盧沿

摘要：分析應(yīng)用型本科院校軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點，以Java程序設(shè)計作為改革示范課程，提出體現(xiàn)工程教育特色和素質(zhì)培養(yǎng)的教學改革方案。

關(guān)鍵詞：Java語言；教學改革；實踐環(huán)節(jié)；職業(yè)素養(yǎng)；人才培養(yǎng)

0 引言

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)型人才，在建設(shè)高等教育強國的進程中發(fā)揮著不可或缺的作用，也形成了獨特的鮮明特征：以服務(wù)地方或行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展為宗旨，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標，以應(yīng)用科學研究為特色，以產(chǎn)學研深度合作為途徑。因此，錯位競爭、特色發(fā)展、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟是應(yīng)用型本科院校的根本發(fā)展路徑，而人才培養(yǎng)的創(chuàng)新是其改革的突破點。

軟件工程專業(yè)是研究運用工程化方法構(gòu)建和維護有效、實用、高質(zhì)量軟件的學科，如何將軟件專業(yè)的工程教育特色融入到專業(yè)課程教學過程，是應(yīng)用型本科院校在程序設(shè)計類課程的教學改革中必須考慮的問題。

Java是流行的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計語言，具有面向?qū)ο?、可移植、多線程、分布式等特點，在各類高校中被列為計算機和軟件專業(yè)教學體系中的主干課程。該課程對于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、編程技能、自學能力、分析解決問題能力都有著重要作用，并對Android平臺移動應(yīng)用程序開發(fā)、JavaEE框架技術(shù)、Web前端開發(fā)技術(shù)等后續(xù)課程的開設(shè)起到鋪墊作用。

因此，以Java程序設(shè)計作為改革示范課程，從教學理念和教學目標人手明確課程定位，從內(nèi)容層次、教學方法、實踐環(huán)節(jié)、職業(yè)素養(yǎng)、程序競賽、考核方式等方面，構(gòu)建全方位立體教學系統(tǒng)，將工程教育和素質(zhì)培養(yǎng)融入到基礎(chǔ)教學過程中，提高教學質(zhì)量和效率，并為學生將來從事Java平臺相關(guān)軟件產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)奠定堅實的基礎(chǔ)。

1 課程定位

1.1 教學理念

在軟件工程專業(yè)現(xiàn)有的課程體系中，入門的程序設(shè)計語言是c++。由于Java語言的許多基本語法與C++一致，所以學生在學習Java的過程中會感覺相對輕松。因此，Java程序設(shè)計重要的是讓學生理解和掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，理解其作為一門和計算機交流的“語言”，如何讓計算機實現(xiàn)所需要的功能，而不是局限于基本語法或者編程細節(jié)中。

1.2 教學目標

通過理論授課、實驗、實訓項目等教學環(huán)節(jié)，學生將全面了解Java語言的功能特色，掌握它的基本語法和面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄斫獠⑦\用Java的應(yīng)用技術(shù)實施網(wǎng)絡(luò)編程和數(shù)據(jù)庫操作，最終能夠獨立完成面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計與開發(fā)。由于Java平臺的開發(fā)具有連續(xù)性特點，本課程的學習將為后續(xù)系列課程的開設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。Java程序設(shè)計的具體教學目標概括為如下3個方面。

（1）知識目標。立足于基本語法，先由淺入深地介紹一些過程式的內(nèi)容，在具備一定語法的基礎(chǔ)上深入講解面向?qū)ο蟮乃枷?，初步探討面向?qū)ο蟮幕驹瓌t和設(shè)計模式，最后講解實用程序設(shè)計。

（2）技能目標。要求學生熟練地使用JDK 6.0及以上開發(fā)工具包在集成開發(fā)環(huán)境Eclipse平臺上進行Java程序的編輯、編譯、調(diào)試和運行。

（3）能力目標。全面培養(yǎng)學生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力、良好的編程習慣、閱讀API文檔的能力、語言表達能力、團隊意識與合作精神。

2 構(gòu)建全方位立體教學系統(tǒng)

2.1 教學內(nèi)容和方法

Java程序設(shè)計作為一個系統(tǒng)的課程體系，包括64學時授課和2個教學周（折合32學時）的課程設(shè)計，其中課內(nèi)實驗24學時。

授課內(nèi)容歸納成11個單元，循序漸進地劃分為3個層次。首先介紹過程式的內(nèi)容，包括基本數(shù)據(jù)類型、枚舉和數(shù)組、運算符、表達式和語句；其次在具備一定語法的基礎(chǔ)上，深入講解面向?qū)ο蟮姆庋b、繼承和多態(tài)特性在Java語言中的體現(xiàn)；最后介紹實用程序設(shè)計及其API。教學內(nèi)容的層次劃分使知識具有很好的連貫性，適合學生按部就班的學習。

針對上述3個內(nèi)容層次，要分別采用不同的教學方法。第1層次的基礎(chǔ)部分采用比較教學法，通過和C++語言的類比使學生迅速掌握語法；第2層次的面向?qū)ο蟛糠植捎脤嵗虒W法、演示教學法，由簡到繁便于學生理解面向?qū)ο蟮母拍詈吞卣?；?層次的實用程序設(shè)計部分則采用探究法，結(jié)合JavaDoc文檔，從每個知識點的類層次結(jié)構(gòu)講起，在認識了總體結(jié)構(gòu)以后再結(jié)合實例理解每個類的具體功能。比如在介紹輸入/輸出流時，首先通過與學生的現(xiàn)有知識進行對比，說明Java I/O工作原理；然后從文件類人手，分別講解字節(jié)流和字符流。以字節(jié)流為例：首先介紹InputStream和OutputStream類的特征；然后依次講解二者的子類，諸如文件流、過濾流、對象流、字節(jié)數(shù)組流、序列流、管道流的功能；最后以程序?qū)嵗菔净谶M程流構(gòu)造I/O流實現(xiàn)對內(nèi)存、文件和管道中數(shù)據(jù)的訪問。字符流工作原理的講解方式同上。

教材以中文為主，建議對Java平臺感興趣和學有余力的學生閱讀英文版教材，從設(shè)計模式的角度深入理解Java語言的編程思想。

2.2 豐富的案例教學

對每一章節(jié)用心創(chuàng)作相關(guān)素材和程序?qū)嵗?，并?yōu)化課件。在講解特定概念和方法時，通過類比生活中學生熟悉的概念，進行饒有趣味和深入淺出的實例教學。例如在講解面向?qū)ο蟮碾y點——抽象類和接口的概念時，編寫了動物抽象類和寵物接口，然后定義具體的蜘蛛、魚、貓、狗等動物類來擴展抽象類，而魚、貓和狗通常又具有寵物的特點，因此還要實現(xiàn)寵物接口。學生在測試程序中通過聲明不同類型的對象，在運行時觀察它們所表現(xiàn)出來的不同行為，從而深刻理解封裝、繼承和多態(tài)特性的內(nèi)涵，并且能夠比較抽象類和接口的區(qū)別。

2.3 重視實踐環(huán)節(jié)設(shè)計

針對11個內(nèi)容單元，設(shè)計對應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)，讓學生及時對授課內(nèi)容進行練習從而掌握。實驗內(nèi)容共設(shè)置9項，每項實驗又具有關(guān)聯(lián)性，因此統(tǒng)合成3個項目。項目1是銀行賬戶管理程序，主要練習Java基本語法、類與對象、異常處理機制、輸入/輸出流、泛型與集合框架等知識點；項目2是簡易聊天室程序，主要練習Java Swing圖形用戶界面和Socket網(wǎng)絡(luò)編程等知識點；項目3是圖書信息管理程序，主要運用Java Swing繪制界面并使用JDBC訪問數(shù)據(jù)庫。在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計和布置兩個實訓項目，主題分別是俄羅斯方塊和猜數(shù)字游戲，寓教于樂，激發(fā)學生興趣。學生在學習相關(guān)知識點之后，根據(jù)實驗要求不斷補齊功能，并在學期末完成任選其一的實訓項目，最終都會完成4個完整的作品，既能提高動手能力、增強自信心，還能提升專業(yè)認同感和成就感。endprint

2.4 職業(yè)素養(yǎng)的提升

從教學的角度看，軟件工程學科發(fā)展速度非?？?，教師只能將核心基礎(chǔ)知識和當前的實用技術(shù)傳授給學生。因此，如何培養(yǎng)學生持續(xù)學習的能力和運用知識解決實際問題的能力是每個教師面臨的重要課題。針對每個教學環(huán)節(jié)，需要融入一些通識教育的元素，具體體現(xiàn)在：（1）培養(yǎng)學生良好的編程習慣，寫好代碼注釋、查閱JavaDoc文檔、編寫項目文檔說明；（2）程序出錯時及時查看日志，分析異常堆棧信息定位錯誤源頭；（3）遇到難題不能解決時，可以利用Google、百度等搜索引擎查閱信息，培養(yǎng)學生獨立分析、調(diào)查和解決問題的能力；（4）要求學生經(jīng)常登錄CSDN等專家博客，關(guān)注行業(yè)發(fā)展趨勢，借鑒前輩們的經(jīng)驗。久而久之，學生的職業(yè)素養(yǎng)在潛移默化中得到提升，并使之成為一種學習習慣沿襲到以后各項技術(shù)的學習過程中。同時，通過教師指導下的實踐活動和項目組成員的互動，全面提升學生的實踐能力、團結(jié)協(xié)作能力。

2.5 構(gòu)建師生互動平臺

通過各種方式建立互動平臺和溝通機制，加強師生間交流。

（1）在授課中，通過提問和討論來調(diào)動學生的參與感和熱情。

（2）建立班級QQ群，進行實時交流和答疑。

（3）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學平臺，并于2012年通過年度評審。學生可以在平臺上提問或相互回答，教師主要負責回答其他同學回答不上來的問題。另外，網(wǎng)絡(luò)平臺還實現(xiàn)了作業(yè)批改、文檔共享、通知發(fā)布和教學內(nèi)容存檔。

2.6 以程序設(shè)計競賽推動課程教學

以程序設(shè)計類課程為基礎(chǔ)，以競賽型創(chuàng)新實踐基地為依托，為學生參加各類程序設(shè)計競賽構(gòu)建專業(yè)平臺。目前，已組織和參加了校級程序設(shè)計大賽、“藍橋杯”全國軟件專業(yè)人才設(shè)計和創(chuàng)業(yè)大賽。競賽團隊的選拔一方面由任課教師在教學過程中發(fā)現(xiàn)有潛質(zhì)的學生；另一方面，則通過計算機協(xié)會的宣傳，吸引更多學生參與進來。進入競賽團隊的學生，分成C/C++和Java兩個方向。除了課堂教學和指導教師的深化培訓以外，還會根據(jù)競賽的最新要求展開針對性訓練。

目前，學生已經(jīng)在“藍橋杯”全國軟件專業(yè)人才設(shè)計大賽Java本科組的比賽中榮獲江蘇省一等獎2人次，二等獎3人次，三等獎4人次；全國總決賽三等獎1人次，共計10個獎項，并且憑借基于Java平臺構(gòu)建的參賽作品“虛擬解剖系統(tǒng)”榮獲第四屆“藍橋杯”軟件專業(yè)人才創(chuàng)業(yè)團隊賽全國選拔賽三等獎。

2.7 注重過程考核

依據(jù)教學環(huán)節(jié)，考核方式分成課程考核和項目考核。

課程考核從3個方面進行：

（1）注重過程考核，考核過程貫穿于整個課程教學中。通過實驗項目的現(xiàn)場完成情況，考察學生的知識掌握程度、應(yīng)用能力和程序開發(fā)能力，占總成績的40%。

（2）理論考試成績，占總成績的50%。

（3）平時成績占總成績的10%，強調(diào)出勤情況、課堂紀律、課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況。

項目考核則通過成果展示、演講等方式，結(jié)合實訓期間學生表現(xiàn)出來的動手能力、獨立分析解決問題的能力以及總結(jié)報告和答辯水平進行綜合考評。考核比例如下：

（1）項目代碼的可用性、完整性、實用性以及規(guī)范性，占總成績的40%。

（2）項目期間展現(xiàn)的動手能力和團結(jié)協(xié)作意識，占總成績的20%。

（3）項目報告和答辯情況，占總成績的20%。

（4）超出任務(wù)要求的創(chuàng)新精神，占總成績的20%。

3 結(jié)語

經(jīng)過3年的探索和實踐，我們已經(jīng)形成了以Java程序設(shè)計為基礎(chǔ)的Java系列課程群。教學模式改革的探索與實踐對提高課堂教學質(zhì)量和效率具有重要作用。已經(jīng)畢業(yè)的近300名畢業(yè)生正服務(wù)于張家港地方經(jīng)濟，服務(wù)于江蘇省信息化建設(shè)，服務(wù)于長三角地區(qū)的現(xiàn)代化發(fā)展。這不僅推進了校區(qū)在本專業(yè)領(lǐng)域的知名度，也為校企合作打下了一定的基礎(chǔ)。

作為應(yīng)用型本科院校，明確科學定位與加強內(nèi)涵建設(shè)是學校在發(fā)展機遇期所面臨的首要問題。今后的工作中，在實現(xiàn)軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)基本要求的基礎(chǔ)上，著重于對學生實踐能力和項目開發(fā)能力的培養(yǎng)[4]。在專業(yè)教學過程中，尤其是程序設(shè)計類基礎(chǔ)課程的教學中，重視與企業(yè)需求對接，繼續(xù)體現(xiàn)工程教育特色，使學生積累豐富的項目經(jīng)驗，具備較好的職業(yè)素養(yǎng)，為其今后的就業(yè)和繼續(xù)深造奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]上海電機學院高等技術(shù)教育研究所.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，不斷提升地方應(yīng)用型本科院校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的能力[EB/OL].[2011-10-13].http：∥gaojs.sdju.edu.cn/default.php？mod=article&do=detail&tid=85.

[2]金智勇，葉時平，梁方.基于案例分析的Java程序設(shè)計教改研究[J].福建電腦，2009（4）：203-204.

[3]儲岳中，秦鋒，劉宏申.c語言程序設(shè)計理論與實踐一體化教學的幾點實踐[J].計算機教育，2012（12）：22-25.

[4]劉海燕，王雅軒.高校對日軟件外包Javaweb項目開發(fā)人才培養(yǎng)[J].計算機教育，2012（10）：107-110.

（編輯：郭田珍）endprint