OBE理念下基于知識圖譜的Java EE課程教學改革探索與實踐

摘要：當前Java EE課程面臨體系龐雜、學習目標不清晰、個性化教學支持欠缺等問題。與此同時，高等教育正在經歷從“基于課程輸入”向“基于學習產出（OBE） ”的范式轉型。針對這一現狀，本研究基于OBE教育理念，提出通過構建課程知識圖譜來推進Java EE教學改革。改革方案系統性地涵蓋了教學目標設定、教學內容重構、教學活動設計與實施以及教學考核評價等關鍵環節。實踐數據表明，該教學改革方案有效促進了學生的知識體系構建與個性化學習進程，顯著提升了學生的高階思維能力與軟件開發綜合技能，從而切實增強了學生的就業競爭力。

關鍵詞：成果導向教育（OBE） ；知識圖譜；Java EE；教學改革

中圖分類號：G642" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）19-0127-04

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

“以學生為中心，以產出為導向，以持續改進為驅動力”的OBE（Outcomes-Based Education） 教育理念是工程教育認證的核心，OBE教育思想源于直接面向社會需求的大眾化教育，高等教育已從基于課程的教育轉向基于產出的教育，從以教師為中心轉向以學生為中心，從知識傳授型教育轉向能力培養型教育[1]。

Java EE課程是一門核心的軟件開發課程，其內容涉及互聯網計算機應用相關的架構、方法和技術，是計算機專業軟件開發方向的主干課程。Java EE是建立在Java平臺上的企業級應用解決方案，是當前企業級開發的首選平臺，眾多企業級應用，如辦公自動化系統、電子商務平臺和互聯網金融應用等，均基于Java EE技術開發。

1 存在的問題

本研究涉及的Java EE課程包括兩方面內容：（1） Java Web開發技術；（2） 基于Spring+SpringMVC+MyBatis的第三方開源框架。目前課程教學存在以下突出問題：

（1） 教學內容與實際需求脫節。課堂教學偏重理論原理和復雜框架配置，而學生更渴望掌握最新、高效的開發技術。由于技術框架和行業案例更新迭代快，亟須重構課程體系，通過精心設計激發學生的學習主動性。

（2） 教學模式缺乏多樣性。教師僅將課件和視頻上傳至“學習通”平臺，采用統一的教學進度和方式。教學資源未按知識粒度系統組織，導致學生難以把握知識脈絡，自主學習導向性不足。課堂以教師講授和學生模仿為主，缺少深度討論和綜合實踐，不利于知識的內化和深度理解。

（3） 考核機制不夠完善?，F有過程性考核和期末分組設計難以準確評估個體學習效果，特別是團隊項目中個人貢獻的量化存在困難，需要建立更精準的個體評價體系。

針對上述問題，在OBE教育理念下，研究提出了基于知識圖譜的混合式教學模式。OBE理念強調的是以學生為中心，以成果產出為導向，能夠進行持續改進[2]；而知識圖譜作為推動人工智能發展的核心驅動力，為教育信息化2.0時代的教育教學提供了新的賦能力量，提高精準教學質量和個性化服務水平[3]。借助超星學習通平臺，構建課程知識圖譜，實施線上線下相結合的教學實踐，獲取學生個體和班級整體在課程學習過程中所產生的動態知識圖譜，為學生推薦個性化學習路徑和學習資源，也為教師持續改進教學提供支持，從而提高教學質量，增強學生的軟件開發能力與就業競爭力。

2 改革措施

2.1 以社會需求為目標，重構課程知識體系

2.1.1 整合高效的Java EE開發框架Spring Boot

當前Java EE開發技術流行的框架是Spring Boot，Spring Boot是建立在Spring框架之上，基于Spring的核心特性和功能，是Spring的一種擴展和增強。由于Spring Boot遵循“約定優于配置”的原則，從而使得開發者只需很少的配置，或者使用默認的配置就可以快速地搭建項目，大大提高開發效率，因此深受開發者青睞。這要求在講授Spring框架時，需增設Spring Boot內容。教師需在有限學時內優化課程知識體系，使得學生既有Spring框架的理論知識，又能夠應用Spring Boot框架去高效地開發項目。

2.1.2 選用高效的開發平臺IntelliJ IDEA，將相關的工具引入課程學習框架

支持Java EE開發的平臺有MyEclipse、Eclipse和IntelliJ IDEA， IntelliJ IDEA是近年來廣受歡迎且業界評價極高的Java EE開發平臺，其在智能代碼輔助、代碼重構及版本控制工具集成等方面表現優異，是一款高效的開發工具。在課程學習中，還引入相關工具，具體如下：

（1） Maven構建工具：引入Maven項目構建工具，旨在規范項目結構，統一管理項目依賴（JAR包） ，培養學生遵循行業標準開發流程的意識。

（2） Postman接口測試工具：引入Postman進行接口測試，使學生掌握API測試方法，理解客戶端與服務器交互過程，為前后端分離開發奠定基礎。

（3） Spring-Fox接口生成工具：集成Spring-Fox自動生成API文檔，便于前后端協作，讓學生體驗真實的團隊開發流程。

（4） Git版本控制工具：引入Git進行版本控制，培養學生的協作開發能力和項目版本管理習慣。

2.2 梳理知識脈絡，構建課程知識圖譜，以成果為導向，重新設計教學活動

OBE教育理念強調以學生為中心，推動高等教育從知識傳授型向能力培養型轉變?；诒緦W院學生的專業知識結構需求，Java EE課程采用全棧內容設計。在有限學時條件下，須突破傳統\"以教師為中心\"的灌輸式教學模式，通過超星學習通平臺實現信息化教學，采用線上線下混合式教學方法，系統梳理知識體系并構建課程知識圖譜，進而依托圖譜建設課程資源體系。

課程實施以成果為導向，每個教學模塊均設計綜合性案例，有機融入相關知識點。課程知識圖譜的構建依據Web應用系統開發技術要點，可直觀呈現知識點間的邏輯關聯、先后修關系以及在案例中的實際應用。教學實施過程中，基礎性、概念性內容安排學生線上自主學習；線下課堂教學重點聚焦：（1） 技術應用場景；（2） 技術背景、設計原理與核心問題；（3） 技術體系架構，幫助學生形成系統性技術認知[4]。教師通過增設綜合實踐與專題討論環節，著力培養學生分析、評價與創新的高階思維能力。

2.3 基于線上線下混合式教學，完善考核方式，實現精準評價

考核包括形成性考核和終結性考核，把線上學習情況納入考核，細化考核的方面，通過平臺能夠較精準地考查學生平時的學習表現和學習效果。

3 實施過程和效果

3.1 明確教學目標，整理知識脈絡，構建課程知識圖譜，完善教學資源

課程目標1：理解Java EE整體技術框架、掌握Java Web開發技術、掌握Spring框架、SpringMVC框架和MyBatis框架、掌握SSM框架的整合思想和步驟。

課程目標2：掌握Web應用程序的開發流程、理解常用的設計模式，掌握代碼的編寫規范、掌握企業級應用程序的分層架構，能夠基于SSM框架，結合主流的前端開發技術完成項目開發。注重培養實踐能力和解決問題的能力，能夠針對應用開發的實際問題，提出解決方案，并具有創新意識。

課程目標3：具備與其他同學進行有效溝通和協作的能力；具備自主學習和終身學習的意識，能夠跟蹤技術前沿。

明確了上面的課程目標，設計了圖1的教學體系，按照圖２的思路來展開教學，由淺入深，逐層推進。

初步建成知識圖譜，分為“第1部分Java EE概述與開發環境搭建”“第2部分Java Web開發基礎”“第3部分SSM框架”“第4部分Spring Boot框架”和“第5部分前端開發技術”5個模塊?？紤]到部分專業未開設前端開發課程，本課程特增設“第5部分前端開發技術”模塊，提供HTML+DIV+CSS、JavaScript、JQuery和Bootstrap框架的學習資源，供學生自主學習。根據教學內容，將教材里的一些相關的章歸屬到一個模塊里，一個模塊再分為幾個節，“模塊-節-知識點”三級粒度組成，通過知識圖譜，學生可以構建Web應用系統開發的技術體系，其中“第2部分Java Web開發基礎”模塊的知識圖譜如圖3所示。

單擊圖譜中的“2.1 JSP基本語法”節點時（如圖4所示） ，右側窗口將顯示該知識點關聯的學習資源、試題、平均完成率、平均掌握率以及前后繼知識點的掌握率。單擊詳情，可以看到班級對這個知識點的整體掌握情況，如圖5所示，選擇某個學生，則可以看到這個學生的個體掌握情況，如圖6所示，系統能為學生推送個性化學習路徑，支持其自適應學習。

3.2 編寫教案，做好線上線下教學內容和教學活動的設計

在組織和完善教學資源時，需要系統性地關聯各知識點。由于教學內容涵蓋多個板塊，應明確劃分三個層次：核心掌握內容、自主學習內容和知識拓展內容。具體實施包括：編寫詳細教案，設計線上線下相結合的教學內容，精心組織課堂教學，發布與知識點相關聯的隨堂練習以監測學生掌握情況。同時增加課堂討論環節促進知識內化，并在每個模塊學習后安排綜合實踐活動以提升實踐能力。

期末課程大作業采取項目制形式：教師基于現有Web系統設計題目，規定數據庫結構和功能需求。學生以小組為單位，在限定條件下進行合作開發，除完成基本功能外還需實現拓展功能。要求明確記錄組員分工與貢獻，并提供相應證明材料。作業提交后須進行班級答辯演示，這一設計既能促進學生間的交流學習，又能有效防范抄襲行為，確保評價過程的真實性和公平性，從而客觀反映學生的學習成效。

3.3 實施線上線下混合式教學，獲取學生個體和班級整體動態知識圖譜

實施線上線下混合式教學，線上借助知識圖譜可直觀監測學生對各知識點的完成率與掌握度，通過班級知識圖譜和章節測驗統計，凝練共性問題[5]；線下課堂完成重要知識的精講、實踐練習、綜合案例講解和討論， 促進知識的深度學習，內化知識，構建知識之間的關聯；課后發布實驗作業和拓展資料。學習通平臺會根據學生各個知識點的掌握情況，推薦個性化學習路徑和個性化學習資源，學生進行自適應學習。基于課程知識圖譜，平臺記錄學生在教學課件、教學視頻、實驗作業、隨堂練習、章節測驗、討論等環節的學習軌跡，以知識圖譜的形式可視化地展示學生知識點的掌握程度，能夠精準定位學生學習短板以及薄弱知識點，教師可依據平臺反饋的學生學習問題，動態調整教學策略。

3.4 建立一套過程性評價與終結性評價相結合的多元化課程評價體系

為確保課程目標的達成，教學內容、教學方式及評價體系均圍繞這三個目標設計與實施[6]。課程的成績由平時成績40%和期末設計成績60%構成，平時成績的權重如圖7所示。期末設計的評分標準如圖8所示。

4 結語

通過匿名在線問卷調查收集的學生反饋數據（如圖9所示） ，客觀反映了教學改革的實際成效。問卷調查結果顯示：學生在成果導向認知、開發工具鏈掌握程度以及知識體系構建等方面均給予積極評價，這些反饋與課程設計的預期目標高度吻合，證實了教學改革的有效性。實施基于OBE理念與知識圖譜的Java EE課程教學模式后，不僅顯著提升了學生的學習積極性，更使其具備了扎實的Web應用系統開發能力，同時在團隊協作和自主學習方面也取得了明顯進步。

參考文獻：

[1] 蔣宗禮.本科人才培養 從經驗走向科學 從粗放走向精細[M].北京：清華大學出版社，2021.

[2] 孫憲麗，張欣，張楠.基于工程教育專業認證的計算機專業人才培養模式研究[J].大學教育，2016，5（4）：112-113，132.

[3] 陳云龍，孔娜.我國教育數字化轉型的基礎、挑戰與建議[J].中國教育學刊，2023（4）：25-31.

[4] 李小薪，趙小敏，韓姍姍，等.以全面、高效和可持續性為導向的Java EE課堂教學[J].計算機教育，2021（3）：118-122.

[5] 趙萬祥，李滔，劉強，等.以活動為導向的有機化學知識圖譜構建與實踐[J].化學教育（中英文），2024，45（4）：113-120.

[6] 徐勝舟，杜小坤.基于工程教育認證理念的《Java EE程序設計》課程目標達成度評價方法[J].現代計算機，2021，27（19）：170-174.

【通聯編輯：王力】