劉小明，許進(jìn)忠，樊銀亭(中原工學(xué)院 計算機(jī)學(xué)院，河南 鄭州 450007)

?

集產(chǎn)學(xué)研一體的“JavaEE”實踐教學(xué)探索

劉小明，許進(jìn)忠，樊銀亭
(中原工學(xué)院 計算機(jī)學(xué)院，河南 鄭州 450007)

摘 要：為提升計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)高年級和研究生在工程實踐與科學(xué)研究方面的綜合能力，提出一種將企業(yè)工程開發(fā)實踐與具有較高理論層次科研項目相結(jié)合的JavaEE教學(xué)方案,并應(yīng)用于“JavaEE”課程的教學(xué)改革與實踐。在實驗室承擔(dān)的“互聯(lián)網(wǎng)輿情分析與導(dǎo)控綜合服務(wù)平臺”項目的建設(shè)過程中，學(xué)生不僅鍛煉并提高了工程實踐能力，而且奠定了一定的科學(xué)研究的基礎(chǔ)，實現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研的三方面綜合能力的提高，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；JavaEE；教學(xué)改革；工程實踐；科學(xué)研究

JavaEE框架技術(shù)體系因其高穩(wěn)定性、跨平臺性、可擴(kuò)展性、可移植性、動態(tài)性和高性能等優(yōu)勢，在金融、政府、石油、電力、商務(wù)等各個關(guān)鍵行業(yè)和領(lǐng)域都得以廣泛應(yīng)用，已成為業(yè)界最為廣泛的軟件開發(fā)平臺?！癑avaEE”課程也已成為眾多高校計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的核心課程。

當(dāng)前，“互聯(lián)網(wǎng)+”在人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、自然語言處理、大數(shù)據(jù)分析、可視化等學(xué)科的大力推動下快速發(fā)展，各類成果也正在快速不斷地應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個方面。“互聯(lián)網(wǎng)+”的大潮對計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生，無論在科學(xué)研究還是工程實踐方面的綜合能力都提出了更高要求。

為應(yīng)對“互聯(lián)網(wǎng)+”對高校畢業(yè)生的要求，高?！癑avaEE”課程的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容也需要不斷地改進(jìn)與優(yōu)化。一方面要讓學(xué)生掌握“JavaEE”框架技術(shù)企業(yè)級軟件開發(fā)所必須的高級專業(yè)技能，能夠順利勝任相關(guān)軟件開發(fā)項目的工程實踐要求；另一方面，也需要加強(qiáng)培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在相關(guān)學(xué)科的知識和科研能力，為進(jìn)入要求較高的企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)或科研院所承擔(dān)高層次的科研任務(wù)做好準(zhǔn)備[1]。因此，如何有效地將課程教學(xué)、工程實踐和科學(xué)研究有機(jī)地融合為一體，是“互聯(lián)網(wǎng)”+時代“JavaEE”課程教學(xué)體系面臨的亟待解決的難題。

為此，我們提出了一種引入較高層次科研課題和工程實踐項目為主線，將科研、教學(xué)和工程實踐緊密結(jié)合的“JavaEE”課程教學(xué)改革方案。在計算機(jī)和相關(guān)專業(yè)高年級本科學(xué)生以及研究生的教學(xué)當(dāng)中，這種集產(chǎn)學(xué)研為一體的“JavaEE”框架技術(shù)課程教學(xué)實踐取得了較好的效果。

1　“JavaEE”課程教學(xué)相關(guān)研究

JavaEE作為Java的企業(yè)級開發(fā)框架，不僅是一款優(yōu)秀的軟件開發(fā)框架平臺，更是一套具有自我更新和完善的現(xiàn)代軟件開發(fā)體系[2]。JavaEE的核心價值不僅體現(xiàn)在所涵蓋的眾多相關(guān)軟件開發(fā)技術(shù)，更有價值的是其蘊含的先進(jìn)軟件開發(fā)思想、規(guī)范、流程和模式等，如：模型驅(qū)動開發(fā)(Model-Driven Development,MDD)[3]、測試驅(qū)動開發(fā)(Test-Driven Development,TDD)[4]，數(shù)據(jù)驅(qū)動開發(fā)(Data-Driven Development，DDD)。這些更具價值的思想和方法論的內(nèi)容，雖然通過課堂講解其意義、內(nèi)容和實現(xiàn)方式，但更重要的是讓學(xué)生在大量的工程實踐中體會和感受，才能達(dá)到真正掌握的目的。

在“JavaEE”課程教學(xué)方面，很多人員進(jìn)行了大量的探索。董運城基于長期進(jìn)行“Java EE”課程教學(xué)工作的實踐經(jīng)驗，分析目前“Java EE”課程的教學(xué)方法存在的問題，討論了“Java EE”課程應(yīng)教授的技術(shù)點、應(yīng)改進(jìn)的授課方法。陳衛(wèi)民等人[5]探索了地方本科院校的教學(xué)，以“Java EE”教學(xué)為例，基于建構(gòu)主義理論，探索在教學(xué)工作中，教師如何以學(xué)生為中心，設(shè)定合理的情景，幫助學(xué)生知識建構(gòu)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。趙彥等人[6]提出了一種基于任務(wù)驅(qū)動的課程改革探索，闡述“真實項目、任務(wù)驅(qū)動、進(jìn)階教學(xué)、提高能力”的教學(xué)模式。

1.1“JavaEE”課程教學(xué)現(xiàn)狀

筆者根據(jù)多年在科技企業(yè)承擔(dān) “JavaEE”相關(guān)工程項目開發(fā)的經(jīng)驗，以及近年來又在高校從事“JavaEE”相關(guān)的教學(xué)和科研工作的經(jīng)驗。通過對比發(fā)現(xiàn)，高校“JavaEE”課程教學(xué)與實踐主要存在以下兩個方面的問題：

1.1.1教學(xué)與工程實踐脫節(jié)

高校的“JavaEE”課程教學(xué)環(huán)節(jié)與企業(yè)所需的工程實踐存在著較大的脫節(jié)。盡管在高校教學(xué)課程設(shè)置的知識體系都比較完整，但教學(xué)過程往往更注重“JavaEE”相關(guān)理論技術(shù)知識的講解，雖然也正在逐步重視工程實踐能力的鍛煉和培養(yǎng)，但由于教材、課程、教師經(jīng)歷等多種原因，造成工程實踐的效果難以達(dá)到企業(yè)要求。

1.1.2教學(xué)與科學(xué)研究脫節(jié)

“互聯(lián)網(wǎng)+”由一系列如大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等學(xué)科最新的科學(xué)理論技術(shù)為支撐和基礎(chǔ)。眾多企業(yè)和愛好者開發(fā)實現(xiàn)了大量基于 “JavaEE”框架體系的開源軟件，如Hadoop，Spark，Nutch，Solr，Mahout，Weka，Mallet，Lucence，等等。學(xué)生們?nèi)绻軌虼篌w了解相關(guān)學(xué)科最新基礎(chǔ)理論，并掌握相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)的開源軟件使用，更受用人企業(yè)或科研院所歡迎。因此，我們在高校的“JavaEE”課程教學(xué)中也將這些相關(guān)學(xué)科最新的理論、技術(shù)和實現(xiàn)軟件納入其中。

本文為了解決上述“JavaEE”課程教學(xué)與工程實踐和科研脫節(jié)較為嚴(yán)重的問題，提出了一種集“產(chǎn)學(xué)研”為一體的教學(xué)實踐方案。

2　產(chǎn)學(xué)研一體的“JavaEE”課程教學(xué)

在“JavaEE”課程教學(xué)中，我們采用了將教學(xué)、科研和工程開發(fā)緊密結(jié)合的教學(xué)方式和內(nèi)容。在課堂教學(xué)方面，采用以項目為驅(qū)動的課堂教學(xué)模式。這些課程教學(xué)采用的案例，不再是傳統(tǒng)教學(xué)材料中的諸如 “圖書管理系統(tǒng)”“學(xué)籍管理系統(tǒng)”“成績管理系統(tǒng)”等虛構(gòu)的項目，而是均要求從教師所承擔(dān)的科研項目或者企業(yè)真實的工程開發(fā)需求總結(jié)而來。這樣可直接讓學(xué)生了解科研或企業(yè)在工程實踐方面的第一手的真實需求和要求。

在課程講解中，重點以真實項目的需求和設(shè)計為主線講解課程內(nèi)容，在講授中再逐步將所需各種開發(fā)技術(shù)穿插引入課程，以區(qū)別傳統(tǒng)教學(xué)中先講解總體概念再分解各個知識點的方式。這樣的教學(xué)方式，讓學(xué)生首先了解到的就是項目的具體需求和要求，學(xué)習(xí)重點清晰明確。

3　教學(xué)實踐

“互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能信息處理平臺”是中原工學(xué)院計算機(jī)學(xué)院“互聯(lián)網(wǎng)輿情實驗室”重點建設(shè)的一個集科學(xué)研究與工程實踐為一體的綜合技術(shù)平臺。該平臺以“JavaEE”框架作為基礎(chǔ)架構(gòu)體系，實現(xiàn)了對互聯(lián)網(wǎng)上大數(shù)據(jù)量文本、圖片、視頻、音頻等媒體類型資源的分布式采集、存儲、分析與計算、索引與檢索和自適應(yīng)交互展示。該平臺一方面可以作為教師科研工作的基礎(chǔ)平臺；另一方面也可作為實驗室與企業(yè)橫向項目合作的技術(shù)基礎(chǔ)平臺。

3.1將工程實踐融入“JavaEE”課程的教學(xué)實踐

“JavaEE”課程一方面是相關(guān)理論知識的講解，更重要的是所體現(xiàn)的優(yōu)秀的現(xiàn)代大型軟件項目工程開發(fā)思想。為此，在“JavaEE”課程實踐環(huán)節(jié)，參照CMMI3約定的部分“關(guān)鍵過程域”實現(xiàn)對各開發(fā)團(tuán)隊項目的規(guī)范化管理。在課堂的組織結(jié)構(gòu)上，參照企業(yè)的工程項目組織形式，將學(xué)生分成6～8人的工程開發(fā)組，每小組設(shè)置項目經(jīng)理、需求分析師、技術(shù)架構(gòu)師、軟件工程師、測試工程師。在開發(fā)過程中，嚴(yán)格按照軟件工程的要求，將項目的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)實施、測試和驗收落實到課程之中，完成情況與學(xué)生的課程成績緊密結(jié)合。

將“互聯(lián)網(wǎng)輿情分析與導(dǎo)控綜合業(yè)務(wù)平臺”共同納入建設(shè)中，企業(yè)方的項目負(fù)責(zé)人將較為簡單的工程開發(fā)任務(wù)分解并編寫成為詳細(xì)具體的開發(fā)文檔，再由各個學(xué)生項目組申請承擔(dān)開發(fā)任務(wù)。其中，JavaEE的任課老師作為開發(fā)任務(wù)技術(shù)指導(dǎo)，企業(yè)的任務(wù)負(fù)責(zé)人為質(zhì)量與度量監(jiān)督 (Process and ProductQuality Assurance,PPQA)人員。另外，每一項開發(fā)任務(wù)一般要有由兩個以上的學(xué)生項目組同時承擔(dān)，并按規(guī)定的里程碑或階段同步開發(fā)，并定期匯報進(jìn)度。這樣，各開發(fā)小組之間既能夠相互學(xué)習(xí)交流經(jīng)驗，同時也具有了一定的競爭關(guān)系，通過比、拼、趕、搶的方式完成開發(fā)任務(wù)，從而保證了項目開發(fā)任務(wù)的成功完成。最終，企業(yè)和指導(dǎo)教師共同評定，將完成情況最好、最為規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的團(tuán)隊開發(fā)成果為平臺采納，并給予一定的獎勵。這樣的方式，學(xué)生在規(guī)范和實戰(zhàn)的工程項目中體驗到了JavaEE開發(fā)方式所帶來的優(yōu)勢，企業(yè)能夠節(jié)省一些專職開發(fā)人員的費用。

3.2將科學(xué)研究融入“JavaEE”課程的教學(xué)實踐

將教師的科研工作與 “JavaEE”課程緊密結(jié)合，也是JavaEE教學(xué)改革的另一項重要特色內(nèi)容?；ヂ?lián)網(wǎng)輿情實驗室教師大都承擔(dān)有較高層次的縱向科研課題，這些課題的研究內(nèi)容都與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析緊密相關(guān)，各個課題研究成果的設(shè)計實現(xiàn)都基于實驗室JavaEE框架結(jié)構(gòu)的 “互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能信息處理平臺”。

3.2.1學(xué)生參與實驗室科研項目的工程實踐

在教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)中，承擔(dān)科研項目的教師將有關(guān)科研課題中相對成熟且具備工程實踐條件的部分內(nèi)容整理匯總，再由課程老師修訂為“JavaEE”課程實踐的工程開發(fā)項目。學(xué)生開發(fā)組從中選擇感興趣的科研題目，按照標(biāo)準(zhǔn)軟件工程流程開發(fā)實現(xiàn)。

例如，在我們實驗室與企業(yè)合作的“互聯(lián)網(wǎng)輿情綜合服務(wù)平臺”建設(shè)項目很多涉及研究型的理論技術(shù)問題。實驗室教師經(jīng)過整理后，可供學(xué)生進(jìn)行“JavaEE”課程實踐的部分研究性開發(fā)項目，如表1所示：

表1　JavaEE課程實踐部分研究性開發(fā)項目表

3.2.2組織學(xué)生參與科研評測活動的工程實踐

在實驗室科研工作中，由教師組織帶領(lǐng)各學(xué)生開發(fā)組參與科研相關(guān)的競賽或評測活動，將評測任務(wù)直接作為JavaEE的課程實踐的工程開發(fā)任務(wù)。例如,在以計算機(jī)學(xué)會和中文信息處理分會聯(lián)合舉辦的全國信息檢索學(xué)術(shù)會議（China Conference on Information Retrieval，CCIR）為依托的中文傾向性分析評測（Chinese Opinion Analysis Evaluation,COAE）中，2015年底設(shè)置評價任務(wù)[7]，如表2所示：

表2　CCIR 2015中文傾向性分析評測任務(wù)列表

從上表2和表3可以看出，實驗室組織參與的各類學(xué)術(shù)研究評測任務(wù)與實驗室自建的科研平臺有很強(qiáng)的相關(guān)性或者重復(fù)。因此，需要課程指導(dǎo)教師首先將這些科研任務(wù)進(jìn)行提煉分解，工程實現(xiàn)部分參照企業(yè)工程開發(fā)的任務(wù)說明書編制為JavaEE實踐環(huán)節(jié)開發(fā)任務(wù)說明書，科研實驗部分也分解為明確的要求和步驟，然后由學(xué)生項目組申請承擔(dān)。以科研課題為驅(qū)動的“JavaEE”課程實踐，學(xué)生不僅將教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)習(xí)的JavaEE框架技術(shù)和工程開發(fā)模式針對性的得以應(yīng)用，而且還了解和體驗到了目前在相關(guān)研究學(xué)術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，為畢業(yè)后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作奠定了較好的工程實踐基礎(chǔ)。

4　總結(jié)

與傳統(tǒng)JavaEE教學(xué)模式相比，我們所提出的集“產(chǎn)學(xué)研一體”的“JavaEE”課程教學(xué)實踐，具有多方面的優(yōu)勢：（1）以工程項目為驅(qū)動的課堂教學(xué)，讓學(xué)生不僅理解JavaEE的關(guān)鍵思想、理論、規(guī)范和技術(shù)，也清楚明白了JavaEE在工程實踐的具體要求；（2）參與企業(yè)工程開發(fā)的工程實踐環(huán)境，讓學(xué)生真正鍛煉了開發(fā)方面的實踐能力和熟練掌握了用人企業(yè)方面的要求及工作模式；（3）在實驗室科研活動中進(jìn)一步了解了JavaEE在最新學(xué)術(shù)研究方面的應(yīng)用。學(xué)生學(xué)習(xí)JavaEE知識，在鍛煉了軟件工程和開發(fā)技能的同時，也培養(yǎng)了一定的科學(xué)研究素養(yǎng)。

當(dāng)然，該種“JavaEE”課程的教學(xué)模式對指導(dǎo)教師、實驗室甚至相關(guān)企業(yè)都有較高的要求。特別對擔(dān)任該課程教學(xué)的教師來說，不僅要全面掌握J(rèn)avaEE框架的核心思想和知識體系，而且應(yīng)具有豐富的工程開發(fā)能力和經(jīng)驗，同時還需對相關(guān)學(xué)術(shù)科研方向有較深的研究。

參考文獻(xiàn):

[1]施陽,張海燕,戴德偉.基于JavaEE的畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2015(2).

[2]Johnson,R.,Hoeller,J.Expert One-on-One J2EE Development without EJB[J].Wiley,2004（4）.

[3]吳雷.現(xiàn)代服務(wù)業(yè)ERP系統(tǒng)的模型驅(qū)動開發(fā)與優(yōu)化研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2012.

[4]劉振宇,王恒.基于形式化方法的測試驅(qū)動開發(fā)研究[J].計算機(jī)工程與設(shè)計,2008(15):3944-3946.

[5]陳衛(wèi)民.地方本科院校JavaEE教學(xué)改革探索[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2015(5).

[6]趙彥.基于任務(wù)驅(qū)動進(jìn)階教學(xué)的Java EE課程改革探索[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013(3).

[7]第二十一屆全國信息檢索學(xué)術(shù)會議(CCIR2015) [Z].2015.

[8]NLPCC 2015 Evaluation Notice[Z].2015.

責(zé)任編輯李燕

中圖分類號：G642；TP312.1-4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674－5787（2016）01－0147－05

DOI：10.13887/j.cnki.jccee.2016（1）.41

收稿日期：2015-10-12

基金項目：本文系國家自然科學(xué)基金（U1304611）；國家社會科學(xué)基金（15BTQ022）；河南省科技攻關(guān)項目（132102210186）；河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點項目（14A520015）；鄭州市科技攻關(guān)項目（131PPTGG416-4）研究成果。

作者簡介：劉小明（1979—），博士，講師,主要研究方向：自然語言處理、大數(shù)據(jù)智能信息處理、教育信息化。

Practical Teaching of the“JavaEE”Integration of Production,Learning and Research

LIU Xiaoming,XU Jinzhong,FAN Yinting
(School of Computer Science,Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou Henan 450007,China)

Abstract:Inordertoenhancethecomputerandrelatedprofessionalhighgradestudents’comprehensive abilities of engineering practice and scientific research,the author puts forward a JavaEE teaching scheme combining enterprise development practice and some higher theoretical level research projects,and applies it to the JavaEE course teaching reform and practice.In the laboratory project construction of the“Internet Public Opinion Analysis and Integrated Services Platform Controlling”,students have improved not only the ability of engineering practice but also that of research,that achieving good teaching effect.

Keywords:Internet+;JavaEE;teaching reform;engineering practice;scientific research