基于工程教育认证的JAVA课程体系的构建

唐光义　高俊锋　李继革

摘 要：文章针对目前JAVA课程体系现状，依据工程教育认证“成果导向”的基本原则，提出了JAVA课程体系重构的基本方法，并重新制定了课程的教学目标、明确了课程教学内容与毕业要求的对应关系、采用CDIO、案例教学、翻转课程等教法方法，显著提高了教学质量。

关键词：工程教育；课程体系；软件工程

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）02-0053-02

中国的高等教育已经从“精英教育”转变为“大众化教育”，以往传统的人才培养模式已经很难适应现代社会对工程应用型人才的需求。工程教育认证正好在这个转折的节点上可以助力高等工程教育的改革。软件工程专业是一门操作性比较强的工程应用型学科，本专业于2015年初开始着手准备进行工程教育认证，同时对现有的课程体系进行了较大的改革。JAVA一直是本专业的一门核心基础课，在学生就业中也占据着比较重要的地位，而且软件行业对于JAVA软件工程师的需求也是比较旺盛的，但是现有的JAVA课程体系难以与工程教育认证的标准和条件相吻合，这就需要根据工程教育认证的标准和条件及时调整JAVA课程的教学内容和教学方法，构建适合工程教育认证、与国际教育接轨的JAVA课程体系。

一、JAVA课程体系现状

JAVA是一门操作性较强的工程语言类课程，学生在学习的过程中需要较强的实践性，需要把知识点与应用点结合起来，通过工程实践来强化学习。但是目前的JAVA课程体系与工程教育认证的要求还有比较大的差别，主要表现在以下三个方面。

第一，强调语言知识点的学习、工程应用明显不足。在目前的JAVA课程体系中，强调理论知识点的掌握、强调知识点的理解，也强调知识点的应用，但是这个应用不是工程应用，而仅仅是会使用这个知识点，达不到工程应用的要求。

第二，课程体系的评价机制不够完善，教学内容、教学方法的改进不够显著。在课程的教学当中，没有构成閉环的评价机制，很多教学环节流于形式，没有真正起到促进教学改进的作用。

第三，课程教学模式比较单一，缺乏真实的工程应用环境。在传统的教学模式中，教师以课堂讲授为主、以实验课为辅，学生主要是听明白、会答题，但是在工程教育中，是以能否解决实际的工程问题为依据来评价是否达到教学效果的。

二、JAVA课程体系重构的方法

哈尔滨理工大学从2014年开始就启动了本科专业的工程教育专业认证工作，学校领导也高度重视，在组织层面和技术层面对工程教育认证提出了具体要求，并强调工程教育认证工作需要学院学生工作及本专业的教师全员参与。教学大纲的修订要从培养目标的修订、专业培养要求及指标点、工程教育认证的培养要求等多个方面入手。在每门课程教学设计中都要进行教学内容和教学方式方法的改进，以适应工程教育认证的要求。

第一，遵循“以成果为导向”（Outcome Based Education，OBE）的教学理念，强调在教学的过程中要以学生的学习成果为依据来评价教学过程。本课程就是要考核学生运用JAVA这门编程语言解决实际问题的能力，而不是理解多少个概念、掌握了多少个知识点。在这里需要思考五个方面的问题：（1）学生学习的预期成果是什么；（2）获得这些成果对解决复杂工程问题能起到什么作用；（3）课程学习如何帮助学生获得这些成果；（4）如何判定学生是否获得这些成果；（5）如何保障学生获得这些成果。这就要求课程体系的构建打破传统的教学模式，建立以“学生学习成果”为导向的人才培养模式，建立健全各项教学保障措施，不断加大办学投入力度，加强师资队伍建设，时刻关注工程技术的前沿动态，适时更新课程教学内容，改革教育教学方法，达到持续改进的目的。

第二，根据哈尔滨理工大学软件学院学生的实际情况，合理定位，明确课程的教学目标。该院的学生是二表招生，学生的综合素质、自学能力、理解能力较强，在课程的教学过程中教师可以适当引导，培养学生的学习兴趣，在实际工程项目中锻炼学生解决问题的能力。该院80%左右的毕业生从事的是与本专业相关的软件设计师的工作，由于JAVA课程知识更新比较快，例如JDK也在不断发布新版本，因此在教学过程中要“授人以渔”，培养学生今后不断学习新技术的能力。

第三，改革课程教学模式和考核方式，培养学生的自主学习能力和创新精神，构建多元化的课程考核体系。在教学过程中，充分利用“大作业”、“小作业”、“翻转课堂”、“教学案例”等多种形式促进学生上机编程解决问题。在课程考核中改变以往的“期末一张卷”的考核方式，强调过程性考核，根据学生的整个学习过程来进行成绩的评定。

第四，完善课程评价机制，不断更新课程教学内容。要关注软件开发领域的技术更新，主流软件行业流行什么样的新技术、新方法，就要在课程体系中不断更新，保持课程“青春永驻”，对于一些“过时的知识”，需要进行课程评价，适时进行教学内容的轮换。

三、基于工程教育认证的JAVA课程体系特点

（一）课程教学目标

1.掌握面向对象程序设计的基本知识和基本技能，能够建立面向对象的编程思想。2.掌握JAVA语言的编程环境、数据类型、运算符和表达式、流程控制语句等基础知识，能够阅读相关应用程序。3.掌握JAVA基本的编程方法和JAVA在网络编程中的一些重要技术，能够进行算法设计。4.具有解决实际问题，分析、设计和开发软件的能力。5.具有团队合作的意识和能力。

（二）课程体系与毕业要求的对应关系

（三）本课程的主要教学方法

由于本课程的理论性和实践性都很强，为了实现课程教学目标、保证课程教学效果，课程讲授要遵循从浅到深、从抽象到具体、从宏观到细节的原则。通过采用案例教学和课堂翻转教学方式，学生在学习过程中，在面对抽象、枯燥的理论时，能够用技术实现来加以印证、加深理解；在面对复杂、烦琐的源代码时，能够用理论思想来指导。具体方法包括以下几方面。

1.CDIO与案例教学。以CDIO工程教育理念为教学指导思想，以某大型超市的进销存管理作为教学案例，采用“原理→案例→实践”的教学模式，首先介绍JAVA的基本原理和基本概念及面向对象程序的设计方法，然后根据这些知识点分析超市的进销存管的需求以及功能的具体实现。

2.翻转课堂。由于JAVA课程涵盖的内容非常丰富且实践性很强，单纯靠有限的理论授课学时难以详细地介绍各方面的内容，并且对于枯燥的概念，很难有理想的教学效果。通过翻转课堂和问题式教学，在课堂上，教师着重讲解JAVA的基本原理和基本方法，组织学生进行课堂讨论和汇报；在课堂外，以组为单位，为每组学生布置1个实践作业，要求学生协作完成代码的设计，并撰写实践报告和答辩。这种方法可以调动学生的学习积极性，使学生变被动“听课”为主动思考和主动学习，培养其独立思考、发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养团队合作意识和能力。

四、JAVA新课程体系的实施成效

在哈尔滨理工大学软件学院的2015级中进行课程教学的首次尝试改革，取得了不错的效果，学生的学习积极性明显提高，课后上机编程的学生多了，在寝室玩游戏的人少了；课间找教师问问题的学生多了，课堂不听讲的学生少了；课前到教室抢座位的学生多了，上课迟到的学生少了。2015级学生参加ACM、全国软件和信息技术专业人才大赛等取得的成绩明显提高，学生也感觉课后的学习压力大了，期末考试轻松了。从学生的最终成绩来看，优秀率明显提高，不及格率显著下降。在教学过程中，教师的工作量大了，工作压力也变大了，但是学生的学习热情明显提高了，学生对于课程教学满意度也大大提升。

工程教育认证对于提高我国软件工程专业的教育质量，培养适应现代社会需求的软件工程师具有重要的意义。以工程教育认证为基础改革JAVA课程的教学体系，立足软件产业，探索面向工业界、面向世界、面向未来的人才培养模式，造就一大批创新能力強、适应经济社会发展的软件设计人才，为建设创新型国家、实现“一路一带”的发展目标奠定坚实的人力资源优势。基于工程教育认证的JAVA课程改革才刚刚开始，在今后的教学过程中，我们会继续探索新的教学方法和教学理念，持续改进，不断提高教育教学质量。

参考文献：

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[2]唐光义，刘胜辉，张淑丽.以工程应用为导向的JAVA教

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