張新猛，羅海蛟，彭碧濤，李月梅

（廣東外語外貿(mào)大學 信息科學與技術(shù)學院，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)是計算機相關(guān)專業(yè)大學生進入軟件開發(fā)行業(yè)必備的一門技能。據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從人才需求方面看，目前我國軟件人才缺口極其嚴重，其中Java人才最為缺乏。根據(jù)相關(guān)權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)計數(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)的課程遠遠落后于企業(yè)需求，傳統(tǒng)教學模式所培養(yǎng)的學生距離企業(yè)要求相差甚遠，究其原因大多存在著重理論輕實踐、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銜接的Java課程體系，造成Java基礎(chǔ)課程與實踐課程相割裂。絕大部分學校僅開設(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；另外一些學校雖然開設(shè)了多門Java相關(guān)課程，但課程缺乏有機銜接，學生往往不能形成知識網(wǎng)絡(luò)，難以綜合應(yīng)用所學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)計基礎(chǔ)課程，同時學生必須掌握Java EE部分相關(guān)內(nèi)容，否則只能設(shè)計單機版的移動終端，根本無法構(gòu)建集成的移動應(yīng)用系統(tǒng)。

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

傳統(tǒng)的Java程序設(shè)計課程通常分為課堂理論教學和上機實踐兩個環(huán)節(jié)，理論教學教師是主導，一般結(jié)合PPT課件講解概念、語法以及小程序的分析等；而上機實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，學生只見樹木，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，學生往往無從下手。

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

1.3 缺少實戰(zhàn)訓練項目及項目分解訓練模型

目前大多數(shù)高校用于Java訓練的例子通常是一個個獨立的小程序，程序間既沒有知識點之間的關(guān)聯(lián)，又沒有應(yīng)用層面上關(guān)聯(lián)，學習者難以把握Java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。

即使采用項目訓練的方式，也是普遍采取的方式即通過大作業(yè)的形式自主完成，對于學習者由于沒有參與過項目實戰(zhàn)，往往是無從入手，結(jié)果是大作業(yè)也是通過抄襲現(xiàn)有開源項目草草了事。將實戰(zhàn)訓練項目分解為日?？刹倬毜男∮柧毮K是實戰(zhàn)訓練項目實施的關(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)建有機銜接的Java課程體系，按照軟件企業(yè)用人需求，采用基于項目實踐的人才培養(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)當具備Java EE相關(guān)知識技能。Java EE是Sum公司發(fā)布的標準企業(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”有機銜接的Java課程體系，課程體系見表2。

表2所示6個教學模塊內(nèi)容是根據(jù)軟件企業(yè)實際需求所定制的學習內(nèi)容，每個模塊的知識點并非一成不變，各高?？筛鶕?jù)實際情況，進行適當調(diào)整教學內(nèi)容，同時也要根據(jù)軟件企業(yè)的實際需求，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，本身可以與后端應(yīng)用設(shè)計分離，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作為項目實訓培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力以及團隊合作精神，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目實踐。

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，多種教學方法被提出，如“項目導向”“啟發(fā)式教學”“任務(wù)驅(qū)動”“案例教學”“探究式學習”等教學法，被廣泛應(yīng)用于各類課程的教學中，也取得一定的效果。近幾年，國內(nèi)許多高校的計算機專業(yè)都引入了基于CDIO模式的課程教學改革，CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的先進成果，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）[3-5]。CDIO模式已被應(yīng)用于Java教育[6-8]，以工程項目為載體組織教學，讓學生通過工程項目來學習知識，達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、實踐應(yīng)用能力、團隊合作精神的目的。

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，提出面向軟件行業(yè)需求的Java工程人才培養(yǎng)目標，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)計能力以及人際團隊個人能力三大能力，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)重點不同，選用統(tǒng)一的項目貫穿Java課程群，將項目分解若干相對簡單的子項目，每個子項目對應(yīng)能力培養(yǎng)目標，在不同層次課程中，能力培養(yǎng)目標不同，采用教學方法也應(yīng)有所差異。

Java基礎(chǔ)課程重點訓練學生的Java基本語法、編碼能力，一般安排在低年級，學生的編程能力有限，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)從子項目中抽取個別小模塊，以驗證性實驗和設(shè)計性實驗的形式，使學生熟練掌握Java核心技能以及具備初步程序設(shè)計方法。

模塊2和模塊4均為前端開發(fā)，除了培訓編碼能力外，還要培養(yǎng)學生的設(shè)計能力，有條件的學?？烧堅O(shè)計專業(yè)的老師進行相關(guān)內(nèi)容講解。重點培養(yǎng)學生的設(shè)計創(chuàng)新能力，以設(shè)計性實驗為主，結(jié)合企業(yè)主流采用的開源組件設(shè)計項目前端界面。

模塊3和模塊5均為Java EE內(nèi)容，學生已具備一定的編程基礎(chǔ)和設(shè)計能力，以綜合性實驗為主，老師給出項目需求，以項目導向方式，學習主流Java項目框架、設(shè)計模式，以小組形式完成項目的設(shè)計和實現(xiàn)，培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力、團隊合作能力。

模塊6為項目實訓，以團隊形式進行綜合研究性實驗，以具有真實應(yīng)用背景的項目為導向，按照軟件企業(yè)開發(fā)過程，從角色分配開始，進行項目需求分析、項目設(shè)計、項目架構(gòu)搭建、代碼實現(xiàn)、測試以及上線運行等步驟進行，培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用能力，如團隊合作能力、領(lǐng)導能力、軟件分析設(shè)計能力。項目實訓可以作為一門課程或利用寒暑假前的兩個周的實習周進行訓練，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)計技能、團隊合作創(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)的缺少將會導致學生無法進行基于Java的軟件項目開發(fā)。目前高校普遍存在機械的照綱開課，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，學生的技能訓練不能有機銜接，難以有效地培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力。

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