“J2EE程序设计”课程教学模式研究与应用
时间：2022-11-03 来源：博通范文网 本文已影响 人 
摘要: CDIO是美国麻省理工学院工程教育的一种经典模式。该模式强调工程教育应当关注实践,以科技为基础,将教育过程置身于产品/系统生命周期的具体情境中,以培养新一代高水平工程师为目标。本文分析了J2EE课程特点和该课程现有教学模式的不足,具体阐述了在J2EE课程教学中应用CDIO模式的意义和具体实施方案。
关键词: CDIO“J2EE程序设计”教学模式研究与应用
1.前言
目前中国工程教育面临三个主要问题:工程教育目标模糊、教师缺乏工程经历、学生工程实践能力不强,因此培养出来的工科毕业生不能满足中国走新型工业化的道路、建设人力资源强国、建设创新型国家等国家战略需求,中国的工程教育亟待改革。为此,许多机构进行了各种探索,在各种改革方案中,CDIO是一个很好的、可以执行的工程教育模式。
“J2EE程序设计”是许多软件学院为本科生开设的一门实践性课程。这门课程目标是培养学生具备进行软件开发的能力。但这门课程很多时候没有起到预期的作用,这与课程采取的教学模式有关。传统教学模式以教师讲解为主,学生进行模仿。这无法充分调动学生参与的积极性,也不能提高学生解决实际问题的能力。
通过研究传统教学模式存在的问题,根据一些教育学家提出的CDIO(做中学)的教学理念,然后结合J2EE课程的特点,笔者在此提出一种适合于J2EE课程的教学模式,以使学生通过这门课程的学习,更好地提高实际动手解决问题的能力,更好地满足企业对软件专业学生技能方面的要求。
2.CDIO的内涵
CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典的查尔姆斯技术大学、林克平大学及皇家技术学院等3所高校,共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系。CDIO是英文单词“构思”(Conceive)、“设计”(Design)、“实施”(Implement)、“运行”(Operate)的缩写。其中,“构思”包括顾客需求分析,技术、企业战略和规章制度设计,发展理念、技术程序和商业计划制订;“设计”主要包括工程计划、图纸设计和实施方案设计等;“实施”特指将设计方案转化为产品的过程,包括制造、解码、测试,以及设计方案的确认;“运行”则主要是通过投入实施的产品对前期程序进行评估的过程,包括对系统的修订、改进和淘汰等。[1]
CDIO是“做中学”原则和“基于项目的教育学习”的集中体现。[2]它以工程项目为载体,以从科研到运行为生命周期,让学生主动参与实践,以课程之间有机联系的方式学习工程。“做中学”是工程教育改革的战略之一,中国教育部于2008年开始组织课题组进行试点。2008年12月13日至15日,由汕头大学主办的“CDIO工程教育模式试点工作会议”在汕头大学学术交流中心举行。会议确定了参加第一批CDIO试点高校名单,共有18所高校。[3]
3.传统教学模式在J2EE课程教学中的缺陷
传统“听中学”的教学模式使得本是教学活动主体之一的学生处于被动状态,工程实践能力难以提高,其能力构成无法满足未来工作的需要。针对工程教育的特点,教育学家提出了“做中学”的教学理念,并成为当前工程教育改革的一个重要方向。卡内基·梅隆大学软件学院运用“做中学”的教学理念设计了整套软件工程课程体系;浙江大学软件学院、清华大学软件学院、哈尔滨工业大学软件学院在多门实践性课程上引入了“做中学”的教学理念,试图突破传统的以理论讲授为主的教学模式,通过引入实践环节来提高学生的动手能力。
J2EE课程讲述的是企业最前沿的开发技术,是一门实践性很强的课程。J2EE是Sun公司主导的一套开发企业级应用程序的标准、规范。在企业级应用程序开发中J2EE占据了主要位置和大多数市场,特别是在大型企业级应用程序的开发中更是如此。J2EE课程内容包含进行企业级应用程序开发所需的各种技术,如Web框架、Web服务器、应用服务器、EJB、动态语言、AJAX、AOP、IOC、用户界面、数据库中间件、SOA、WebService等。
在传统的教学模式中,学生在学习过程中遇到的问题,教师总是能够帮助学生解决问题。但在学习J2EE程序设计的过程中,学生遇到了问题,教师不一定解决得了。对于J2EE中的各项技术,即使是程序员,也需要经过多年的实践和学习才能掌握。教师只能告诉学生如何寻找解决问题的途径,比如查看相关技术的帮助文档,到网上搜索问题解决方案等。
在这门课的讲授过程中,教师要转变思路,要把传统的向学生传授知识的授课模式,向培养学生实际动手能力的授课模式进行转变。J2EE课程的教学应定位在培养学生实际动手能力、自学能力、独立思考能力、问题解决能力方面。理论知识讲解的目标是引导学生入门,让学生在该领域获得基本的知识,对项目开发中需要用到的技术能够进行自学。
4.将CDIO模式应用于J2EE程序设计课程教学中的意义
4.1符合软件工程专业学生培养的目标要求
CDIO模式突破了传统教学模式,通过选取工程项目创设情景,通过协作学习开展教学,通过完成项目达到意义建构,通过解决问题实现学生对知识的掌握,充分体现了软件工程专业的职业性、岗位性和应用性等特点。教师将CDIO应用到教学,不仅能使学生掌握软件开发理论知识,而且能使其获得项目开发经验,提高其实际动手能力。CDIO模式以实际项目为逻辑主线组织教学,让学生以项目为学习中心,在项目中做,在项目中学,能充分发掘学生的创造潜能,提高其解决实际问题的能力。同时,教师在构思设计课程项目的过程中,也会对所授课程有更深层次的理解,从而促进教学效果的提升。
4.2充分体现了学生的教学主体地位
以真实项目为载体的项目式教学的开展,能使学生亲身经历软件项目构思、设计、实现、运作的项目开发生命周期,在与课程紧密联系的项目实践中积极主动地学习专业知识,提高学生对理论知识的应用能力和实践动手能力,增强学生的成就感,充分挖掘学生的创造潜能。不同项目的设定有利于满足不同层次学习者的学习需求,便于开展个性化、差异化教学。通过个体和合作的形式进行项目学习和实训,学生不仅能培养自主学习的能力,而且能培养合作、沟通和组织能力。项目完成后的及时反馈,又有利于学生间经验的分享。该模式构建出一个开放性、研究性的学习环境,充分体现了以学生为中心、以学生的全面发展为中心的教育思想。
4.3有利于教学科研水平的提高
J2EE程序设计是一门讲述进行企业级软件项目开发所需各种技术的课程,是一门实践性很强的课程。要将CDIO模式应用到课程教学,教师必须结合院校教学实际,以及软件工程专业学生的知识层次、结构能力,合理制订教学大纲,优选教学内容,加强教材建设,不断改进教学方法、教学手段,理论结合实践,设计工程项目,体现以能力培养为主的原则。这个过程本身就是一个学习知识、提高理论层次和教学水平的过程,也是CDIO的具体体现。这个过程有利于进行多种资源的有效整合,教师不仅要具有良好的专业设计经验和教学组织能力,而且要善于发挥学生的主体地位和教师的主导地位,培养学生的综合应用能力,这能极大地提高教师的业务能力和教学科研水平。[5]
5.CDIO模式实施方案
应用CDIO模式教学的课程应该做到目标导向、案例驱动、知识集成、做中学习。教师在制订课程教学大纲时应注意这一点。同时教师也要使学生适应这一新的教学模式。这种教学模式注重的是学生的创新能力和实际动手解决问题的能力,而不是学生记忆知识的能力。在这种教学模式下,教师对学生进行考核的方法也将不同于传统的考核方法,考核更注重对学生实际动手能力和综合能力的考核。
5.1理论课教学内容的选择
理论课授课的目的是让学生具备宽广的知识面和一定的理论水平,让学生能够站在一个较高的层面来理解技术,不会迷失在技术中。理论课不是仅仅为了讲授具体的技术,而是让学生在软件开发上入门。在教学内容选择上,教师对Web编程、组件、架构和流行框架都应进行讲解,让学生了解进行企业级软件项目开发,必须具备哪些基本知识。
5.2理论课课时和实践课课时安排
计算机课程如C语言程序设计、数据结构、数据库等,在传统的教学模式中,以理论讲解为主,理论课课时和实践课课时比例大概为3∶1,甚至是4∶1。在其中安排对于J2EE程序设计这种课程,并不适用,不利于培养学生的实际动手能力。J2EE程序设计课程的理论课课时和实践课课时比例应为1∶1。进行J2EE程序设计需要用到多种工具,包括集成开发环境IDE、Web服务器、应用服务器、数据库、各种中间件,并且程序的规模都比较大。在实验课安排上,要保证学生能够做完一个完整的实验,教师可采用的解决方法为4节实验课连续安排。
5.3实践课项目的选择
软件项目大小要适中。项目的目的是让学生掌握各种相关技术。教师可以选择一些需求明确的项目,比如:图书管理系统、校园论坛、学生宿舍管理系统等。可以从头到尾选择一个项目,每次实践课选用不同的技术来实现,技术可从简单到复杂。例如:第一次课:用JSP+JDBC完成项目;第二次课:用JSP+Servlet+JDBC完成项目;第三次课:用JSP+Servlet+EJB+JDBC完成项目;第四次课:用JSP+Spring+EJB+JDBC完成项目;第五次课:用开源框架Struts+Spring+Hibernate完成项目;第六次课:在项目中使用AJAX、EXT等技术完善用户界面。在这样一个不断拓展和提升的过程中,学生边学边做,边做边学,在做中讨论、体会、总结,随着知识点不断攻克,经验不断累积,动手能力会变得越来越强。
5.4考核方式转变
有些学生习惯了学习各种理论,记忆各种知识,但就是不愿动手实践。所以笔试得分高的学生不一定是实践动手能力强的学生。这门课程的考核应该以实践考核为主。教师可以根据学生实践课的成绩给定最终成绩。
5.5课外学习
学生要充分利用网络资源进行学习。各种技术网站、论坛,都是进行学习的很好途径。例如,CSDN、JavaEye等网站和论坛,通过这些网站和论坛,学生除了可以了解技术的最新发展状况,还可以进行交流学习。
6.结语
在将CDIO模式应用到“J2EE程序设计”课程教学改革后,学习的过程变成了人人都能参与创造的实践过程。学生在项目实践中,理解并把握了课程要求的知识与技能,体验着创新的艰辛与乐趣,培养了分析问题和解决问题的思想和能力。教师在教学中引入CDIO模式应注意以下几点:重视项目的完成,但不能忽略基础知识的掌握,要让学生建构一个系统、全面的知识框架;应让学生单独完成项目,防止学生出现依赖思想,避免两极分化;教材可以实际项目为主线进行改革,项目的合理选取是关键;课程考核机制着重于实际应用能力,以学生完成项目的情况来评价学生学习效果;教学计划可根据学生的掌握实际进行适当调整。
参考文献:
[1]The CDIOTM Standards:2[EB/OL].2008-06-30.http://www.cdio.org/tools/cdio_standards.htm.l.2009-04-13
[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式.高等工程教育研究,2008,(3).
[3]CDIO工程教育模式试点工作会议纪要.高等工程教育研究,2009,(1):32-32.
[4]贡亚丽.“CDIO”模式在《EDA技术》课程教学中的应用.考试周刊,2009,(31上).
基金项目:江西省2008年教改立项课题“课题诱导性教学模式的研究与应用”(项目编号:JXJG-08-85-7);东华理工大学软件学院2009年教改课题“J2EE程序设计”CDIO教学模式研究”(软件学院院字【2009】18号)。
