基于双循环CDIOE理念构建Java系列课程群教学体系建设研究

赵小龙

（安徽工业经济职业技术学院计算机系，安徽合肥230051）

基于双循环CDIOE理念构建Java系列课程群教学体系建设研究

赵小龙

（安徽工业经济职业技术学院计算机系，安徽合肥230051）

采用CDIOE工程教育模式，利用4个维度、3个方向整体设计构建Java系列课程群体系，实现课程群教学和实践内容一体化；对4个维度中的项目综合、创新项目又引入基于CDIOE来构建项目教学和实训体系，充分发挥CDIOE双循环工程教育模式优势，进行人才培养；通过课程群的建设，带动专业发展；从教学内容衔接、实训整体设计减少内容的重复性，提高整个教学质量和效率；教学实践表明效果良好。

CDIOE；课程群；教学体系；项目构建

Java人才社会需求量大，根据IDC(International Data Corporation)的2015年最新统计数据，软件开发类人才需求中，Java工程师的需求量占全部的60%~70%，且薪水较高[1]。TIOBE国际公司根据互联网上有经验的程序员、课程和第三方厂商的数量，并使用搜索引擎统计出编程语言走势排行榜，从2002-2015年中，软件工程师中采用Java语言开发的人数最多[2]。

随着智能手机的普及，最近几年多数高等院校在计算机相关专业中增添了android移动开发技术课程。android移动开发技术是以Java程序设计为核心的，课程可以纳入到Java系列课程群建设。因此院校的Java系列课程体系包括Java程序设计基础、Java高级应用、JSP程序设计、J2EE企业级应用开发框架(SSH)、android程序设计基础、android高级移动开发、Java程序项目式开发、android程序项目式开发等课程，涉及整个计算机软件专业的核心课程，该课程体系内容建设的深度和广度，直接影响计算机软件专业学生培养计划和方案的实行，从而影响学生的知识架构和成才，在某种程度上，将会影响整个国家软件人才的培养。

CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）工程教育，是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[3]。在此模式基础上加入“扩展（Extend）”功能，代表相关知识点的扩充和延展，即CDIOE。本文主要讨论基于CDIOE工程教育理念构建Java系列课程群体系建设，从4个维度、3个方向、两大平台来构建教学和实践内容，实现教学和实践内容体系一体化。

1 4个维度构建Java系列课程群

Java系列课程群的整个教学和实践内容按照CDIOE理念纳入到一个整体，通盘考虑，整体设计，教学和实训中分阶段设置了基础性、专业技能型、项目综合性、创新项目四维体系内容。四维体系逐层递进，一环扣一环，一维、二维主要培养学生的基础知识应用能力，三维、四维引入CDIOE培养学生综合运用知识、设计开发、科技创新的能力，培养学生的团队精神和实际项目开发能力，培养符合企业需要的技能型人才。

4个维度坚持理论教学和实践教学并重的指导思想，实践教学通过两大平台，即软件技术实训教学平台和科技创新实训平台，构建基础技能实训、专业技能案例实训、项目综合实训、创新项目实训模式。实践教学模式中，引入基于CDIOE来构建项目教学体系，将专业课程内容融合到相关实践项目中进行人才培养。把一个实战项目划分为5大任务：构思、设计、实现、运作和扩展。对5大任务，每个任务划分为若干个子任务；对于每个任务或子任务，同样应用CDIOE工程教育模式。

通过基础知识实训，培养学生基础知识应用能力；通过专业技能案例实训，培养学生基本工程项目应用能力；通过项目综合实训，培养学生项目设计开发能力；通过创新项目实训，培养学生科技创新研发能力。递进教学体系，体现出学生认知的层次递进，实现基本技能、专业技能、项目设计开发能力、科技创新能力的层层递进，能力训练、素质培养主线贯穿于各个层次。递进教学体系如图1所示。

图1 Java系列课程群层次递进教学体系

1.1 基础知识

（1）该系列课程相关软件包括JDK，Eclipse，Tomcat，MySQL，android软件ADT扩展包，android SDK，介绍其下载、安装、配置、简单应用以及Java程序运行环境的搭建等。

（2）该系列课程的编程基础知识包括基本数据类型、变量与常量、运算符、数据类型转换、复合语句、选择语句、循环语句、字符串、数组、类和对象、接口、继承和多态、常用类的使用、界面设计、JSP基本语法、JSP动作元素、JSP内置对象、JavaBean的使用、Servlet的使用、android模拟器的使用（Emulator）、描述用户界面、设计用户界面（View）、重构程序、添加对话框（Dialog）、定义android列表（Manifest）、添加新活动（Activity）、传送数据到新意图（Intent）、事件处理。

1.2 技能知识

（1）代码注释与编码规范，异常处理，程序设置断点、调试、监视数据的变化，系统的部署、打包、发行；

（2）文件处理、数据库编程、网络编程、多线程编程；

（3）APP参数的设置与存储、内部类、匿名类、高级事件处理、数据解析、手机硬件设备使用、地图与定位功能、框架SSH的使用。

1.3 项目综合

在综合项目开发和设计过程中，利用CDIOE思想和软件能力成熟度模型（CIMM）来构建项目开发设计流程。引进企业管理机制和真实实训项目，将软件企业实际完成的成功案例隐去商业秘密后，按照企业项目的开发流程，实施CDIOE教学框架。在框架内对学生进行分工，承担一定的角色，培养学生之间的团队协作能力，完成整个项目的开发流程，包括项目的需求分析、软件设计、编码、测试、维护、工具、项目管理、文档的撰写等。项目过程的指导有企业相关技术人员和指导教师共同完成，指导学生解决在实际开发过程中所遇到的技术、管理问题，具体流程如图2所示。

图2 CDIOE思想结合CIMM模型构建项目研发流程

1.4 创新项目

为了培养学生的创新能力，将CDIOE理念引入企业的一些创新项目中，培养学生创新能力。项目研发实行指导教师、企业技术人员双导师制，依照企业项目开发流程，对项目质量管控严格把关，完成项目的开发过程，并对项目进行评估，让优秀的项目转化为产品，服务于社会，工程项目研发流程如图3所示。

图3 实现创新项目流程

2 三个方向构建Java课程体系

针对市场人才需求，突出专业素质培养，围绕Java系列课程体系，主要从J2EE桌面应用技术开发、Web技术应用开发、移动互联应用技术开发3个发展方向来完善课程体系，带动专业建设，打造人才培养方向。

（1）J2EE桌面应用技术方向。主要是基于Java程序的C/S模式桌面应用程序开发和相关技术维护、管理，掌握软件开发的步骤、测试的方法和项目的管理技术，适应市场对Java工程师和软件服务外包人才的需要。

（2）Web技术应用方向。用Java程序开发B/S模式的Web应用程序，要求学生掌握网页设计的基本知识和技能，具备良好的沟通能力和团队协作精神，具备Web项目的开发和相关项目的维护管理能力，适应市场对Web开发人才的需求。

（3）移动互联应用技术方向。适应移动互联应用开发人才的快速增长需要，要求学生掌握android系统的手机、平板、车载应用系统开发。

从这3个方面打造Java系列课程教学体系，专业的培养目标、教学定位、教学设计、教学内容、素材准备、实训等都围绕这3个方面进行，研究3个方向课程的重叠和划分、知识的前后连接关系和嵌套程度，从师资、实验器材、教学软件的配备等方面有所侧重和区分。

3 解决Java系列课程教学内容重复、衔接问题

理清前后续课程关系，减少课程内容的重复教学问题是系列课程群要解决的核心内容。Java系列课程教学、实训教学整体设计包括授课计划、授课方案、授课内容、授课方法、课后作业。为解决课程内容之间的重复和衔接问题等，实训内容可以设计成阶梯形，一环套一环，环环紧扣。表1列举了解决Java课程群教学内容重复的原因和解决方法。

表1 Java系列课程群教学内容重复原因和解决方法

4 总结

本文阐述了采用CDIOE双循环工程教育模式，利用4个维度、3个方向整体设计构建Java课程群体系，实现Java系列课程教学和实践内容一体化，基于CDIOE来构建项目教学体系,将专业课程内容融合到相关实践项目中进行人才培养。最后对Java系列课程教学内容衔接问题进行了研究，分析了Java系列课程群教学内容重复的原因，提出了解决方法。

[1]IDC研究.软件市场[EB/OL].（2015-01-30）[2016-04-16].http: //www.idc.com.cn/prodserv/RC.jsp nrc=RC.

[2]CSDN.NET网[EB/OL].（2015-12-08）[2016-04-16].http://www. csdn.net/article/2015-12-08/2826418-TIOBE.

[3]石晓军,张文宇,宦蕾.基于CDIO教育理论的计算机工程实践教学探索[J].计算机工程与科学，2014，36（A2）：108-110.

Constructing Java Course Group of Teaching System Research Based on Double-Cycle CDIOE Principle

ZHAO Xiao-long
（DepartmentofComputerScienceand Technology，AnhuiTechnicalCollegeof Industryand Economy，Hefei，Anhui230051，China）

Java course group are designed by making use of four dimensions,three directions in integration based on CDIOE-engineering educational pattern,which will achieve integration of teaching and practice.The projects integration and innovation in the four demensions are introduced to design the teaching of project and system of training based on CDIOE,and make full use of the advantage of educational pattern on double-cycle CDIOE for personnel training.Professional construction can be driven by developing series of java courses.The repeatability of content from teaching,joining content,the overall design training can be reduced.The whole quality and efficiency of teaching will be improved.Teaching practice achieves good effects.

CDIOE；course group；teaching system；construction project

G642.3

A

1007-4260(2016)04-0145-04

时间：2017-1-3 17:19

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20170103.1719.037.html

2016-05-24

安徽省教学研究重点项目(2014jyxm588)，安徽省省级自然科学研究重点项目（KJ2016A107），省级精品资源共享课程（2015gxk123）和院教学团队项目（2015YJTD01）。

赵小龙，男，安徽无为人，硕士，安徽工业经济职业技术学院计算机系副教授，研究方向为智能计算、粒子计算、数据挖掘、嵌入式软件研发。E-mail:zxl_jhx@126.com

10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.04.037