黎才茂，陳少凡

（海南大學(xué) 信息學(xué)院, 海南 ?？?570228）

0 引言

近年來，國際上流行的一種先進(jìn)的教學(xué)模式，即基于工程教育的CDIO模式。CDIO以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式讓學(xué)生學(xué)習(xí)，圍繞產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行展開，其生命周期包括構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)現(xiàn)（implement）和運(yùn)作（operate）[1-2]。CDIO教育模式?jīng)]有給出具體課程的能力要求，也沒有針對(duì)具體課程落實(shí)CDIO能力目標(biāo)的方法，因此，對(duì)于某一課程，需要依據(jù)符合CDIO能力的需求，在實(shí)際課程教學(xué)中設(shè)計(jì)教學(xué)及制訂培養(yǎng)目標(biāo)、方法。

1 JavaEE課程教學(xué)存在的問題

計(jì)算機(jī)專業(yè)的系列課程教學(xué)需要理論與實(shí)踐并重。根據(jù)已有研究成果及筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，可知傳統(tǒng)的教學(xué)模式不僅教學(xué)方法陳舊、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱，而且易造成重理論而輕實(shí)踐的情況，其問題總結(jié)如下[2]。

1）培養(yǎng)的學(xué)生能力不足。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是基于考試的評(píng)估方式的，學(xué)生只注重學(xué)習(xí)某些理論知識(shí)和技術(shù)，沒有系統(tǒng)地提高分析能力和開發(fā)能力，不能靈活地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際的問題，不能對(duì)軟件項(xiàng)目進(jìn)行快速有效的構(gòu)思設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)與部署運(yùn)行。

2）課程的能力培養(yǎng)目標(biāo)不明確。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)專業(yè)的系列課程教學(xué)只是明確學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，而沒有具體的能力培養(yǎng)目標(biāo)，只是知識(shí)和技術(shù)的灌輸，不利于學(xué)生的能力培養(yǎng)，因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)系列課程應(yīng)在課程的教學(xué)目標(biāo)中明確地設(shè)置學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)。在課程教學(xué)中，理解知識(shí)是基本，應(yīng)用知識(shí)是進(jìn)階，能力提高才是培養(yǎng)學(xué)生的最終教學(xué)目標(biāo)[2]。

3）教學(xué)過程缺乏翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)。

課程教學(xué)中的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)是指課程授課、項(xiàng)目開展與實(shí)施過程中皆以學(xué)生為主體，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師輔導(dǎo)，遇到問題進(jìn)行對(duì)話與討論[3]。翻轉(zhuǎn)的教學(xué)活動(dòng)是互動(dòng)式的，積極引入有效的翻轉(zhuǎn)與反思，不僅把教師和學(xué)生綁定成一個(gè)共同體，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層理解、達(dá)到最終的教學(xué)目標(biāo)，而且注重教師與學(xué)生間的分享、學(xué)習(xí)和提高，有利于教師進(jìn)行教學(xué)重新設(shè)計(jì)、提高教學(xué)水平等。

針對(duì)上述問題，有研究者將反思與翻轉(zhuǎn)、項(xiàng)目引領(lǐng)法、案例教學(xué)等應(yīng)用到課程教學(xué)改革中，使得學(xué)生獲得訓(xùn)練與能力培養(yǎng)，但是在需求分析、工程認(rèn)知、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面還不足；同時(shí)，有研究者也將CDIO教育模式應(yīng)用到Java類課程的教學(xué)中，但在微觀層面貫徹和踐行CDIO的教育理念還是存在不足。因此，需要對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)系列課程的教學(xué)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，培養(yǎng)內(nèi)在能力與實(shí)踐能力兼?zhèn)涞?、能自主學(xué)習(xí)、思考和表達(dá)的學(xué)生，貫徹CDIO的核心精神，將以教師主講的項(xiàng)目引領(lǐng)、案例教學(xué)模式，改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、基于CDIO的項(xiàng)目引領(lǐng)的主動(dòng)式學(xué)習(xí)模式，以提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性、創(chuàng)造性和自學(xué)能力[4]。

2 基于CDIO的課程培養(yǎng)目標(biāo)的確立

CDIO以工程化角度確定能力培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定合格的工程師所應(yīng)具備的能力。項(xiàng)目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)的混合模式教學(xué)不僅設(shè)計(jì)制定基于CDIO的Java EE課程能力培養(yǎng)目標(biāo)，而且明確課程的CDIO標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)學(xué)生的CDIO能力。

基于CDIO的Java EE課程能力培養(yǎng)目標(biāo)包括知識(shí)目標(biāo)、技術(shù)目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。課程知識(shí)目標(biāo)要求學(xué)生了解Java EE課程體系，熟悉Java EE代碼編寫、開發(fā)流程，掌握安裝、運(yùn)行Java EE軟件開發(fā)工具及項(xiàng)目開發(fā)相關(guān)知識(shí)。課程技術(shù)目標(biāo)要求學(xué)生能運(yùn)用Java EE相關(guān)技術(shù)、工作流程、調(diào)試方法、測(cè)試方法、軟件開發(fā)工具、相關(guān)技術(shù)規(guī)范完成項(xiàng)目開發(fā)、調(diào)試、測(cè)試及部署。課程素質(zhì)目標(biāo)要求學(xué)生有良好的勞動(dòng)紀(jì)律觀念和職業(yè)道德，具有吃苦耐勞、敬業(yè)和團(tuán)隊(duì)精神，具有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度、新意識(shí)以及解決實(shí)際問題的能力，因此，基于CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)方面，針對(duì)Java EE課程教學(xué)，可以確立3種能力目標(biāo)的28個(gè)微觀層次上的培養(yǎng)目標(biāo)，見表1。這樣確立Java EE課程的培養(yǎng)目標(biāo)，一方面，從微觀層面使教學(xué)設(shè)計(jì)者能夠綜合考量專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的合理性；另一方面，也使評(píng)估所培養(yǎng)學(xué)生的能力有可靠的依據(jù)。

表1 Java EE課程的CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)

（續(xù)）表1

3 項(xiàng)目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)課堂的混合模式教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 課程教學(xué)原則

課程教學(xué)基于CDIO的教學(xué)模式，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程技術(shù)。課程教學(xué)設(shè)計(jì)要求以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向、以項(xiàng)目任務(wù)為載體、強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體、工學(xué)結(jié)合、重點(diǎn)突出能力目標(biāo)與實(shí)訓(xùn)、做到知識(shí)理論實(shí)踐一體化。

3.2 項(xiàng)目引領(lǐng)的翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)

基于CDIO教學(xué)模式，對(duì)Java EE課程教學(xué)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，培養(yǎng)內(nèi)在能力與實(shí)踐能力兼?zhèn)涞?、能自主學(xué)習(xí)、思考和表達(dá)的學(xué)生，貫徹CDIO的核心精神，將以教師主講的項(xiàng)目引領(lǐng)、案例教學(xué)模式，改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的主動(dòng)式學(xué)習(xí)的基于CDIO的項(xiàng)目引領(lǐng)翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式，以提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性、創(chuàng)造性和自學(xué)能力。

項(xiàng)目引領(lǐng)構(gòu)建基于CDIO核心思想的子項(xiàng)目知識(shí)模塊，從而構(gòu)建CDIO教育模式的專業(yè)課程體系。學(xué)生學(xué)完每一個(gè)知識(shí)模塊，就需要完成對(duì)應(yīng)子項(xiàng)目的研發(fā)；隨著學(xué)習(xí)和研發(fā)的深入，在完成幾個(gè)知識(shí)模塊學(xué)習(xí)之后，學(xué)生就得到一個(gè)完整實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的研發(fā)訓(xùn)練，從而實(shí)現(xiàn)基本具備企業(yè)級(jí)項(xiàng)目應(yīng)用開發(fā)的能力。

項(xiàng)目引領(lǐng)的模塊化翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基本思想是以項(xiàng)目研發(fā)為主線，采用翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂結(jié)合的混合模式展開教學(xué)。項(xiàng)目引領(lǐng)教學(xué)需要精選某些企業(yè)級(jí)應(yīng)用項(xiàng)目，分析項(xiàng)目任務(wù)，將項(xiàng)目拆解為幾個(gè)子項(xiàng)目，按照子項(xiàng)目開發(fā)需要的知識(shí)難度和遞進(jìn)關(guān)系，確定子項(xiàng)目開發(fā)的順序。每個(gè)研發(fā)的子項(xiàng)目都對(duì)應(yīng)著一個(gè)知識(shí)模塊，包括研發(fā)這個(gè)子項(xiàng)目需要的知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)[5]。

在教學(xué)中，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)項(xiàng)目案例，然后開發(fā)相關(guān)子項(xiàng)目，把知識(shí)學(xué)習(xí)和子項(xiàng)目研發(fā)密切結(jié)合起來，既要求學(xué)生學(xué)習(xí)每個(gè)子項(xiàng)目的知識(shí)模塊，又要求學(xué)生完成子項(xiàng)目的研發(fā)。隨著項(xiàng)目學(xué)習(xí)的深入，每完成一個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，研發(fā)一個(gè)子項(xiàng)目，技術(shù)水平就提高一個(gè)等級(jí)。有多少個(gè)子項(xiàng)目就對(duì)應(yīng)構(gòu)建多少個(gè)知識(shí)模塊，后序子項(xiàng)目研發(fā)需要前序子項(xiàng)目的知識(shí)模塊為基礎(chǔ)。隨著各個(gè)子項(xiàng)目的研發(fā)遞進(jìn)，學(xué)生學(xué)習(xí)后序一個(gè)子項(xiàng)目的知識(shí)模塊和研發(fā)子項(xiàng)目，同時(shí)也就復(fù)習(xí)了前序子項(xiàng)目的知識(shí)模塊[6]。

3.3 混合模式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

Java EE課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)圍繞培養(yǎng)Java軟件工程師的目標(biāo)要求，以項(xiàng)目引領(lǐng)的基于CDIO的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，以項(xiàng)目為核心教學(xué)貫穿整個(gè)課程。Java EE課程以Java Web應(yīng)用開發(fā)為學(xué)習(xí)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置見表2。

Java EE課程內(nèi)容以網(wǎng)上書店項(xiàng)目貫穿整個(gè)教學(xué)課程。網(wǎng)上書店系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)采用MVC模式，系統(tǒng)功能包括用戶登錄、書店購物車功能、顯示書籍列表與詳細(xì)信息、購物車商品添加與查看、結(jié)賬功能等。項(xiàng)目劃分為多個(gè)子項(xiàng)目單元，遵循創(chuàng)建、發(fā)布、調(diào)試階段進(jìn)行學(xué)習(xí)和開發(fā)，每個(gè)子項(xiàng)目開發(fā)都可以進(jìn)行功能演示。項(xiàng)目教學(xué)堅(jiān)持教、學(xué)、做一體化，以邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊練的方式組織課程教學(xué)。

表2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

3.4 課堂教學(xué)實(shí)施

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式和傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式融合的混合式課堂教學(xué)充分吸納兩種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，盡量減少二者的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)沒有有效的全面覆蓋CDIO的能力目標(biāo)，對(duì)能力培養(yǎng)相對(duì)薄弱，因此，需要采用項(xiàng)目引領(lǐng)與翻轉(zhuǎn)課堂混合模式實(shí)現(xiàn)基于CDIO的能力培養(yǎng)目標(biāo)。

在混合式課堂教學(xué)中，主動(dòng)式項(xiàng)目引領(lǐng)學(xué)習(xí)是課程教學(xué)的一個(gè)重要手段，有利于實(shí)現(xiàn)較好的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生在項(xiàng)目研發(fā)過程中主動(dòng)學(xué)習(xí)，既鍛煉技術(shù)能力，又提高知識(shí)與素質(zhì)能力。

結(jié)合CDIO基本思想的項(xiàng)目引領(lǐng)學(xué)習(xí)由各環(huán)節(jié)組成，每個(gè)環(huán)節(jié)包含一個(gè)具體的目標(biāo)，首先是傳統(tǒng)的理論教學(xué)環(huán)節(jié)，其次是項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)到學(xué)生團(tuán)隊(duì)環(huán)節(jié)，隨后則是貫穿CDIO思想的產(chǎn)品研發(fā)、測(cè)試、部署、運(yùn)行的完整生命周期的環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)都需要設(shè)定一些能力培養(yǎng)目標(biāo)，各個(gè)環(huán)節(jié)的能力培養(yǎng)目標(biāo)需要配置交集。

4 結(jié)語

針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程教學(xué)，依據(jù)CDIO基本理論，貫徹“項(xiàng)目引領(lǐng)教育和學(xué)習(xí)”的理念，以項(xiàng)目為主線，以CDIO能力培養(yǎng)為基本特征，采用項(xiàng)目引領(lǐng)學(xué)習(xí)、反思與翻轉(zhuǎn)教學(xué)等手段整體設(shè)計(jì)課程的具體教學(xué)，有效地踐行了CDIO核心思想。在Java EE課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，將傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合設(shè)計(jì)混合教學(xué)模式，以項(xiàng)目引領(lǐng)方式驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，分析確立課程的CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)符合CDIO要求的項(xiàng)目引領(lǐng)課程教學(xué)內(nèi)容，徹底打破了原有的課程教學(xué)體系。實(shí)踐證明，在Java EE課程教學(xué)中采用項(xiàng)目引領(lǐng)的混合課堂教學(xué)模式是一種較好的教學(xué)模式，受到學(xué)生的歡迎，獲得了更好的教學(xué)效果。