基于CDIO理論的Java EE企業級開發課程教學設計

摘要：文章分析了CDIO理念與Java EE企業級開發課程的特點，針對企業級開發在架構設計、框架應用以及系統集成中的實踐需求，提出一種基于CDIO理念、以項目驅動和能力培養為核心的Java EE企業級開發課程模型。探討了在工程認證的背景下，如何基于CDIO理念構建Java EE企業級開發課程體系，并詳細闡述了包括課程設計、教學方法改革和教學資源建設等方面的實施策略，旨在培養學生在實際企業項目開發中的實踐能力、團隊協作精神以及架構設計與優化能力，全面提升其在現代軟件工程領域的職業競爭力和適應力。

關鍵詞：新工科教育；CDIO；工程認證；Java EE企業級開發；教學改革

中圖分類號：TP311" "文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）18-0144-04

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

伴隨信息技術的迅猛發展，企業對信息化系統以及高性能應用的需求不斷攀升，Java EE作為企業級開發中的核心支撐技術，為設計穩定、安全且具有良好擴展性的企業信息化解決方案提供了有力后盾。高校應積極響應國家針對產業轉型以及技術創新提出的高水平軟件工程人才需求，開展專業課程設置優化行動，更新教學模式，實施實踐教學安排，全面培養契合未來社會實際需求的高素質工程技術人才。

本文基于CDIO教育理念，構建并實施了Java EE企業級開發課程，依據系統化課程設計，采取項目驅動的教學策略以及校企合作的實踐途徑，旨在整體增強學生在企業級開發過程中的工程應用能力、團隊協作能力以及創新能力，以契合新時代對高層次軟件人才的期待。

1 Java EE企業級開發課程體系的現狀分析與研究

隨著工程教育認證標準的逐步推行，高校對學生工程能力的培養提出了更高要求。作為企業級應用開發核心技術的Java EE，其教學不僅要與行業標準相匹配，還需達到認證要求，以確保學生具備與國際接軌的工程能力。然而，眾多高校在開展Java EE教學活動過程中，與企業的合作多停留在較淺層次，僅邀請企業人員舉辦相關講座，真正深入參與企業實際項目開發的學生比例較低。缺乏大型分布式系統開發、高并發業務場景優化等真實企業項目，企業級應用開發呈現出需求分析、系統架構設計、性能優化、團隊協作等多個方面的復雜體系[1]，校企合作欠缺明顯，導致教學內容與企業實際需求脫節，學生缺乏參與實際項目的機會，難以提升工程實踐能力，致使部分學生在學術階段未能充分接觸企業級開發核心技術，導致其畢業后從事企業級應用開發工作時，缺乏必要知識技能的積累。

當前高校教學模式多以教師為中心，課程內容編排及教學進度往往由教師主導，未將學生作為教學中心，教學成果產出相對單一，缺少具體項目及開發成果展示環節，僅依靠理論講授，學生難以理解框架在實際項目中的應用。以學生為中心的教學模式則具有明顯優越性，強調學生主動參與，促進學生自主探索和克服困難。在項目驅動教學過程中，學生通過具體項目實施，更有效地實現理論知識與實踐的統一，提升自身工程應用、創新及團隊協作能力。此外，在眾多高等院校計算機與軟件工程專業的課程設置中，并未將Java EE納入必修課程體系，導致部分學生在學術階段無法充分接觸企業級開發核心技術，造成知識體系存在漏洞，對學生未來職業發展帶來明顯負面影響。從就業市場來看，企業對Java EE開發人才的需求持續增長，尤其是具備綜合項目開發能力的人才。在各類招聘需求中，與Java相關崗位的發布數量持續增加，月均發布量已達1萬余個，各企業對具備深厚技術功底、豐富項目經驗以及能夠引領技術創新的高端人才極為渴求。然而，由于課程存在內容缺漏，學生在求職階段競爭力減弱，無法滿足企業對Java EE開發崗位的需求，錯失大量優質就業機會。因此，本文計劃將OBE-CDIO理念與以學生為中心的教學模式融合應用于Java EE企業級開發課程教學中，針對課程內容滯后、企業項目缺失、實踐機會短缺等問題進行探索和改進，提高學生在工程應用、創新及團隊協作方面的能力，培養契合企業需求的高素質軟件工程人才，與工程教育認證的嚴格規范（如圖1所示） 高度契合，進一步促進Java EE技術在企業級應用領域的廣泛推廣。

2 基于工科教育新范式背景下的CDIO理念解析

2.1 宗旨目標：以學生為中心

在工科教育新范式的背景下，“以學生為中心”成為教育改革的核心理念之一[2]。CDIO理念強調學生在教育過程中的主體地位，教學目標不僅聚焦于知識傳授，更強調學生綜合能力的全面提升。就傳統工科教育的實際情況而言，多數環節以教師為核心，教學內容及節奏由教師把控，側重知識的灌輸，而學生在課堂上更多是被動接受知識，缺乏主動參與及實踐的機會。CDIO理念主張學生積極投身學習過程，教師由知識傳授者轉變為學習的引導者與支持者，采用項目驅動的教學形式，依照學生能力需求開展實施，推動學生掌握未來職業必備的核心能力，課程內容應聚焦于實際應用領域，將理論與實踐緊密結合，為學生搭建貼近真實工程實際的學習情境。

在Java EE企業級開發課程中，教師可引導學生從實際問題出發，籌備系統結構，實施功能模塊開發，繼而完成一套完整的企業級解決方案實施。

該教學模式的重構不僅突破了傳統單向傳授模式，還將CDIO相關教育理念融入其中，借助項目為載體為學生搭建“做中學”的實踐生態，引導理論認知與工程能力形成良性互動。這種聚焦學生需求的教學模式，不僅能夠激發學生學習的內在動力，還能促進其批判性思維與創新能力的不斷提升，幫助他們更高效地適應未來復雜的工程環境，為社會輸送具備扎實理論基礎、能迅速響應企業需求的高素質工程技術人才，從而推動社會科技進步及產業優化升級。

2.2 核心要求：產出導向教育

CDIO理念強調以產出導向為核心要求，這與工科教育新范式背景下的人才培養目標相契合。OBE以明確的學習成果為起點，制定課程目標并開展教學活動，確保學生在畢業時能夠達到預期的學習收獲[3]。CDIO將該理念應用于工程教育領域，要求教學活動以培養學生實際能力為核心開展。在對計算機專業人才培養實踐課程體系不斷整合的過程中，CDIO明確了學生在每個學習階段應掌握的技能與知識，并將成果評價貫穿整個學習過程，以專業素質和創新能力培養為主線，實施“以項目實踐為核心、學生為主體、學用合一”的實踐教學模式。實踐內容由低到高依次分為基礎訓練、綜合應用訓練、研究創新訓練三個層次，引入企業開發中應用的主流框架，實現了不同階段理論與實踐的有機結合，促進項目的快速開發。學生的產出成果不僅體現為完整的企業級解決方案，還包括高質量的代碼實現以及詳盡的技術文檔，教研組反饋學生事務配置正確率從52%提升至89%。這不僅契合了“實踐―認識―再實踐―再認識”的認識論規律，也滿足應用型人才的培養目標和要求，不僅有助于提升學生的綜合素質，還能有效對接工程教育認證要求，使學生成為具備創新意識和團隊合作精神的軟件技術人才。

2.3 必要手段：質量持續改進

質量持續改進是CDIO理念中的重要實施手段，也是工科教育新范式背景下推動教學改革和提升教育質量的核心要求。作為一種動態管理機制，CDIO將持續質量改進（CQI） 視為教學發展的驅動力，貫穿于教學設計、實施和評估的全過程。在Java EE課程中，采用問卷調查、課堂討論、匿名建議箱等多種方式收集學生反饋，建立科學的評估體系，量化教學效果，增加代碼量統計、項目完成度、技術方案設計能力評估、團隊協作表現等指標，綜合衡量學生實際能力的提升。教學評估數據顯示，實施該方案后學生平均代碼量達到2.2萬行/學期，技術方案設計能力提升65%，較傳統教學有顯著改善。最后，基于評估結果動態調整教學內容和方法。根據學生反饋和評估數據，優化課程難度梯度，強化實踐環節，調整教學進度，引入新興技術（如Spring Boot、微服務架構等） ，確保課程體系緊跟行業發展。建議教師在教學過程中采用翻轉課堂、案例教學、項目驅動式學習等多樣化方式，提升教學的靈活性與實效性。依托閉環反饋機制，教學活動能夠實現動態優化，提升課程在系統性、科學性與實踐性方面的水平，保障Java EE課程始終與行業發展的實際需求相符，同時契合學生個性化的未來目標，進而培養具備實際開發能力、創新思維以及團隊協作能力的高素質軟件工程人才。倡導在教育推進階段建立閉環反饋體系，依托科學的評估體系全面評判學生學習成果，依靠數據持續調整并優化教學設計方案，不斷推動質量提升，啟發教師及教育管理者創新意識，持續改進教學內容、組織模式和評價方式，確保教學活動始終與行業發展需求以及學生個性化成長目標相一致，實現教學活動的動態優化，推進課程系統性、科學性和實踐性的升級，從而達成教學目標與社會及行業需求的高度一致。

3 以學生為中心的CDIO框架下Java EE企業級開發課程構建

3.1 課程設計與規劃

在CDIO教育理念的指導下，Java EE企業級開發課程的構建需以學生為中心，強調能力產出和實踐成果，將學生未來職業能力需求作為導向標桿，采用科學規范的課程結構編排，實現理論與實踐的緊密結合。課程旨在培養學生扎實的企業級開發能力，涵蓋Java EE技術應用、架構設計、團隊協作以及復雜系統開發等方面能力，最終提升學生對實際工作環境的適應能力與競爭力。課程劃分為三個模塊，分別為基礎技術學習、核心框架實踐和綜合項目開發[4]（如表1所示） ，其中基礎模塊涉及Servlet、JSP等相關技術，核心模塊涵蓋Spring、Hibernate等主流框架應用，綜合模塊通過團隊合作完成復雜企業級系統開發項目，實現從理論知識傳授到小型項目研習，再到綜合項目實踐的全過程，采用分階段的方式提升學生的技術與項目管理能力，為就業做好全面的前期準備。

3.2 教學方法改革

從Java體系課程的教學實踐應用型出發進行改革。以“易教、易學、易練”為目標，改革課程理論部分教學內容。根據企業需求，從崗位能力出發，以職業能力培養為重點，按照企業崗位能力要求確定課程內容、教學組織、教學方法和手段，以及考核的方法和手段，突出學生編碼能力、抽象問題解決能力、邏輯思維能力、計算機思維能力和自學能力的培養，達到培養學生解決實際問題能力的課程教學目標。

在項目實踐環節，引入“企業級應用開發工作坊”模式。例如，搭建仿真實訓環境，指導學生分組完成電商促銷系統或醫療掛號平臺等企業級項目。各小組需經歷原型設計評審、技術方案答辯等環節，在6～8周周期內完成從用戶故事梳理到壓力測試的全流程，提高學生的Spring Boot與MyBatis整合開發能力。針對核心知識點，采用“問題鏈教學法”。以分布式事務模塊為例：首先呈現雙十一訂單異常案例，引導學生討論數據一致性問題；繼而引出Seata框架，組織白板代碼推演；最后布置金融轉賬場景任務，要求對比TCC與SAGA模式差異，階梯式探究使抽象概念具象化。

將Java EE課程內容與企業崗位能力要求對接，強化與實際應用相關的核心技術模塊。課程設置側重培養學生的編碼能力、邏輯思維能力、計算機思維能力和抽象問題解決能力，使學生能夠獨立完成企業級項目開發。將課程分為理論基礎、技術應用、項目實踐三個模塊，逐步遞進式地培養學生的知識體系和實踐能力。將企業真實案例和實際需求融入課程，以項目驅動的方式，通過開發項目讓學生直觀感受到企業級系統開發的全過程，在教學中加入開放性問題和創新性任務，提升學生的自學能力和主動探索能力。通過課程設計與改革，培養學生編碼能力、問題分析與解決能力以及企業級架構設計能力。課程考核以項目成果為主，結合代碼質量、文檔編寫和問題解決能力進行綜合評價。利用在線學習平臺上傳Java EE相關的教學資源，包括教學視頻、實驗指導、案例分析等，學生可隨時學習與復習；線下課堂則側重互動討論和問題解決。鼓勵學生自主學習課程內容，教師在課堂上針對重點和難點進行講解，并提供一對一或小組指導。

3.3 教學資源建設：強調校企結合

建立一支專注于Java課程群的教學團隊，成員之間共享教學經驗、項目案例和開發資源，形成教學與實踐互促的良性循環。將Java技術相關課程整合為課程群，搭建資源共享平臺。上傳課程講義、示例代碼、實驗案例和拓展資料，實施分層培養方案，建立三維能力矩陣：將學生按基礎知識（30%） 、工程能力（50%） 、創新思維（20%） 進行動態評估。對基礎薄弱者開放微課資源庫，設置每日編碼任務；為進階學員開設消息隊列、容器化部署等拓展模塊；選拔優秀學員參與校企聯合的敏捷開發項目，為學生提供全面的學習資源。平臺支持在線實驗和代碼評測系統，學生可實時檢測代碼的正確性和性能，提升學習效率。借助容器化技術和虛擬機模擬企業開發環境，與企業共建實踐平臺，提供服務器、數據庫等資源，支持學生進行分布式開發與部署，幫助學生掌握實際部署流程。通過企業的資源支持，學生可以體驗真實的開發流程和工程問題。

若要推進有效的Java EE企業級開發課程建設，高質量的教學資源保障必不可少。在資源建設過程中，校企合作是核心組成部分。通過構建全面整合的校企合作模式，實現對校企合作深度和廣度的拓展，促使校企合作從以往的實訓性合作拓展至校企共同參與學院專業建設、Java課程設置、教學方案制定等事宜，實現校企人力、物力兩類資源的協同分享，開展靶向定位的人才培養活動。唯有實行這樣的舉措，才能使人才培養與社會需求緊密契合，讓計算機專業學生積累大量工作經驗，增進他們在人際交往及組織協調方面的能力，使教學內容與教學活動進一步貼近企業生產要求，甚至實現經濟成效，最終實現互利雙贏的全方位校企合作績效。借助與企業的合作，把真實項目需求穿插進課程內容，實現教學內容和行業需求的緊密契合，企業具有為教學提供項目案例、開發規范及技術支持的條件，教導學生認識行業標準與最新技術的發展軌跡。開展“雙師型”教學活動[5]，邀約企業工程師參與課程設計及教學指導工作中，向學生提供專業技術層面的指導及行業經驗分享，進一步引導學生參與企業實踐或技術項目，提高對Java EE核心技術的認識與實際操作水平。通過引導學生在學習階段塑造創新思維，促使校企在合作上達成共識，把課程內項目實踐所得轉化為實際產品，支持學生練就實際能力。

4 結束語

在基于CDIO理念的指導下，實施Java EE企業級開發課程打造與教學改革工作，為培養高水平應用型軟件人才開辟了新的路徑。借助以學生為核心的教學方式、模塊化的課程搭建方式以及項目驅動的教學策略，課程改革切實提升了學生在分布式架構設計、企業級代碼規范、技術文檔編制等方面的核心工程能力水平，并通過真實項目研發與校企資源的同步協作，切實實現了教育鏈與產業鏈的深度結合。順應工程教育數字化轉型趨勢，后續應將精力聚焦于三方面優化：打造云原生技術體系的課程模塊，開發可實施智能化代碼評審操作的教學工具，完善校企協同的敏捷項目庫迭代模式，持續促進工程人才對產業技術變革的適應能力。依靠持續創新的課程體系及教學舉措，進一步提升理論與實踐的整合水平，Java EE企業級開發課程將在助力工科教育完善、契合社會對高素質工程人才要求方面發揮關鍵作用。

參考文獻：

[1] 胡為，劉偉，徐宏寧，等.“金課+企業” 視域下的“Java EE應用開發” 課程教學改革與實踐[J].工業和信息化教育，2023（11）：64-69.

[2] 趙炬明，高筱卉.關于實施“以學生為中心” 的本科教學改革的思考[J].中國高教研究，2017（8）：36-40.

[3] 朱杰，王小正，陳長偉，等.基于OBE模式的JavaEE課程教學方法研究[J].中國信息技術教育，2020（S4）：175-178.

[4] 張永軍，李翔.多維度Java EE課程教學改革探索[J].中國信息技術教育，2023（22）： 97-99.

[5] 楊月華.基于校企雙導師制的“JavaEE企業級開發實訓” 課程改革的探索[J].計算機時代，2017（7）：85-87，90.

【通聯編輯：唐一東】