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        面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才培養(yǎng)探索

        2019-07-01 05:43:18張新猛羅海蛟彭碧濤李月梅
        計(jì)算機(jī)教育 2019年6期
        關(guān)鍵詞:企業(yè)級課程體系軟件

        張新猛,羅海蛟,彭碧濤,李月梅

        (廣東外語外貿(mào)大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510006)

        0 引 言

        Java是一種跨平臺的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言,分為桌面應(yīng)用、移動應(yīng)用和企業(yè)級應(yīng)用的開發(fā),廣泛應(yīng)用于電子商務(wù)、企業(yè)信息管理、金融服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域。連續(xù)多年,TIOBE發(fā)布的編程語言市場占有率排行榜,Java一直排在第一名,Java編程語言技能已經(jīng)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)大學(xué)生進(jìn)入軟件開發(fā)行業(yè)必備的一門技能。據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),從人才需求方面看,目前我國軟件人才缺口極其嚴(yán)重,其中Java人才最為缺乏。根據(jù)相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,在所有軟件開發(fā)類人才的需求中,對Java工程師的需求達(dá)到全部需求量的60%~70%。

        教育部把信息化人才與軟件人才列為國內(nèi)急需的緊缺人才之一,Java工程師市場需求巨大?,F(xiàn)狀是一方面人才需求旺盛的IT企業(yè)很難招聘到合格的Java人員,另一方面有大量具有基本Java技術(shù)的本科畢業(yè)生,但由于與企業(yè)的實(shí)際用人需求有較大的差距而存在就業(yè)困難問題。面向軟件行業(yè)需求,探索培養(yǎng)Java工程應(yīng)用型人才的合理課程體系是高校Java教育首要解決的問題[1-2]。

        1 Java課程教育現(xiàn)狀

        目前軟件開發(fā)企業(yè)需要的技能包括基于Java EE的企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)、Android移動端開發(fā)以及與企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)相關(guān)的流行架構(gòu),然而目前高校所開設(shè)的課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于企業(yè)需求,傳統(tǒng)教學(xué)模式所培養(yǎng)的學(xué)生距離企業(yè)要求相差甚遠(yuǎn),究其原因大多存在著重理論輕實(shí)踐、重基礎(chǔ)輕應(yīng)用、重技術(shù)輕綜合、重考試輕創(chuàng)新等問題。

        1.1 缺少有機(jī)銜接的Java課程體系

        目前幾乎國內(nèi)高校都至少開設(shè)了一門Java課程,但鑒于課時、師資等原因,普遍存在的問題是缺少系列有機(jī)銜接的Java課程體系,造成Java基礎(chǔ)課程與實(shí)踐課程相割裂。絕大部分學(xué)校僅開設(shè)Java基礎(chǔ)課程,但由于沒有后續(xù)應(yīng)用開發(fā)課程的支持,學(xué)生無法掌握企業(yè)應(yīng)用開發(fā)中需求與技能;另外一些學(xué)校雖然開設(shè)了多門Java相關(guān)課程,但課程缺乏有機(jī)銜接,學(xué)生往往不能形成知識網(wǎng)絡(luò),難以綜合應(yīng)用所學(xué)Java知識構(gòu)建企業(yè)級應(yīng)用。

        目前高校所開設(shè)的Java相關(guān)課程與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求仍有很大差距,同時所開的Java課程間不能形成有機(jī)銜接,比如移動應(yīng)用開發(fā)(Android)課程先修課程不僅僅是要求Java程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程,同時學(xué)生必須掌握J(rèn)ava EE部分相關(guān)內(nèi)容,否則只能設(shè)計(jì)單機(jī)版的移動終端,根本無法構(gòu)建集成的移動應(yīng)用系統(tǒng)。

        1.2 傳統(tǒng)教學(xué)模式無法培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力

        傳統(tǒng)的Java程序設(shè)計(jì)課程通常分為課堂理論教學(xué)和上機(jī)實(shí)踐兩個環(huán)節(jié),理論教學(xué)教師是主導(dǎo),一般結(jié)合PPT課件講解概念、語法以及小程序的分析等;而上機(jī)實(shí)踐偏重于如何編寫功能單一的“小”程序,局限于一個或兩個知識點(diǎn),學(xué)生只見樹木,不見森林,不能把握知識之間的銜接關(guān)系。編寫綜合應(yīng)用程序時,學(xué)生往往無從下手。

        除了傳統(tǒng)教學(xué)方法外,Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)中比較先進(jìn)的教學(xué)模式是項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法。項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法是采用難易度適中的典型項(xiàng)目,將學(xué)習(xí)者引入一個特定的真實(shí)情境中,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主,教師輔助為輔,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)的能力。通過項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué),能夠使學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用有更深入的認(rèn)識。但在教學(xué)實(shí)踐過程中,所選擇的項(xiàng)目案例往往是針對某些知識點(diǎn),多個項(xiàng)目案例之間關(guān)聯(lián)不大,所涉及的知識點(diǎn)銜接不夠緊密,而企業(yè)級應(yīng)用項(xiàng)目,往往是許多知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用,是多門課程的綜合應(yīng)用。

        1.3 缺少實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練項(xiàng)目及項(xiàng)目分解訓(xùn)練模型

        目前大多數(shù)高校用于Java訓(xùn)練的例子通常是一個個獨(dú)立的小程序,程序間既沒有知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián),又沒有應(yīng)用層面上關(guān)聯(lián),學(xué)習(xí)者難以把握J(rèn)ava知識網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用場景,即使有相對較大的案例,也通常局限于某種特殊應(yīng)用。

        即使采用項(xiàng)目訓(xùn)練的方式,也是普遍采取的方式即通過大作業(yè)的形式自主完成,對于學(xué)習(xí)者由于沒有參與過項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn),往往是無從入手,結(jié)果是大作業(yè)也是通過抄襲現(xiàn)有開源項(xiàng)目草草了事。將實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練項(xiàng)目分解為日??刹倬毜男∮?xùn)練模塊是實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵。

        因此,為培養(yǎng)更多滿足企業(yè)軟件開發(fā)需求的Java軟件工程人才,構(gòu)建有機(jī)銜接的Java課程體系,按照軟件企業(yè)用人需求,采用基于項(xiàng)目實(shí)踐的人才培養(yǎng)模式,是Java課程改革必然趨勢。

        2 Java軟件行業(yè)需求

        目前電子商務(wù)、企業(yè)信息管理、金融服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)開發(fā)均基于企業(yè)級應(yīng)用開發(fā),軟件行業(yè)需求的Java人才應(yīng)當(dāng)具備基于Java EE的企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的主要技能。

        我們從招聘網(wǎng)站上采集大量Java工程師職位招聘要求,從招聘技能需求看,幾乎所有Java工程師職位都要求掌握基于Java EE軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)技術(shù),而不是單一的前端或后端某種知識技能,用人需求需要掌握以下技能,大致所需掌握的七大知識技能模塊見表1。

        表1 Java軟件行業(yè)人才技能需求

        從表1所示軟件行業(yè)人才需求看,對傳統(tǒng)Java EE中EJB基本沒有要求,大都要求了解目前主流輕量級第三方框架,每個模塊中的技術(shù)并不是全部要求掌握,不同企業(yè)需求有差異,但都要求熟悉每層技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。

        3 面向軟件行業(yè)需求的課程體系設(shè)置探索

        3.1 多層Java EE系統(tǒng)架構(gòu)

        目前軟件行業(yè)需求的Java工程人才應(yīng)當(dāng)具備Java EE相關(guān)知識技能。Java EE是Sum公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)級應(yīng)用規(guī)范集合,它提供了一個多層結(jié)構(gòu)的分布式程序模型,是開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)級應(yīng)用首選平臺。但由于傳統(tǒng)經(jīng)典Java EE開發(fā)復(fù)雜,開發(fā)周期長,維護(hù)難度大,第三方開發(fā)出輕量級Java EE開源框架,仍遵循經(jīng)典Java EE的多層架構(gòu),但大大提高了開發(fā)效率。絕大部分Java軟件行業(yè)基于Java EE采用多種開源框架進(jìn)行軟件開發(fā),圖1展示了多層軟件體系結(jié)構(gòu)中各層中主要技術(shù),包括經(jīng)典Java EE和輕量級Java EE等開源框架,在實(shí)際軟件企業(yè)開發(fā)中并非用到全部技術(shù),比如極少軟件行業(yè)企業(yè)要求掌握EJB技術(shù)。

        圖1 基于Java EE的多層軟件體系結(jié)構(gòu)

        3.2 面向軟件行業(yè)需求的Java課程體系設(shè)置

        高校培養(yǎng)的Java人才最終目的是輸送到軟件企業(yè),因此所構(gòu)建的課程體系應(yīng)根據(jù)軟件企業(yè)需求來設(shè)定,根據(jù)軟件行業(yè)實(shí)際需求,提出“基礎(chǔ)理論—核心技術(shù)—應(yīng)用開發(fā)技術(shù)—綜合應(yīng)用能力”有機(jī)銜接的Java課程體系,課程體系見表2。

        表2所示6個教學(xué)模塊內(nèi)容是根據(jù)軟件企業(yè)實(shí)際需求所定制的學(xué)習(xí)內(nèi)容,每個模塊的知識點(diǎn)并非一成不變,各高??筛鶕?jù)實(shí)際情況,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,同時也要根據(jù)軟件企業(yè)的實(shí)際需求,不斷將新的方法、框架納入到課程體系。

        有些模塊并非專門針對Java課程體系設(shè)置,可以共享的如2、4、6模塊,為應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)類課程的通用模塊。模塊4作為前端設(shè)計(jì),本身可以與后端應(yīng)用設(shè)計(jì)分離,移動應(yīng)用開發(fā)既可以是Android也可以是iOS或微信小程序等內(nèi)容;模塊6作為項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神,不局限于采用Java開發(fā),也可以是C++或Python,甚至多編程語言混合的項(xiàng)目實(shí)踐。

        3.3 基于CDIO的Java軟件開發(fā)能力培養(yǎng)探索

        經(jīng)過廣大教育工作者的探索,多種教學(xué)方法被提出,如“項(xiàng)目導(dǎo)向”“啟發(fā)式教學(xué)”“任務(wù)驅(qū)動”“案例教學(xué)”“探究式學(xué)習(xí)”等教學(xué)法,被廣泛應(yīng)用于各類課程的教學(xué)中,也取得一定的效果。近幾年,國內(nèi)許多高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)都引入了基于CDIO模式的課程教學(xué)改革,CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的先進(jìn)成果,CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)行(Operate)[3-5]。CDIO模式已被應(yīng)用于Java教育[6-8],以工程項(xiàng)目為載體組織教學(xué),讓學(xué)生通過工程項(xiàng)目來學(xué)習(xí)知識,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作精神的目的。

        面向Java軟件開發(fā)類課程群,基于CDIO模式思想將Java課程群設(shè)置若干能力培養(yǎng)目標(biāo),提出面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才培養(yǎng)目標(biāo),將Java工程應(yīng)用人才應(yīng)具備的能力分為Java技術(shù)能力、軟件分析設(shè)計(jì)能力以及人際團(tuán)隊(duì)個人能力三大能力,如圖2所示。

        表2 面向軟件行業(yè)需求的Java課程體系

        圖2 面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才應(yīng)具備的能力

        不同層次課程能力培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)不同,選用統(tǒng)一的項(xiàng)目貫穿Java課程群,將項(xiàng)目分解若干相對簡單的子項(xiàng)目,每個子項(xiàng)目對應(yīng)能力培養(yǎng)目標(biāo),在不同層次課程中,能力培養(yǎng)目標(biāo)不同,采用教學(xué)方法也應(yīng)有所差異。

        Java基礎(chǔ)課程重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生的Java基本語法、編碼能力,一般安排在低年級,學(xué)生的編程能力有限,缺乏軟件開發(fā)相關(guān)知識,不具備完整軟件開發(fā)能力,應(yīng)從子項(xiàng)目中抽取個別小模塊,以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的形式,使學(xué)生熟練掌握J(rèn)ava核心技能以及具備初步程序設(shè)計(jì)方法。

        模塊2和模塊4均為前端開發(fā),除了培訓(xùn)編碼能力外,還要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,有條件的學(xué)校可請?jiān)O(shè)計(jì)專業(yè)的老師進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容講解。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力,以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主,結(jié)合企業(yè)主流采用的開源組件設(shè)計(jì)項(xiàng)目前端界面。

        模塊3和模塊5均為Java EE內(nèi)容,學(xué)生已具備一定的編程基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)能力,以綜合性實(shí)驗(yàn)為主,老師給出項(xiàng)目需求,以項(xiàng)目導(dǎo)向方式,學(xué)習(xí)主流Java項(xiàng)目框架、設(shè)計(jì)模式,以小組形式完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。

        模塊6為項(xiàng)目實(shí)訓(xùn),以團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行綜合研究性實(shí)驗(yàn),以具有真實(shí)應(yīng)用背景的項(xiàng)目為導(dǎo)向,按照軟件企業(yè)開發(fā)過程,從角色分配開始,進(jìn)行項(xiàng)目需求分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目架構(gòu)搭建、代碼實(shí)現(xiàn)、測試以及上線運(yùn)行等步驟進(jìn)行,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力,如團(tuán)隊(duì)合作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、軟件分析設(shè)計(jì)能力。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)可以作為一門課程或利用寒暑假前的兩個周的實(shí)習(xí)周進(jìn)行訓(xùn)練,不局限于采用Java開發(fā),甚至多種開發(fā)工具混合開發(fā),比如前端可以包括Android和iOS兩種版本。

        4 結(jié) 語

        軟件行業(yè)需求的Java工程人才需要具備Java系列各個環(huán)節(jié)技能、軟件分析與設(shè)計(jì)技能、團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)新能力等多種能力,課程之間相互關(guān)聯(lián),某個課程環(huán)節(jié)的缺少將會導(dǎo)致學(xué)生無法進(jìn)行基于Java的軟件項(xiàng)目開發(fā)。目前高校普遍存在機(jī)械的照綱開課,依師資力量開課,課程之前缺乏統(tǒng)籌安排,授課老師之間缺少溝通交流,學(xué)生的技能訓(xùn)練不能有機(jī)銜接,難以有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

        緊跟軟件行業(yè)需求,加強(qiáng)與企業(yè)合作,統(tǒng)籌安排Java程序設(shè)計(jì)類相關(guān)課程,形成課程間技能訓(xùn)練、能力培養(yǎng)的有機(jī)銜接,依據(jù)課程特點(diǎn)以及學(xué)生情況選擇合理的教學(xué)方法,是培養(yǎng)Java軟件工程應(yīng)用型人才的有效方法。

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