梁春泉+張陽+戴濤

摘 ? ?要： “中間件技術(shù)”是軟件工程專業(yè)的核心課程，該課程學(xué)習(xí)企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)開發(fā)所需的大量理論、技術(shù)和概念。傳統(tǒng)講授法令學(xué)生感覺課程內(nèi)容繁雜、抽象、枯燥，難以掌握。探索將案例教學(xué)法和問題導(dǎo)入法有機(jī)結(jié)合，提出案例式問題導(dǎo)入法，并引入到“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中，為“中間件技術(shù)”及類似課程的教學(xué)改革提供參考，并對(duì)案例式問題導(dǎo)入法的開展給出幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：中間件技術(shù);案例教學(xué)法;問題導(dǎo)入法;分布式系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G642.3 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2015）09-0046-03

? ?“中間件技術(shù)”是軟件工程專業(yè)的主干課程，是全國各大高等院校軟件工程專業(yè)本科生或研究生的必修課。中間件實(shí)質(zhì)上是對(duì)企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)開發(fā)中面臨的共性問題進(jìn)行提煉、抽象所形成的可復(fù)用軟件部件，為企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)架構(gòu)。該課程以計(jì)算機(jī)編程語言、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多課程交叉知識(shí)為基礎(chǔ)，圍繞五大類型中間件即遠(yuǎn)程調(diào)用、消息、分布對(duì)象、數(shù)據(jù)庫和事務(wù)中間件開展，學(xué)習(xí)中間件技術(shù)的概念、原理及應(yīng)用。課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)原理的掌握，同時(shí)注重學(xué)生解決實(shí)際問題的實(shí)踐能力。

然而，各大高校在開設(shè)“中間件技術(shù)”課程時(shí)，普遍側(cè)重于向?qū)W生灌輸基本概念和原理，輔以簡單孤立的、遠(yuǎn)離真實(shí)企業(yè)應(yīng)用的程序示例進(jìn)行講解。部分高校甚至把對(duì)某一中間件產(chǎn)品的介紹，如J2EE或.NET，當(dāng)成學(xué)習(xí)“中間件技術(shù)”的全部內(nèi)容。造成學(xué)生對(duì)該課程中所涉及的大量知識(shí)難以融會(huì)貫通，對(duì)企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)開發(fā)理論理解的廣度和深度不夠。同時(shí)，本科生由于缺乏軟件項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，特別是大型企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中間件技術(shù)的應(yīng)用角度和應(yīng)用領(lǐng)域不理解，也不了解中間件技術(shù)在就業(yè)前景和職業(yè)生涯中的作用，學(xué)習(xí)興趣不高。國內(nèi)對(duì)“中間件技術(shù)”課程的教學(xué)改革探討工作也非常少，據(jù)筆者查閱，只查到相關(guān)文獻(xiàn)[1-2]，但這些文獻(xiàn)僅探討了J2EE中間件教學(xué)，并非真正意義上的“中間件技術(shù)”課程。

為了讓學(xué)生能更好地把前期所學(xué)專業(yè)課知識(shí)、企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)開發(fā)理論和實(shí)踐結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高“中間件技術(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量，本文嘗試將案例教學(xué)和問題導(dǎo)入法融合起來，提出案例式問題導(dǎo)入法，并引入到“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中。

一、案例式問題導(dǎo)入法的提出

（一）案例教學(xué)法的內(nèi)涵及意義

案例教學(xué)是在學(xué)習(xí)者掌握相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)上，在教學(xué)者的組織和指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容要求，借助于真實(shí)案例連接學(xué)習(xí)的內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用，把學(xué)習(xí)者帶入具體場景進(jìn)行案例分析，讓學(xué)習(xí)者通過對(duì)案例相關(guān)資料的收集、研究及對(duì)案例的分析、討論和交流， 最終對(duì)問題予以解決，在此過程中加深學(xué)生對(duì)基本原理和概念理解的一種教學(xué)方式。案例教學(xué)最初源于英國的法學(xué)，后來被成功地用于法學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式側(cè)重于講解基本概念和原理。由于學(xué)生缺乏對(duì)工程實(shí)踐背景的了解，其結(jié)果是學(xué)生雖然掌握了單個(gè)原理，但卻很難融會(huì)貫通并綜合應(yīng)用。為此，在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)中，國內(nèi)許多學(xué)者也引進(jìn)了案例教學(xué)[3-4]，為學(xué)生在計(jì)算機(jī)理論與實(shí)踐之間搭起一座橋梁。

本文在“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中引入案例教學(xué)，避免學(xué)生孤立地學(xué)習(xí)各個(gè)概念，幫助學(xué)生理解如何將多課程理論知識(shí)融合成一個(gè)整體，深刻地理解企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)理論如分布式事務(wù)、安全服務(wù)、負(fù)載均衡等，并提高運(yùn)用前期所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐能力。同時(shí)，真實(shí)的案例還可以幫助學(xué)生了解中間件技術(shù)在就業(yè)前景和職業(yè)生涯中的作用，提高其學(xué)習(xí)興趣。

（二）問題導(dǎo)入法的內(nèi)涵及意義

問題導(dǎo)入法是啟發(fā)式教學(xué)原則的一種具體教學(xué)方式，以解決問題貫穿整個(gè)教學(xué)。實(shí)施過程中，教學(xué)者為了讓學(xué)習(xí)者掌握一個(gè)理論或方法，導(dǎo)入一個(gè)具體問題，以解答這個(gè)問題為導(dǎo)向，引發(fā)學(xué)習(xí)者思考解決這個(gè)問題，從而引入所需要學(xué)習(xí)的理論或方法，并在解決問題過程中掌握這些理論或方法。該方法能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，讓教學(xué)變得靈活，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時(shí)，由于學(xué)生在解決問題過程中可以提出不同的思想和方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[5]。

中間件實(shí)質(zhì)上是對(duì)企業(yè)級(jí)分布式系統(tǒng)開發(fā)過程中面臨的共性問題進(jìn)行提煉、抽象所形成的可復(fù)用部件。在“中間件技術(shù)”課程中應(yīng)用問題導(dǎo)入法，引出并解決這些共性問題，可讓學(xué)生自然地掌握中間件技術(shù)的概念和理論。再者，“中間件技術(shù)”課程涉及大量抽象的、難于理解的概念，直接講授會(huì)令學(xué)生覺得枯燥無味，沒有學(xué)習(xí)興趣。問題導(dǎo)入法將學(xué)生帶入問題的思考中，在思考中學(xué)習(xí)中間件技術(shù)知識(shí)并培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。最后，中間件技術(shù)是前期課程知識(shí)的綜合。傳統(tǒng)講授法讓學(xué)生簡單孤立地理解各個(gè)概念，無法從整體上把握。問題導(dǎo)入法帶引學(xué)生思考，在此過程中，學(xué)生自己將各種理論和技術(shù)聯(lián)系起來，從而在宏觀整體上理解中間件平臺(tái)。

（三）案例教學(xué)與問題導(dǎo)入法的結(jié)合

案例式問題導(dǎo)入法將案例式教學(xué)和問題導(dǎo)入法有機(jī)結(jié)合，充分利用這兩種啟發(fā)式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，啟發(fā)學(xué)生思維，變被動(dòng)為主動(dòng)。傳統(tǒng)問題導(dǎo)入法按問題的導(dǎo)入方式一般有情景式導(dǎo)入問題、任務(wù)式導(dǎo)入問題和案例式導(dǎo)入問題。本文也是在案例中導(dǎo)入問題，但“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中的案例式問題導(dǎo)入法有其特殊性。傳統(tǒng)的案例式問題導(dǎo)入法，圍繞案例導(dǎo)入問題，學(xué)生通過解決這些問題，得到整個(gè)案例的解決方案。然而，在“中間件技術(shù)”課程中，學(xué)生需學(xué)習(xí)的是如何解決企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的共性問題，而不是開發(fā)整個(gè)系統(tǒng)。因此，對(duì)企業(yè)級(jí)應(yīng)用案例，只需導(dǎo)入系統(tǒng)開發(fā)中的共性問題，讓學(xué)生在解決這些共性問題中學(xué)習(xí)中間件知識(shí)。

“中間件技術(shù)”課程中案例式問題導(dǎo)入法的基本思路為：教師首先對(duì)真實(shí)的企業(yè)級(jí)應(yīng)用案例作垂直層次分析，識(shí)別出開發(fā)共性問題，將案例分為業(yè)務(wù)層、中間件和部署環(huán)境;然后把所用到的中間件轉(zhuǎn)變?yōu)殚_發(fā)中面臨的共性問題，其他兩層作為從已知引出未知的基礎(chǔ);最后組織學(xué)生討論并解決這些問題，掌握中間件技術(shù)的原理和應(yīng)用。

二、運(yùn)用案例式問題導(dǎo)入法的策略

案例式問題導(dǎo)入法在“中間件技術(shù)”課程中的實(shí)施過程包含獲取案例、分析案例、導(dǎo)入問題、設(shè)計(jì)教案、發(fā)放資料、組織課堂、案例實(shí)踐、交流反饋、評(píng)價(jià)調(diào)整等九個(gè)步驟。

（一）獲取案例

案例是開展案例式問題導(dǎo)入法的基礎(chǔ)，案例獲取和選擇最終影響著教學(xué)效果。課程小組根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的要求，通過網(wǎng)絡(luò)或其他資源，收集國內(nèi)外企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)案例，供案例式問題導(dǎo)入法教學(xué)實(shí)施或?qū)W生案例實(shí)習(xí)使用。案例不是簡單舉例，案例必須是真實(shí)的、完整的、典型的和具有啟發(fā)性的[6]。

（二）分析案例

案例的解決方案，表面上是一個(gè)平面化的技術(shù)框架。在案例分析過程中，課程小組需要根據(jù)中間件的定義，將案例解決方案在垂直方向上劃分為三個(gè)層次：業(yè)務(wù)層、中間件和開發(fā)部署環(huán)境。

業(yè)務(wù)層：應(yīng)用系統(tǒng)包括哪些業(yè)務(wù)模塊、業(yè)務(wù)子系統(tǒng);哪些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)給別的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供服務(wù)，或哪些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)需要?jiǎng)e的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供服務(wù)。

? ?中間件：業(yè)務(wù)子系統(tǒng)間采取什么通信方式，如過程調(diào)用、對(duì)象調(diào)用或消息調(diào)用等;如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)定位、安全機(jī)制、事務(wù)實(shí)施、多任務(wù)創(chuàng)建及負(fù)載均衡等。

? ?開發(fā)和部署環(huán)境：分析硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)類型、操作系統(tǒng)類型、開發(fā)語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。

（三）導(dǎo)入問題

根據(jù)課程內(nèi)容，以業(yè)務(wù)系統(tǒng)和部署環(huán)境為基礎(chǔ)，假設(shè)中間件部分未知，把所需中間件轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)面臨的共性問題。例如對(duì)消息中間件提出業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間如何消息傳遞的問題;對(duì)對(duì)象調(diào)用中間件提出業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間如何調(diào)用彼此對(duì)象的問題;對(duì)CORBA提出業(yè)務(wù)子系統(tǒng)語言開發(fā)語言不同，如何調(diào)用彼此對(duì)象的問題;對(duì)事務(wù)中間件提出如何在子系統(tǒng)之間保證一系列操作滿足事務(wù)特性的問題等。每個(gè)大的問題同時(shí)還可以拆分成一系列前后相關(guān)、有啟發(fā)性的子問題。

（四）設(shè)計(jì)教案

圍繞教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，確定每次案例教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。特別是中間件概念、原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和作用。在教學(xué)方法中，引導(dǎo)學(xué)生討論，激勵(lì)他們參與和合作學(xué)習(xí)，注重啟發(fā)思維和理論聯(lián)系實(shí)際。在教學(xué)過程中，合理組織和使用案例分析得到業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成、開發(fā)部署環(huán)境組成及導(dǎo)入的共性問題，考慮如何從業(yè)務(wù)系統(tǒng)、開發(fā)部署環(huán)境中提出問題，安排學(xué)生從一個(gè)問題的討論過渡到另外一個(gè)的討論。同時(shí)，教師還需要規(guī)劃和控制好教學(xué)過程的時(shí)間。

（五）發(fā)放材料

課前，學(xué)生需要對(duì)企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用案例有所了解。因此課前需要將案例相關(guān)材料發(fā)給學(xué)生。但給學(xué)生提供的不是完整的案例，而是除去中間件部分的案例分析材料。對(duì)中間件部分，可轉(zhuǎn)變?yōu)槌醪降膯栴}，如系統(tǒng)缺了什么，也提供給學(xué)生。同時(shí)還要將企業(yè)簡介、業(yè)務(wù)背景、公司網(wǎng)址等參考資料交給學(xué)生，供學(xué)生提前準(zhǔn)備。

（六）組織課堂

整個(gè)課堂組織以學(xué)生討論為主。教師從業(yè)務(wù)系統(tǒng)需求、開發(fā)部署環(huán)境條件開始，將學(xué)生帶入到共性問題中，組織學(xué)生分組討論。在學(xué)生討論過程中，要調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，盡量讓所有學(xué)生參與討論，避免出現(xiàn)冷場現(xiàn)象;注意觀察和了解學(xué)生的反應(yīng)和表現(xiàn)，加強(qiáng)個(gè)別輔導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生參與討論和發(fā)言。討論中，教師需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加入評(píng)價(jià)、反饋矯正和歸納，突出重點(diǎn)和突破。

（七）案例實(shí)習(xí)

? ?“中間件技術(shù)”課程的實(shí)習(xí)，不應(yīng)該是簡單地調(diào)用中間件運(yùn)行庫的API編程。在實(shí)習(xí)中，需要給學(xué)生提供一個(gè)新的、與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的、完整的案例。首先讓學(xué)生依據(jù)課堂所使用的案例分析材料，采用相同的案例分析方法，將案例垂直劃分為業(yè)務(wù)層、中間件層及開發(fā)部署環(huán)境層，確定每層包含的內(nèi)容。其次確定案例所采用的中間件產(chǎn)品。最后讓學(xué)生編程部分實(shí)現(xiàn)中間件調(diào)用;對(duì)于優(yōu)秀的學(xué)生，鼓勵(lì)其實(shí)現(xiàn)簡單的中間件。通過這樣的實(shí)踐，讓學(xué)生從宏觀到微觀，從中間件的作用、地位到應(yīng)用等多角度進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

（八）課后交流

? ?課后的交流對(duì)改進(jìn)教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量有著重要作用。課后，教師需要與學(xué)生交流對(duì)案例式問題導(dǎo)入法的感受，了解有哪些考慮不足的地方，學(xué)生對(duì)課程實(shí)施有什么意見。在筆者實(shí)施教學(xué)過程中，有許多學(xué)生會(huì)主動(dòng)與教師交流。在反饋過程中，學(xué)生提出了許多建議，同時(shí)普遍認(rèn)為，這種教學(xué)方式，讓他們都可以參與，更能集中注意力;真實(shí)的企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用案例中導(dǎo)入問題，能激發(fā)他們的興趣和動(dòng)力，能讓他們從部分到整體深刻掌握中間件技術(shù)，同時(shí)更能理解中間件的作用及在系統(tǒng)中的地位。

（九）評(píng)價(jià)與改進(jìn)

? ?一輪案例式問題導(dǎo)入法教學(xué)實(shí)施之后，教師需根據(jù)學(xué)生實(shí)習(xí)過程和實(shí)習(xí)報(bào)告、課堂討論、課后交流及考試等方面的情況，對(duì)該教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，總結(jié)可取之處，發(fā)現(xiàn)不足。針對(duì)不足地方，需要在案例分析、問題導(dǎo)入上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，甚至修改教案和調(diào)整課堂組織。調(diào)整結(jié)果將應(yīng)用到下一輪教學(xué)中。通過評(píng)價(jià)調(diào)整，持續(xù)改進(jìn)案例式問題導(dǎo)入法，使其趨于完善。

三、反思

（一）建立高質(zhì)量的企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用案例庫

實(shí)施案例式問題導(dǎo)入法的基礎(chǔ)是建立完整、真實(shí)、典型和啟發(fā)性的案例庫。案例必須是真實(shí)的，是國內(nèi)外知名企業(yè)的真實(shí)企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用;案例必須是完整的，包括應(yīng)用背景、技術(shù)方案和實(shí)施結(jié)果;案例必須是典型的，覆蓋著一類或幾類中間件技術(shù)，并且是這些技術(shù)的典型應(yīng)用;案例必須具有啟發(fā)性，能啟迪學(xué)生思考，給學(xué)生足夠的想象和自由發(fā)揮空間。

（二）解決企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)中的共性問題

傳統(tǒng)的案例教學(xué)中，教師提供案例背景，導(dǎo)入面向整個(gè)案例問題， 讓學(xué)生圍繞問題解決整個(gè)案例。在“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中，學(xué)生不需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用案例方案，如，不需搞清楚業(yè)務(wù)流程、如何實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模塊，也不考慮如何選擇底層部署環(huán)境。學(xué)生要解決的是系統(tǒng)開發(fā)中的共性問題，即中間件部分的問題。對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方案和開發(fā)部署環(huán)境方案，教師分析后直接提供給學(xué)生，中間件部分轉(zhuǎn)變?yōu)楣残詥栴}，讓學(xué)生能在業(yè)務(wù)和部署環(huán)境的基礎(chǔ)上解決這些問題，從而自然掌握中間件知識(shí)。

（三）注意提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是課堂組織過程中，讓學(xué)生積極參與、避免冷場的關(guān)鍵。在筆者初步嘗試案例式問題導(dǎo)入法時(shí)，從案例的業(yè)務(wù)需求和部署環(huán)境直奔導(dǎo)入的問題，讓學(xué)生討論，結(jié)果學(xué)生興趣不高，課堂氣氛不是很活躍。在這種情況下，筆者及時(shí)調(diào)整，以企業(yè)規(guī)模和地位、員工收入、業(yè)務(wù)背景等方面激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生感覺以后他們將會(huì)在這樣的企業(yè)中發(fā)展，置身企業(yè)員工角色中。在評(píng)價(jià)和小結(jié)過程中，充分肯定每一位學(xué)生的見解和方案。通過這樣方法，啟發(fā)了學(xué)生的興趣和動(dòng)力，課堂變得活躍，學(xué)生開始積極發(fā)言，相互啟發(fā)，取得較好教學(xué)效果。

（四）對(duì)師生的要求

教師作為教學(xué)的組織者，必須對(duì)所講授的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)科知識(shí)體系有明晰、深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)教師最好具有在軟件企業(yè)從業(yè)或進(jìn)修的經(jīng)歷，有著豐富的軟件工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。這樣才可對(duì)企業(yè)應(yīng)用背景、案例有深刻的理解，能對(duì)案例在垂直層次進(jìn)行合理的分析。教師還要能根據(jù)學(xué)生已有知識(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、思維能力水平層次，針對(duì)中間件層，導(dǎo)入難度要適當(dāng)，但又稍高于學(xué)生現(xiàn)有能力的問題。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，不需要具備全部的基礎(chǔ)知識(shí)、概念、基本技能，因?yàn)橛懻撨^程中，每位學(xué)生所擅長的知識(shí)可以彌補(bǔ)彼此的不足;但他們需要在教師引導(dǎo)下，能夠主動(dòng)地參與討論，積極探索。

本文將案例教學(xué)和問題導(dǎo)入法相結(jié)合，引入到“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中，以真實(shí)的企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)。對(duì)案例選取、案例分析、問題導(dǎo)入、課堂組織及案例實(shí)習(xí)等方面進(jìn)行了討論，指出了案例式問題導(dǎo)入法的要點(diǎn)。

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