王倩倩，朱咸軍，肖芳雄

（金陵科技學(xué)院 軟件工程學(xué)院，江蘇 南京 211169）

一、引言

我國(guó)的高等工程教育規(guī)模已經(jīng)位居世界第一，但是作為高等工程教育大國(guó)，在工程教育方面面臨著很多問(wèn)題與挑戰(zhàn)。如工程教育的發(fā)展戰(zhàn)略與目標(biāo)定位還不夠清晰，不同類型學(xué)校辦學(xué)目標(biāo)趨同；工程教育與工業(yè)界脫節(jié)，工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐教育教學(xué)不足；工科專業(yè)課程體系相對(duì)陳舊，與我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不相適應(yīng)；工科教師隊(duì)伍工程經(jīng)歷不足，影響工程教育質(zhì)量等。[1]為了解決以上諸多問(wèn)題，從2005 年起我國(guó)開始建設(shè)工程教育認(rèn)證體系，逐步在工程專業(yè)開展認(rèn)證工作，構(gòu)建質(zhì)量監(jiān)控體系，并于2016 年成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員。

對(duì)于計(jì)算機(jī)類專業(yè)來(lái)說(shuō)，工程教育認(rèn)證要求培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的能力，要求學(xué)生取得工程經(jīng)驗(yàn)，基本了解本行業(yè)狀況；要求講授工程與應(yīng)用類課程的教師具有工程背景，承擔(dān)過(guò)工程性項(xiàng)目的教師需占有相當(dāng)比例，有教師具有與企業(yè)共同工作經(jīng)歷等。[2]從這些基本要求中可以看出，工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)的是面向應(yīng)用，重視實(shí)踐教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題能力的培養(yǎng)。和工程認(rèn)證教育工作相呼應(yīng)的是，國(guó)內(nèi)的諸多高校近年也紛紛在教育教學(xué)改革的探索中注重實(shí)踐環(huán)境的強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)“應(yīng)用型本科”教育模式的轉(zhuǎn)變，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的應(yīng)用型本科專業(yè)人才。[3]

筆者學(xué)校作為一所應(yīng)用型本科院校，其軟件工程專業(yè)2015 年被江蘇省人民政府遴選為省高校品牌專業(yè)建設(shè)一期工程項(xiàng)目，并于2016 年獲批江蘇省一級(jí)重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科。該品牌專業(yè)堅(jiān)持“需求導(dǎo)向，能力為本，知行合一，重在創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)理念，致力培養(yǎng)應(yīng)用型、職業(yè)化軟件人才?！禞ava 程序設(shè)計(jì)》課程作為軟件工程專業(yè)的必修課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生利用面向?qū)ο蠓椒▽?duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、確認(rèn)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用和維護(hù)等能力有著十分重要的意義。課程組以面向應(yīng)用為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮信息技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的作用，在教學(xué)案例設(shè)計(jì)與制作、課堂教學(xué)的實(shí)施與部署、教學(xué)信息化實(shí)現(xiàn)方式與手段等方面，取得了一定的教學(xué)改革成果。

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，《Java 程序設(shè)計(jì)》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的主要問(wèn)題有：

1.師資隊(duì)伍實(shí)踐教學(xué)能力不強(qiáng)

當(dāng)前大多數(shù)高校的程序設(shè)計(jì)課程師資隊(duì)伍存在理論水平較高，但實(shí)踐能力薄弱的情況，這主要是因?yàn)楦咝＝處焷?lái)源渠道較為單一，很多師資力量缺乏實(shí)際企業(yè)開發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)。[4]更有甚者，由于一些學(xué)校程序設(shè)計(jì)師資力量嚴(yán)重不足，一些剛剛?cè)肼毜男陆處熃?jīng)常被分配至程序設(shè)計(jì)類課程組，而這些教師可能剛剛博士畢業(yè)，甚至從未進(jìn)行過(guò)Java 程序設(shè)計(jì)工作。但是另一方面，從企業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)際開發(fā)能力的需求來(lái)看，包括Java 語(yǔ)言在內(nèi)的程序設(shè)計(jì)類課程對(duì)師資隊(duì)伍建設(shè)提出了新要求，要求教師不僅要掌握理論知識(shí)，能勝任理論教學(xué)，還要具備較高的動(dòng)手能力，能夠指導(dǎo)學(xué)生開展軟件開發(fā)實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐。不僅如此，為了讓學(xué)生能夠更好更快地適應(yīng)工作崗位的要求，教師隊(duì)伍可能還需要帶領(lǐng)并指導(dǎo)學(xué)生參與企業(yè)相關(guān)的研發(fā)工作，讓學(xué)生在“實(shí)戰(zhàn)化”的學(xué)習(xí)過(guò)程中完成角色轉(zhuǎn)變。

2.教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、層次化不足

目前絕大部分高校在計(jì)算機(jī)類的本科生教學(xué)安排中，都設(shè)置了《Java 程序設(shè)計(jì)》課程，但由于各個(gè)學(xué)校開設(shè)該課程的方式和目的不同，其教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化有待進(jìn)一步規(guī)范和提高。如有的高校較為重視理論部分教學(xué)，其主要教學(xué)內(nèi)容集中在面向?qū)ο笤砼c方法方面，重點(diǎn)章節(jié)集中在Java 中的類、封裝、繼承等概念性較強(qiáng)的內(nèi)容上，導(dǎo)致了學(xué)習(xí)過(guò)程和效果都不理想。在標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一的前提下，教學(xué)的層次化也是急需提升的一個(gè)方面?！禞ava 程序設(shè)計(jì)》課程不僅需要講授面向?qū)ο蟮幕靖拍?、基本方法，還需要講授已被業(yè)界實(shí)踐證明了的優(yōu)秀實(shí)踐、技術(shù)和軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程，注重理論聯(lián)系實(shí)踐，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自學(xué)能力、應(yīng)用能力。

3.學(xué)習(xí)過(guò)程缺少“實(shí)戰(zhàn)化”，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不強(qiáng)

對(duì)于編程類課程，尤其是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，其概念性、理論性較強(qiáng)，需要學(xué)生在透徹理解面向?qū)ο罄碚摵头椒ǖ幕A(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐開發(fā)。因此，很多高校在開設(shè)該課程時(shí)往往以面向?qū)ο罄碚摓橹攸c(diǎn)，由于理論知識(shí)較為枯燥，學(xué)生難以理解，繼而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，甚至放棄課程學(xué)習(xí)。造成這一問(wèn)題的根本原因在于課程教學(xué)過(guò)程缺乏“實(shí)戰(zhàn)化”，無(wú)法在實(shí)踐中應(yīng)用、鞏固學(xué)習(xí)到的理論，因此由于缺乏足夠的實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，學(xué)生很難真正掌握編程技術(shù)的精髓。[5]

4.對(duì)于教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)互動(dòng)過(guò)程以及學(xué)生學(xué)習(xí)成果的量化分析手段不足

在很多高校的程序設(shè)計(jì)類課程設(shè)計(jì)中，對(duì)于教學(xué)過(guò)程、教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生學(xué)習(xí)成果的量化分析手段上較為單一，往往采用傳統(tǒng)的筆試考核方式，學(xué)生最后考試通過(guò)死記硬背概念，甚至死記硬背一些經(jīng)典程序段，就可以應(yīng)付最終的課程考核，很難真正體現(xiàn)教與學(xué)的真實(shí)效果。也有部分高校進(jìn)行了改進(jìn)，采用大作業(yè)或者機(jī)考的方式進(jìn)行課程考核，這種改進(jìn)雖然一定程度上強(qiáng)化了實(shí)踐操作能力在課程考核中的比重，[6]但是考核仍然無(wú)法持續(xù)、全面地反映整個(gè)教、學(xué)互動(dòng)過(guò)程，無(wú)法提供全面具體的量化分析結(jié)果。

三、改革方案計(jì)劃與實(shí)施

為了解決目前《Java 程序設(shè)計(jì)》課程面臨的各種問(wèn)題，課程組對(duì)課程設(shè)置和課程教學(xué)模式進(jìn)行了改革，主要工作包括如下三個(gè)方面：

1.課程內(nèi)容規(guī)劃調(diào)整

首先，在大多數(shù)的《Java 程序設(shè)計(jì)》課程中，理論知識(shí)作為授課內(nèi)容放在前面，實(shí)踐部分則放在后面。由于很多學(xué)生沒有接觸過(guò)編程類課程，在理論部分上課聽不懂。授課教師看學(xué)生不懂，一些基礎(chǔ)的理論知識(shí)一遍一遍地重復(fù)講，造成的后果是一些基礎(chǔ)較好的學(xué)生會(huì)抱怨知識(shí)點(diǎn)重復(fù)。為了解決這一問(wèn)題，我們將原有課程一分為二，劃分為兩個(gè)相互銜接又相互獨(dú)立的課程，其具體劃分如下。

《Java 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》：這一部分主要是講授Java 語(yǔ)言中面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想和方法，該課程共包括40 課時(shí)。其主要內(nèi)容包括Java 語(yǔ)言概述、Java語(yǔ)言基礎(chǔ)、類的封裝、繼承與多態(tài)、接口、內(nèi)部類和Java API 基礎(chǔ)以及異常處理等。

《Java 高級(jí)程序設(shè)計(jì)》：該課程主要是在先修課程的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展Java 編程方法和應(yīng)用的教學(xué)，該課程共包括48 課時(shí)。其主要內(nèi)容包括集合框架與泛型機(jī)制、圖形用戶界面、多線程、輸入/輸出流和文件操作、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等。

其次，充分考慮到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在整個(gè)課程體系中的作用，在課程中強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，并重點(diǎn)策劃制定了能夠滿足不同層次學(xué)習(xí)需求的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，包括知識(shí)點(diǎn)分解的實(shí)驗(yàn)案例以及貫穿性的綜合實(shí)驗(yàn)案例兩個(gè)不同的組成部分。其中，知識(shí)點(diǎn)分解實(shí)驗(yàn)案例主要用于對(duì)某一個(gè)單一知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)踐，通過(guò)一個(gè)小的實(shí)驗(yàn)過(guò)程讓學(xué)生重點(diǎn)理解和掌握該知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)景與應(yīng)用方法。貫穿性的綜合實(shí)驗(yàn)案例則是讓學(xué)生通過(guò)完成一個(gè)完整的軟件開發(fā)過(guò)程，在該過(guò)程中對(duì)不同階段、不同應(yīng)用場(chǎng)景下的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用開發(fā)，進(jìn)而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

2.面向應(yīng)用的教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

借助于尚強(qiáng)科技公司的在線教育平臺(tái)，構(gòu)建面向應(yīng)用的教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括如下主要組成部分：

（1）實(shí)踐教學(xué)綜合平臺(tái)：將數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容資源部署在綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)內(nèi)容資源的高度集成，提高項(xiàng)目化教學(xué)課堂質(zhì)量，提升學(xué)生工程應(yīng)用能力。

（2）質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)價(jià)平臺(tái)：通過(guò)實(shí)踐教學(xué)綜合平臺(tái)記錄與抓取的實(shí)踐教學(xué)課堂各類數(shù)據(jù)，進(jìn)行“教與學(xué)”行為的全過(guò)程管理、追溯、質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)價(jià)分析。

（3）智慧學(xué)習(xí)門戶平臺(tái)：基于過(guò)程管理數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行“長(zhǎng)短板”分析，對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容做線上進(jìn)階學(xué)習(xí)補(bǔ)充，向?qū)W生的“短板”技術(shù)點(diǎn)制定針對(duì)性的補(bǔ)充加強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容，另一方面則將“長(zhǎng)板”技術(shù)能力進(jìn)一步拔高，實(shí)現(xiàn)層次化學(xué)習(xí)服務(wù)。

3.教學(xué)模式設(shè)計(jì)

在對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新規(guī)劃和整理后，教學(xué)模式也需要進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)和改革。為了更好地說(shuō)明平臺(tái)建設(shè)帶來(lái)的變革，以問(wèn)題最為突出的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明新的教學(xué)模式及其特點(diǎn)，如圖1 所示。

圖1 教學(xué)模式過(guò)程與特點(diǎn)

首先，對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，課前準(zhǔn)備工作包括編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，備課環(huán)節(jié)的主要工作根據(jù)指導(dǎo)書中的內(nèi)容展開；教師在上課環(huán)節(jié)主要是講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)；課程結(jié)束后，教師需要對(duì)學(xué)生提交的作業(yè)進(jìn)行人工批改，并將結(jié)果反饋給學(xué)生。在引入實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)后，教師的備課工作則主要為熟悉平臺(tái)的實(shí)訓(xùn)方案，并按照個(gè)人的教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況制定合適的案例；教師上課過(guò)程僅需在系統(tǒng)中添加制定好的實(shí)訓(xùn)方案，生成對(duì)應(yīng)的實(shí)訓(xùn)日歷推送給課程組的學(xué)生；課后，平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的自動(dòng)批改并生成相應(yīng)的分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

其次，對(duì)于參與課程學(xué)習(xí)的學(xué)生，其課前預(yù)習(xí)、上課以及課后作業(yè)的過(guò)程，全部可以在系統(tǒng)平臺(tái)中完成。上課時(shí)，通過(guò)在系統(tǒng)中查看教師推送的實(shí)訓(xùn)日歷，根據(jù)該日歷按照要求完成相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)工作即可。由于該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的自動(dòng)批改，學(xué)生在提交作業(yè)后可以查看到批改分析結(jié)果，做到查缺補(bǔ)漏。需要指出的是，由于系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄學(xué)生個(gè)體在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中反映出的水平層次，指導(dǎo)教師可以根據(jù)記錄個(gè)性化、分層次制定適應(yīng)學(xué)生個(gè)體水平的實(shí)訓(xùn)課題，不同水平層次的學(xué)生可以接收到相應(yīng)層級(jí)的訓(xùn)練和提高。

四、總結(jié)

在當(dāng)前的工程教育認(rèn)證背景下，應(yīng)用型高校的教學(xué)模式需要進(jìn)一步改革以滿足工程認(rèn)證的全新要求。本文以金陵科技學(xué)院《Java 程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革內(nèi)容與成果為例，詳細(xì)介紹了面向應(yīng)用的軟件工程類人才培養(yǎng)模式。本次課程改革以面向應(yīng)用為主題，強(qiáng)調(diào)理論來(lái)源于應(yīng)用、理論服務(wù)于應(yīng)用、理論深化于應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

從方法上來(lái)說(shuō)，本次課程教學(xué)改革“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”，結(jié)合成熟的在線教學(xué)系統(tǒng)，對(duì)課程內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了全新的改革，通過(guò)豐富的實(shí)踐案例，與企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題的能力。從改革的效果來(lái)看，既發(fā)揮了任課教師在教學(xué)過(guò)程實(shí)施引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)了學(xué)生作為學(xué)習(xí)過(guò)程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比顯著提高了教學(xué)質(zhì)量，尤其是提高了學(xué)生應(yīng)用Java 語(yǔ)言解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力。

在接下來(lái)的工作中，我們將進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容資源庫(kù)建設(shè)，通過(guò)資源庫(kù)內(nèi)容的不斷更新與改進(jìn)，不斷完善教學(xué)改革過(guò)程。同時(shí)，進(jìn)一步與企業(yè)進(jìn)行對(duì)接，構(gòu)建校企一體化人才培養(yǎng)模式，將面向應(yīng)用的改革思路落實(shí)到實(shí)習(xí)、就業(yè)環(huán)節(jié)，并通過(guò)企業(yè)反饋進(jìn)一步對(duì)課程內(nèi)容與模式進(jìn)行優(yōu)化。