高志升　謝春芝

摘要：針對(duì)普通本科院校軟件工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)JAVA EE課程中存在的只注重語法、具體技術(shù)細(xì)節(jié)，不注重方法的學(xué)習(xí)，不能從總體上掌握軟件開發(fā)的思想，不具備運(yùn)用系統(tǒng)化的思想分析、解決問題的能力的問題。我們通過對(duì)自頂向下系統(tǒng)化的方法的理解與分析，并將其運(yùn)用到JAVA EE課程教學(xué)中，提出了“自頂向下，由總體到局部，由抽象到具體”的JAVA EE教學(xué)模式，通過精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生從總體上把握J(rèn)AVA EE系統(tǒng)開發(fā)中的具體內(nèi)容。通過教學(xué)實(shí)踐，大部分學(xué)生掌握了JAVA EE系統(tǒng)開發(fā)的思想，并能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)化方法；軟件開發(fā)思想；JAVA EE軟件開發(fā)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2012）28-7244-04

1 JAVA EE課程教學(xué)及現(xiàn)狀

JAVA EE是當(dāng)前非常流行的一種企業(yè)級(jí)應(yīng)用軟件開發(fā)框架，為開發(fā)具有跨平臺(tái)性、可擴(kuò)展性的、分布式和易于系統(tǒng)集成的軟件系統(tǒng)提供強(qiáng)大的支持，已經(jīng)在金融、證劵、電信、政府等多個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，例如業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)、電子政務(wù)系統(tǒng)等[1]。面對(duì)巨大的市場(chǎng)需求，大多數(shù)軟件工程專業(yè)都已將JAVA EE程序設(shè)計(jì)課程作為一門核心課程。

我院從2008年以來將JAVA EE程序設(shè)計(jì)課程作為軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。在學(xué)習(xí)這門課程之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了C/C++程序設(shè)計(jì)，JAVA程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，軟件工程，數(shù)據(jù)庫等課程。JAVA EE是一門涉及知識(shí)面廣、實(shí)踐性要求強(qiáng)的一門課程，不同于.NET一棧式思想，JAVA EE得到了眾多開源社區(qū)，商業(yè)公司的支持和發(fā)展，涉及的知識(shí)點(diǎn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)眾多。主要有JAVA EE的體系結(jié)構(gòu)，JAVA EE的十三種核心技術(shù)，框架技術(shù)的應(yīng)用等。我們結(jié)合我院學(xué)生的特點(diǎn)以及與著名軟件公司從事JAVA軟件開發(fā)的一線軟件工程師討論后將JAVA EE程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容定為：按照標(biāo)準(zhǔn)JAVA EE 6 平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)，內(nèi)容主要包括JAVA EE的體系結(jié)構(gòu)，MVC設(shè)計(jì)模式，SERVLET，JSP，JAVABEAN，數(shù)據(jù)庫編程，EJB編程等，注重基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。

過去教學(xué)過程中主要存在的問題有：

（1）教師以考試和習(xí)題為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生記住語法規(guī)則，學(xué)生只注重語法規(guī)則的學(xué)習(xí)，沒有重視對(duì)編程能力的培養(yǎng)。造成學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力較差，不具有舉一反三的能力

（2）實(shí)踐課程只注重對(duì)課本上一些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)，只能起到語法驗(yàn)證正確性的作用，沒有系統(tǒng)性和連貫性。

（3）教師很少向?qū)W生灌輸全面系統(tǒng)的思想，教師在教學(xué)過程中只注重演示書上的代碼例子，講解代碼的語法。沒有系統(tǒng)化地講解清楚相關(guān)的原理，前后相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)的思想過程。

針對(duì)以上問題，近年來我們?cè)贘AVA EE教學(xué)過程采用“自頂向下，由總體到局部，由抽象到具體”的思想設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程。將系統(tǒng)化方法的思想應(yīng)用到教學(xué)過程。

2 系統(tǒng)化方法指導(dǎo)JAVA EE教學(xué)的意義

系統(tǒng)化方法是指用系統(tǒng)的觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)和處理問題的各種方法的總稱，它是一般科學(xué)方法論中的重要內(nèi)容[2]。系統(tǒng)論的思想由貝塔朗菲等人提出并完善，其改變了人類的思維方式，反映了現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，在各行各業(yè)都得到了深入而廣泛的應(yīng)用。溫伯格于1975年在《系統(tǒng)化思維導(dǎo)論》一書中給出了系統(tǒng)化思維方法的定義：“這種思維先于專門的學(xué)科知識(shí)的存在而存在—有時(shí)繞過專門的學(xué)科知識(shí)，有時(shí)又把專門的學(xué)科知識(shí)綜合起來。我們把這種思維和教育方法稱為一般系統(tǒng)論的方法?！盵3] 《系統(tǒng)化思維導(dǎo)論》一書的靈感來源他40年的軟件設(shè)計(jì)和管理生涯，因此系統(tǒng)化的思想指導(dǎo)軟件開發(fā)，指導(dǎo)軟件開發(fā)人才的培養(yǎng)是合適的。運(yùn)用系統(tǒng)化的思想于JAVA EE教學(xué)具有重要的意義：

（1）促使學(xué)生掌握系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)方法。通過系統(tǒng)化觀點(diǎn)組織JAVA EE教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程。在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生在軟件開發(fā)過程中必須具備的系統(tǒng)化分析，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的思維能力。

（2）增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生一開始就看到事物的全貌和整體，通過講解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的核心原理，讓學(xué)生理解事物的本質(zhì)。只有學(xué)生掌握了原理，才能排除對(duì)JAVA EE中繁雜的語法規(guī)則、眾多的技術(shù)手段的恐懼，才能培養(yǎng)其將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行舉一反三的能力。學(xué)生一旦脫離書本也能做出程序，就會(huì)極大的增強(qiáng)他們的信心，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣。

3 JAVA EE系統(tǒng)化教學(xué)內(nèi)容組織及過程

近年來我們通過系統(tǒng)化的思想，在JAVA EE教學(xué)過程中提出“自頂向下，由總體到局部，由抽象到具體”的系統(tǒng)化方法教學(xué)模式。并利用該方法精心組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程。下面主要介紹我們?cè)趲讉€(gè)主要知識(shí)點(diǎn)和重要問題上的教學(xué)措施。

3.1 框架與非框架

學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)和圖書可以了解到一些JAVA EE軟件開發(fā)框架，例如：Struts，Spring以及Hibernate等。我們?cè)谶x擇教學(xué)內(nèi)容上又是基于重視基礎(chǔ)的想法，從而沒有將這些框架選進(jìn)教學(xué)內(nèi)容。因此在講解JAVA EE體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候?qū)⑹裁词强蚣?、框架的原理、框架的作用以及框架的缺點(diǎn)等內(nèi)容介紹給同學(xué)。在講授過程中結(jié)合如圖1的圖示講授框架之間的對(duì)比和在JAVA EE程序設(shè)計(jì)中的作用。并鼓勵(lì)JAVA基礎(chǔ)好的同學(xué)首先簡(jiǎn)單應(yīng)用這些框架。

通過講解可以排除學(xué)生心中為什么不學(xué)主流框架的疑惑，讓學(xué)生明白堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的重要性。

3.2 MVC設(shè)計(jì)模式

MVC設(shè)計(jì)模式是所有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言都因該遵循的規(guī)范。MVC思想是將一個(gè)應(yīng)用劃分為三個(gè)基本部分：Model（模型）、View（視圖）、Controller（控制器），它們以最少的耦合協(xié)同工作，從而提高應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可重用性和可維護(hù)性[4]。我們?cè)诮虒W(xué)過程中結(jié)合圖2，詳細(xì)向?qū)W生詳細(xì)闡述MVC的原理，機(jī)制和優(yōu)缺點(diǎn)。

在我們教學(xué)內(nèi)容中，控制器采用Servlet實(shí)現(xiàn)，視圖采用JSP實(shí)現(xiàn)，具體業(yè)務(wù)邏輯采用原始Java類、JavaBean或EJB實(shí)現(xiàn)。整個(gè)MVC實(shí)現(xiàn)過程如下：

（1）所有的HTTP請(qǐng)求都將映射到一個(gè)Servlet上。

（2）Servlet根據(jù)URL選擇合適的Controller來處理請(qǐng)求，獲得返回的Model和View。

（3）Servlet將Model綁定到Request中，然后交給View渲染。

（4）view將渲染后的頁面返回給用戶，完成請(qǐng)求處理。

完成MVC原理的講解后，使學(xué)生明白Servlet、JSP、JavaBean、EJB和原始Java類等組件在整個(gè)JAVA EE應(yīng)用體系中的作用。同時(shí)完成理論的講解后，向?qū)W生演示幾個(gè)MVC模式的簡(jiǎn)單例子的實(shí)現(xiàn)過程。并要求完成對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)題目。

3.3 Web框架

Web頁面的設(shè)計(jì)不是JAVA EE課程教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，在我們的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中這部分主要要求學(xué)生自學(xué)。但是一個(gè)美觀、專業(yè)的頁面可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣。我們采用的方法是首先用一定時(shí)間講明HTML，CSS和JAVASCRIPT的作用，闡述清楚“結(jié)構(gòu)”和“表現(xiàn)”相分離的原則和優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生從總體上明白相關(guān)知識(shí)和原理。闡明現(xiàn)代Web設(shè)計(jì)中RIA（Rich Internet Application，富集網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序）技術(shù)的重要性，讓學(xué)生明白JAVASCRIPT在其中扮演的重要作用。組織學(xué)生自學(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后，模仿制定的網(wǎng)站完成一個(gè)自己的Web框架，并要求以后所有的實(shí)驗(yàn)都在這個(gè)框架下完成。教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)通過這個(gè)過程的要求和訓(xùn)練，學(xué)生都能在后序的JAVA EE課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)中使用Web框架完成相應(yīng)得項(xiàng)目開發(fā)。

3.4 Servlet原理與應(yīng)用

在學(xué)習(xí)Servlet具體語法細(xì)節(jié)和應(yīng)用之前，我們首先讓學(xué)生系統(tǒng)地，總體地掌握以下三個(gè)方面的重要內(nèi)容：

（1）組件和容器的思想：教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生沒有很好地掌握面向?qū)ο蟮乃枷?，?xí)慣性地采用面向過程的思想思考程序設(shè)計(jì)中的問題。多次被學(xué)生問到諸如“Servlet的程序入口在那里？”等問題。所以對(duì)組件和容器思想的掌握和理解是學(xué)習(xí)JAVA EE開發(fā)多層次體系結(jié)構(gòu)的企業(yè)應(yīng)用程序的關(guān)鍵。在這一部分我們結(jié)合Servlet的工作原理向?qū)W生講解明白組件和容器思想的重要作用，工作原理。容器是組件的運(yùn)行環(huán)境，為組件提供命名服務(wù)、數(shù)據(jù)庫連接、持久化、事務(wù)支持、安全服務(wù)等基礎(chǔ)功能。組件通過調(diào)用容器提供的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)來與外界交互。

（2）Servlet的生命周期：通過Servlet工作過程的分析講解，讓學(xué)生明白Servlet的原理，避免學(xué)生知其然而不知其所以然。只有掌握了Servlet的工作原理，明白了客戶端、容器、Servlet實(shí)例之間交互的過程和底層機(jī)制，學(xué)生才能克服神秘感，才能真正掌握Servlet，并靈活應(yīng)用。Servlet整個(gè)過程如圖3所示。

客戶機(jī)將請(qǐng)求發(fā)送到容器，容器通過配置文件實(shí)例化相應(yīng)的Servlet，并為Servlet進(jìn)程創(chuàng)建線程。容器將封裝請(qǐng)求發(fā)送到Servlet。Servlet創(chuàng)建響應(yīng)信息并發(fā)送給容器，容器將響應(yīng)發(fā)回客戶機(jī)。

（3）Servlet編程接口：傳統(tǒng)的教學(xué)方法通過實(shí)例講解Servlet API的使用方法。造成的問題是學(xué)生對(duì)Servlet的上下文不清晰，只能使用實(shí)例中出現(xiàn)的API，不具備根據(jù)具體問題使用沒有出現(xiàn)的API。所以我們?cè)诮虒W(xué)中通過圖4和相關(guān)內(nèi)容將Servlet的編程接口及相關(guān)關(guān)系為學(xué)生闡述清楚。

3.5 JSP原理與應(yīng)用

詳細(xì)學(xué)習(xí)了Servlet后，學(xué)習(xí)JSP的核心內(nèi)容就是JSP和Servlet的異同。通過和Servlet的對(duì)比教學(xué)使學(xué)生全面理解并掌握J(rèn)SP編程。容器接收到客戶端的請(qǐng)求后，首先判斷JSP文件是否修改或第一次創(chuàng)建，如果是則容器會(huì)調(diào)用JSP解釋器將JSP文件轉(zhuǎn)換為Servlet。反之則將請(qǐng)求傳遞給對(duì)應(yīng)的Servlet。也即是說，JSP在容器內(nèi)就是通過Servlet實(shí)現(xiàn)的。在教學(xué)過程中通過對(duì)比容器生成的JSP對(duì)應(yīng)Servlet代碼和JSP代碼的映射關(guān)系，使學(xué)生明白JSP的核心底層工作原理。

3.6 EJB原理

EJB教學(xué)是本課程的難點(diǎn)內(nèi)容，我們?cè)诮虒W(xué)過程主要通過對(duì)EJB和容器關(guān)系、原理講解，EJB和Javabean在工作原理上的本質(zhì)區(qū)別的講解，各種EJB的生命周期的講解，EJB的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的講解以及通過EJB構(gòu)建分布式應(yīng)用的程序的完整過程的演示，讓學(xué)生掌握EJB編程。

3.7 數(shù)據(jù)庫編程

數(shù)據(jù)庫編程是JAVA EE的重點(diǎn)內(nèi)容，教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生總是對(duì)具體語法細(xì)節(jié)進(jìn)行死記硬背，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中到底使用哪一種DBMS的問題糾纏不清。所以我們?cè)诮虒W(xué)中，深入地講解JDBC接口和JDBC驅(qū)動(dòng)的關(guān)系和相關(guān)原理，應(yīng)用程序、應(yīng)用服務(wù)器和DBMS三者之間的關(guān)系以及交互過程，JDBC驅(qū)動(dòng)程序的4種類型（JDBC-ODBC橋，本地API，JDBC網(wǎng)絡(luò)純JAVA驅(qū)動(dòng)程序和本地協(xié)議純JAVA驅(qū)動(dòng)程序）的分析比較。最后通過具體實(shí)例向?qū)W生對(duì)比演示連接、訪問、操作ORACLE、SQL SERVER、MYSQL等多種DBMS的異同。使學(xué)生從原理上、總體上把握數(shù)據(jù)庫編程的系統(tǒng)化思想。

4 教學(xué)效果

通過“自頂向下，由總體到局部，由抽象到具體”的教學(xué)方法的應(yīng)用，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，排除了對(duì)軟件項(xiàng)目開發(fā)的恐懼感。對(duì)我院109名學(xué)生作了統(tǒng)計(jì)表明經(jīng)過JAVA和JAVA EE課程學(xué)習(xí)，絕大數(shù)學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇JAVA EE。同時(shí)大多數(shù)學(xué)生選擇JAVA作為自己的就業(yè)方向。

5 結(jié)論

針對(duì)我院學(xué)生在學(xué)習(xí)JAVA EE中存在的問題，我們運(yùn)用系統(tǒng)化方法提出了“自頂向下，由總體到局部，由抽象到具體”的教學(xué)模式，通過系統(tǒng)化的方法設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，力爭(zhēng)使學(xué)生掌握J(rèn)AVA EE的核心技術(shù)原理，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)化思想，提高學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)過程中的分析問題解決問題的能力。實(shí)踐表明，我們的方法起到了一定的效果。實(shí)踐中我們還注意到在JAVA教學(xué)之前的前期課程中學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)思想和面向?qū)ο蟮睦斫鈱?duì)JAVA EE的教學(xué)是十分重要的?；A(chǔ)差的學(xué)生可能會(huì)感覺總體的思想和原理過于抽象難懂。這是我們今后教學(xué)中要重視的問題。

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