo)向，改變傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的地位。在計算機(jī)類課程中，項目化教學(xué)法以完成真實的軟件項目的設(shè)計和開發(fā)為目標(biāo)，將項目分解為明確具體的小階段任務(wù)，每個任務(wù)都融入了若干課程所要講授的知識點。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中就不覺得是在枯燥地學(xué)習(xí)編程語言，而是在解決現(xiàn)實問題 。[5]

Web技術(shù)與應(yīng)用類課程不僅僅涉及到HTML、CSS、JavaScript等常規(guī)網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)，還包括PHP、JSP、ASP.NET等動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)，涉及到容器、會話、過濾器、數(shù)據(jù)庫連接池、框架、多層開發(fā)模型等新的、抽象的概念，以及與具體編程語言相關(guān)的各種組件、對象。通過采用項目化教學(xué)，就可以通過在真實的軟件項目的功能實現(xiàn)中展示這些難以理解與抽象的概念與組件是如何應(yīng)用的，學(xué)生也就可以更直觀的理解與掌握它們。同時，項目化開發(fā)也使得學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手實踐能力和研究分析與解決問題的能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、交流能力、職業(yè)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力等得到了鍛煉和提高。學(xué)生對軟件開發(fā)的流程與步驟也有了更加直觀的體會，為將來的就業(yè)創(chuàng)業(yè)打下必要的技能和實踐基礎(chǔ)。同時，由于真實的軟件項目開發(fā)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本課程傳統(tǒng)上以程序設(shè)計語言學(xué)習(xí)和編程工具使用為主的教學(xué)理念遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能使學(xué)生適應(yīng)軟件項目開發(fā)的需要。

2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

為了達(dá)到以項目任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、以項目實踐學(xué)生學(xué)習(xí)效果的目的，在課程的項目化教學(xué)中，我們設(shè)計了課堂訓(xùn)練和課程設(shè)計兩個項目。課堂鍛煉項目是課程教學(xué)的主體，該項目有具體的功能需求和系統(tǒng)模塊，事先由任課教師設(shè)計和開發(fā)完成，學(xué)生在授課教師的引導(dǎo)下完成整個系統(tǒng)預(yù)定功能的開發(fā)，學(xué)生通過該項目的鍛煉，掌握動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)的基礎(chǔ)知識和基本流程。而課程設(shè)計項目僅由授課教師給出基本的要求，具體選題由學(xué)生選定，學(xué)生通過分組的方式進(jìn)行項目的需求調(diào)研、系統(tǒng)分析和設(shè)計，最終實現(xiàn)項目的開發(fā)和試運(yùn)行，使學(xué)生切身體驗到一個軟件項目開發(fā)的整個流程。

2.1 課堂訓(xùn)練項目

課堂訓(xùn)練項目的選取十分關(guān)鍵，也是課程改革取得成功的主要前提。訓(xùn)練項目需要由任課教師事先根據(jù)所授課程的特點選擇合適的選題，并進(jìn)行詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計，將項目劃分為功能和實現(xiàn)難度適中的小模塊，然后采用所授課程的編程語言進(jìn)行編碼實施。課堂訓(xùn)練項目的選取十分關(guān)鍵，需要將本課程主要的知識點進(jìn)行分解并融入項目的各個模塊中。以“C#與Web應(yīng)用開發(fā)”課程為例，該課程選定“校園二手品交易網(wǎng)”作為課堂訓(xùn)練項目，該項目的模塊劃分和對應(yīng)的知識點如表1所示。課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生在授課教師的引導(dǎo)和幫助下逐步實現(xiàn)軟件的各個功能模塊。通過這種鮮活的例子，學(xué)生就容易理解并掌握該門編程語言中各個函數(shù)、組件、對象等知識點是如何使用的。

2.2 課程設(shè)計項目

課程設(shè)計項目安排在課程學(xué)習(xí)的后期，用于檢驗和增強(qiáng)學(xué)生對課程知識的水平，同時鍛煉學(xué)生主動解決問題的能力，以及培養(yǎng)團(tuán)隊合作意識。因此，課程設(shè)計項目通過分組，學(xué)生以小組為單位完成整個軟件項目的實施。課程設(shè)計項目的題目和具體功能由學(xué)生根據(jù)自己的興趣自行擬定，或者選擇任課老師推薦的題目。本實踐環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生從“項目需求調(diào)研和系統(tǒng)分析”、 “系統(tǒng)編碼”、 “系統(tǒng)部署”等各個方面進(jìn)行開展，并對每個方面的工作成果制定相應(yīng)的要求。比如，在需求調(diào)研和系統(tǒng)設(shè)計階段，需要學(xué)生開展需求調(diào)研和分析，撰寫項目需求說明書、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計報告等項目開發(fā)文檔；在系統(tǒng)部署階段，需要撰寫用戶操作說明書，等等。

3 教學(xué)過程組織

一般地，一門課程的授課時間大約為18周。考慮到大部分學(xué)生前期對于本門課程基本知識的掌握程度不高，因此在時間安排上，課堂訓(xùn)練項目的時間約為12周，課程設(shè)計項目的開發(fā)實踐時間4周，課程考核和總結(jié)用時1-2周。

課堂訓(xùn)練項目的實施是本課程是否取得成效的關(guān)鍵。任課教師首先將整個項目的開發(fā)任務(wù)進(jìn)行分解，對每個任務(wù)模塊進(jìn)行編程實現(xiàn)，并將主要的編程操作錄制成小視頻；更重要的是，需要總結(jié)每個任務(wù)模塊中的關(guān)鍵知識點以及需要注意的事項。在課堂教學(xué)中，老師首先給學(xué)生明確本項目的總體目標(biāo)，以及每個階段的任務(wù)分解和時間進(jìn)度要求。同時，為了給予學(xué)生更好的引導(dǎo)，每個任務(wù)開始前，老師都首先對實現(xiàn)該任務(wù)需要用到主要知識點和工具進(jìn)行講解，以及需要用到哪些學(xué)習(xí)資料等等。這樣，學(xué)生就在老師的引導(dǎo)下，圍繞任務(wù)目標(biāo)，一步步進(jìn)行課堂訓(xùn)練項目的開發(fā)。同時，為了配合學(xué)生更好地自主學(xué)習(xí)，每門課程最好構(gòu)建專門的課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，將前期每個項目任務(wù)模塊錄制的編程操作小視頻，以及老師認(rèn)為有用的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源分類放在該網(wǎng)站上，方便學(xué)生隨時獲得。在實際工作中，我們還會要求學(xué)生在每完成一個階段任務(wù)后，提交將完成的項目源代碼。任課教師通過查閱學(xué)生的任務(wù)完成情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生實踐中普遍存在的問題，在下次課統(tǒng)一講解、更正。總之，課堂訓(xùn)練項目的目的就是使學(xué)生達(dá)到通過模仿制作、理解和領(lǐng)會知識點的具體作用的要求，實現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動和案例教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。

課程設(shè)計項目的組織則通過學(xué)生自由分組進(jìn)行實施，每個小組4-5名學(xué)生，其中1人任組長。分組后，任課教師首先對項目的實施要求做出具體說明，并提供必要的資料，包括提供軟件項目需求說明書、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計報告等文檔的示范案例，講解軟件編碼中需要注意哪些規(guī)范，等等。在分組實施中，如果小組覺得有必要，可隨時請求任課老師的幫助。任課老師也需要全程跟蹤各個小組，隨時參與小組的討論，或在發(fā)現(xiàn)小組的實踐中遇到困難或突發(fā)情況時及時給予支持。

4 考核評價

本課程的考核主要通過平時成績和課程設(shè)計項目成績兩部分構(gòu)成。平時成績根據(jù)學(xué)生平時提交的課堂訓(xùn)練項目中各個階段任務(wù)的完成結(jié)果進(jìn)行評定，占30%。課程設(shè)計項目成績的評定通過小組答辯來進(jìn)行，評委由3-5位相關(guān)課程的老師承擔(dān)；答辯時間約為10分鐘，答辯前要求各個小組提交項目需求分析報告、系統(tǒng)設(shè)計報告、用戶手冊等必要的文檔資料。評委根據(jù)小組的軟件完成效果和文檔資料對各個小組進(jìn)行評分。最后任課老師根據(jù)小組成員的具體分工評定每個成員的成績。課程設(shè)計項目小組評分的考核依據(jù)如表2所示。

5 結(jié)束語

兩年來，我們在本校“Java Web應(yīng)用開發(fā)”、“C#與Web應(yīng)用開發(fā)”、“PHP Web開發(fā)”等Web技術(shù)與應(yīng)用相關(guān)課程的教學(xué)中采用了項目化教學(xué)法，通過對選課學(xué)生課后進(jìn)行不同形式的訪問和調(diào)查，結(jié)果表明這種將知識點教學(xué)分解到具體的項目實踐中、通過任務(wù)驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生掌握編程技能的教學(xué)改革思路正確，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性有了較大的提高，改變了普遍以老師講授為主、學(xué)生聽做為輔的常規(guī)教學(xué)方式，不僅使學(xué)生的動手編程能力得到了鍛煉，同時也培養(yǎng)了其獨立思考、積極探索的習(xí)慣。此外，在課程中引入需求分析、系統(tǒng)設(shè)計等計算機(jī)專業(yè)綜合能力的鍛煉，也適應(yīng)當(dāng)前我國大力發(fā)展“新工科”教育的新形勢，[6]希望在以后的教學(xué)中進(jìn)一步推廣和完善。

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