新工科背景下软件课程教学模式研究<br/>——以安徽农业大学为例

新工科背景下软件课程教学模式研究
——以安徽农业大学为例

2017-03-23傅雷扬饶元

重庆科技学院学报（社会科学版） 2017年10期

傅雷扬，饶元

新工科背景下软件课程教学模式研究
——以安徽农业大学为例

傅雷扬，饶元

新一轮科技革命和产业变革对工科人才培养提出了新的要求，软件人才培养也需要紧跟经济社会发展新形势。针对目前软件课程教学存在的问题，以安徽农业大学为例，研究其网络工程专业Java系列课程教学模式，从教学目标的调整、教学内容的更新、教学方法和策略的优化、教学考核与评价的改进4个方面展开讨论，探索顺应新工科建设需要的软件人才培养机制。

新工科；软件课程；教学模式；Java课程

虽然中国工程教育规模庞大，但工科学生普遍存在综合素质不高、知识结构单一等问题［1］。2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了一场关于高等学校工程教育发展的战略研讨会。不久，教育部发布的《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》中明确表示：“工科优势高校”“综合性高校”和“地方高校”要以各自的特点开展新工科研究［2］。安徽农业大学作为地方高校，应主动对接地方经济发展和企业创新需求，顺应新工科建设需要。以安徽农业大学网络工程专业Java系列课程的教学模式为切入点，探索软件人才培养新机制。目前，网络工程专业开设了Java基础课程（Java语言程序设计、基于JSP的Web开发技术）和Java应用课程（Java应用技术、电子商务技术基础等），全程以主流的Java语言为技术基础，面向桌面应用开发和Web应用开发（电子商务等），涉及PC端和移动端。

一、软件课程教学模式的研究现状

在中国知网（CNKI）中以“软件教学模式”为主题检索，自2000年以来有3 281篇相关论文，且研究数量呈逐年递增的趋势。典型的研究内容包括：基于CDIO的工程教育模式、OBE教育模式、MOOC和翻转课堂等。

胡文龙［3］在CDIO大纲和内涵的基础上，对探究式教学改革进行了研究和实践，基于项目的形式，构建了多层级的探究式新型教学模式，形成了OBE教育模式的初始形态。王文礼［4］研究了MOOC的发展及其对高等教育的影响，从起源和发展、优缺点和影响等方面进行了深入的探讨。张金磊等［5］通过分析翻转课堂的起源、概念与特点，研究了国外教学实践案例，构建出了翻转课堂教学模型，并分析了翻转课堂实施过程中所面临的挑战。曾明星等［6］研究了基于MOOC资源的翻转课堂教学模式构建，从MOOC资源与翻转课堂的耦合、教学模式设计、模式比较和实施路径等几个方面进行了研究，具有一定的实用价值和指导意义。

在新工科建设背景下，以上教育模式有许多值得借鉴之处，为研究教学模式提供了经验和思路，但也存在一些问题。如CDIO对高等学校工程人才培养提出了更高的要求，虽然目前已有一百多所高校加入了中国“CDIO工程教育联盟”，但由于办学条件和学生能力水平差异等种种原因，实施效果有待提高。MOOC和翻转课堂对学生的自制力要求较高，教学效果亟待保障。

二、问新工科建设需求，调整教学目标

当前软件课程教学目标关注的是基础知识和基本技能的掌握，能根据要求按部就班地完成项目模块的开发，专注技术本身，但缺少学科交叉融合，创新创业等能力的培养不足。因此，软件课程教学目标不能仅仅局限于技术的传授，还应关注学生各种能力的培养，以适应社会的需求。

（一）厚基础，加强领域知识教育

Java基础课程的教学目标仍然以传授基础知识和基本技能为主，除此之外，还应加强领域知识教育，跟踪分析行业前沿及其发展趋势，这有利于学生做好职业规划。Java作为主流的开发语言，具有平台独立性与可移植性，广泛应用于桌面应用、Web应用、分布式系统和嵌入式系统等开发。应培养学生主动了解和发现应用场景，做到学科交叉融合，让学生了解Java能做什么，具有什么优势，从而提高学生的学习兴趣。

（二）重实践，培养创新创业能力人才

Java应用课程的教学目标不能仅仅局限于能够完成某个小系统、小项目，更应以软件工程的视角，强化工程实践能力、创新创业能力的培养，使学生尽可能地体验不同应用背景下的真实项目，以最终软件产品为目标，熟练运用Java开发的关键技术和工具。

三、问技术发展，更新教学内容

技术发展日新月异，新技术、新生事物不断涌现，如自动驾驶技术，该归于传统的汽车制造行业，还是人工智能、大数据等新兴产业呢？新工科正是在这样的现实背景下提出的，应通过跨界融合来解决新问题、新需求。

（一）重视通识教育，扩大知识面

学科分类过于专业，不利于学生全面、自由的成长。通识教育旨在培养学生融会贯通各学科知识，使学生个性化、多样化共同发展。与课程相关的通识教育部分，应以资料或网络资源的形式呈现。如涉及农业物联网领域，有关于农业物联网的技术与应用、经济和管理知识，都可以资料的形式提供给学生，使学生不仅对相关技术有所了解，而且对非技术的其他知识也有所认知。

（二）紧跟技术和产业发展方向，融合运用新技术

Java基础课程的内容仍然侧重于基础知识和基本技能，Java应用课程则结合实际的应用需求（如农业物联网、“互联网+农业”、涉农电子商务等），尽可能以真实项目的形式，侧重于知识和技术的融合运用。关注技术的最新研究进展和成果，如大数据、人工智能，以某个点为切入口，将Java技术应用其中，更新教学内容。创新和保持技术先进性是高科技企业生存的重要基础。高校教师可以通过到企业锻炼，参加企业项目开发来获取新技术和工程实践经验，了解产业发展方向和社会需求变化，如安徽农业大学要求35周岁以下青年教师必须参加实践锻炼累计达5个月。

（三）转化科研成果为教学内容，相互促进

将教师的科研成果转化为教学内容，学科研究新进展、实践发展新经验，都是很好的教学素材。如Hadoop框架作为云计算技术的重要组成部分，采用Java语言实现，基于Hadoop的云计算科研项目和成果就可以转化为Java课程的教学内容。学生可以参与项目开发，如进行Map-Reduce编程，提高课程的兴趣度、挑战度，这既给项目组增添了新生力量，又为教学活动充实了内容。

四、问学生志趣，优化教学方法和策略

学生是教学的主体对象，学生的学习效果如何关系到教学目标能否最终实现。软件等技术类课程实践性很强，需要耐得住性子、坐得住板凳，乐于钻研，当手中的源代码变成一个软件的时候，便会有很强的成就感。学生能否学习好软件课程，与教师能否正确引导、教学方法和策略是否有效密切相关。同时，学生的兴趣爱好也是重要的内在因素。

（一）多样化的教学形式

教学形式单一往往会降低学生的学习关注度，可以尝试采用多种形式的教学方式。如针对通识教育部分，可以网络资源的形式提供给学生，布置任务要求，以学生自学为主、教师指导为辅，借助MOOC等网络教学平台进行教学，有条件的还可以开发课程类网站。针对Java基础课程，可以教师讲授和学生自学相结合，某些非核心和扩展的知识点和技能可以由学生自学来完成，教师给予答疑解惑。针对Java应用课程，强调实践性，教师的角色是引导和监督，可以成立若干个项目小组，在小组内部选出项目经理，负责整个项目的实施。

（二）加强校企合作

当前，案例教学中普遍存在教材匮乏、案例与实际应用脱节等问题，使学生接触不到前沿的项目和技术，无法得到充分的实践锻炼，从而导致培养出的学生达不到企业要求。国内一些知名培训机构也推出了一系列免费的、公开的实训课程体系。如达内科技（Tarena）推出了达内开放课程体系（Tarena Open Courses System，简称TOCS），其主要特点是所提供的学习资源完全免费公开，所有资源均经过严格的设计和审核，保障质量和良好的课程体验，以实践为导向，课程目标是完成一个实际的工程项目。高校应和培训机构加强合作，共同培育软件技术人才。

五、问效果与公平性，改进考核与评价机制

软件课程实践性强，开发过程需要参考大量的资料，不能完全死记硬背，应在掌握基础知识和基本技能的基础上，主动搜寻资料，勤于钻研，借鉴一切可用的资源。传统考核形式主要表现为平时考勤、期终考试等，形式单一，难以全面、客观地检测学生的学习情况，因此，有必要改进考核与评价机制。

（一）重视培养过程

结果固然重要，但不注重过程也很难有好的结果。软件课程学习是一个循序渐进的过程，项目开发通常需要反复迭代，学生的各种能力也正是在这些过程中不断锻炼形成的。每一个阶段都应有相应的考核与评价机制，这既是对当前阶段的总结和肯定，也是对下一阶段的激励。Java基础课程的过程评价应主要关注基础知识和基本技能的阶段性掌握情况。Java应用课程以项目的形式分若干个过程来开展，从权重比例看，过程评价的总比例可以高出成果，如各个过程评价的总和占总成绩的80%，而成果只占20%。

（二）考核和评价形式多样化

除了卷面考试外，可以采用上机考试、项目实践和提交报告等多种形式。Java基础课程可以采用上机开卷考试的形式，学生在指定时间内完成代码的编写和测试，允许查阅API等编程相关资料。相比卷面考试，上机开卷考试更能有效地检测学生的开发能力，而不是纸上谈兵。Java应用课程注重项目实践，可以进行阶段性考核，动态记录学生的学习情况，最终以小组的形式提交项目成果（软件系统和研发报告），并参加答辩。除教师评价外，项目小组自评也是重要的评价形式（如项目经理给成员打分、成员给项目经理打分等）。