邱珊

（武漢華夏理工學(xué)院信息工程學(xué)院，武漢430223）

0 引言

在武漢華夏理工學(xué)院，《Java Web 應(yīng)用開發(fā)》是針對軟件工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)核心課程。主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具備利用Java 技術(shù)進(jìn)行Web 系統(tǒng)開發(fā)的能力，讓學(xué)生對基于Java 的Web 應(yīng)用開發(fā)的基本思路和過程有一個(gè)全面的認(rèn)識和掌握。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以使用JSP+Servlet+JavaBean MVC 多層架構(gòu)和框架技術(shù)進(jìn)行中小型Web 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

本課程是一門綜合性應(yīng)用性的技術(shù)性課程，是利用軟件工程的原理和方法對網(wǎng)頁設(shè)計(jì)技術(shù)、Web 前端技術(shù)、Java 服務(wù)器端編程技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理與編程技術(shù)的綜合運(yùn)用?；诒菊n程的應(yīng)用性、綜合性和技術(shù)性，部分學(xué)生感覺課程難度較大。

本課程為職業(yè)技能課程，直接對應(yīng)Java Web 工程師職業(yè)崗位。本課程的性質(zhì)決定了該課程的講授以技術(shù)為主，必須結(jié)合大量的實(shí)例講解，必須要有程序的運(yùn)行和演示。如果在傳統(tǒng)的多媒體教室中開展教學(xué)，即使安裝有課程所需的開發(fā)環(huán)境和平臺，通過投影儀，程序的演示效果也只有坐在教室前兩排的學(xué)生能夠較好地體驗(yàn)；如果按照知識點(diǎn)的順序采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)來講授，對學(xué)生來說是空洞而抽象的；即使是按照知識點(diǎn)來組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也是零散而孤立的，各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間缺乏關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致學(xué)生對課程學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)知不明確，部分學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，不愿或者不能動(dòng)手，上機(jī)效果較差。

因此我們提出：探索教學(xué)模式的改革，本課程的講授將基于CDIO 工程教育模式，對傳統(tǒng)的以教師為主體的課堂教學(xué)進(jìn)行改革，以學(xué)生為主體，以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、邊講邊練”的方式組織教學(xué)，采用全程機(jī)房授課的方式，使用業(yè)界流行的企業(yè)級開發(fā)環(huán)境和開發(fā)技術(shù)，學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)，提升學(xué)生就業(yè)競爭力。

1 基于CDIO的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

CDIO 工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO 代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），以現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過程指導(dǎo)工程教學(xué)過程[1]。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式建立在CDIO 教育模式基礎(chǔ)上，以完整的項(xiàng)目為教學(xué)案例，選擇合適的項(xiàng)目組織相關(guān)教學(xué)內(nèi)容[2]?；贑DIO 的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教育模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，教學(xué)任務(wù)明確，整個(gè)課程的目標(biāo)就是在教師的指導(dǎo)下完成相關(guān)項(xiàng)目，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，主動(dòng)學(xué)習(xí)，將知識和技能相結(jié)合，提高解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力。

本課題擬采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式，按照軟件工程的原理、方法和技術(shù)完成從對一個(gè)功能相對完善的中小型軟件系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)到系統(tǒng)測試的軟件系統(tǒng)生命周期的全過程。學(xué)生將受到軟件工程的工程思維訓(xùn)練和軟件工程相關(guān)技術(shù)的綜合訓(xùn)練。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式應(yīng)用于《Java Web應(yīng)用開發(fā)》課程教學(xué)實(shí)踐

2.1 采用全程機(jī)房授課，學(xué)生成為課堂的主體

將機(jī)房作為課堂，整個(gè)課堂設(shè)置在機(jī)房的環(huán)境中，凸顯了課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性。教師通過機(jī)房教學(xué)網(wǎng)的教師端向?qū)W生講解概念和技術(shù)的應(yīng)用并進(jìn)行程序的運(yùn)行和演示；學(xué)生一般一人一機(jī)，通過教學(xué)網(wǎng)學(xué)生端軟件的使用，學(xué)生能夠清晰地看到教師所展示的PPT 內(nèi)容，觀察到教師敲寫代碼的完整過程，對概念的理解更清晰，對各知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)的理解更透徹，進(jìn)而能夠掌握具體的應(yīng)用。在機(jī)房座位充裕的情況下，還可以做到學(xué)生一人二機(jī)，即學(xué)生使用一臺機(jī)器實(shí)時(shí)了解教師的講解和操作，而通過另一臺機(jī)器實(shí)時(shí)地跟隨教師敲寫代碼，學(xué)生的操作與教師同步。

在教師講完和演示完一個(gè)技術(shù)點(diǎn)/應(yīng)用點(diǎn)/功能模塊后，學(xué)生可以自己根據(jù)教師的講解完成相應(yīng)的任務(wù)，有問題可及時(shí)與教師溝通解決，與教師有更多的面對面交流的機(jī)會；教師巡視學(xué)生的執(zhí)行情況，對每個(gè)學(xué)生的掌握情況都能及時(shí)了解，可及時(shí)對共性的問題進(jìn)行進(jìn)一步的講解和演示。在這種教學(xué)模式中，教師是規(guī)劃者，引導(dǎo)者，大方向的把握者，答疑者；而學(xué)生則是課堂的主體，學(xué)生主動(dòng)的實(shí)踐的參與課堂，系統(tǒng)的細(xì)節(jié)由他們自己把控，系統(tǒng)最終全部由他們自己完成。

對于學(xué)生來說，在課程開始時(shí)目標(biāo)明確；在課程進(jìn)行中有不斷的挑戰(zhàn)，“我的系統(tǒng)我做主”的歸屬感、主人翁意識和責(zé)任感以及功能完成后的成就感；在課程完成后，面對自己開發(fā)的系統(tǒng)，感覺成為“版權(quán)所有，侵權(quán)必究”的職場人。

2.2 按照“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、邊講邊練”的方式組織教學(xué)，提高學(xué)生的工程思維能力和職業(yè)素養(yǎng)

（1）采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法，學(xué)生受到軟件工程原理和方法的系統(tǒng)訓(xùn)練

按照項(xiàng)目的流程和功能以及軟件開發(fā)的生命周期來組織教學(xué)的內(nèi)容和次序，而不是按照傳統(tǒng)的課本章節(jié)及知識點(diǎn)的順序來組織教學(xué)，將知識和技術(shù)貫穿到項(xiàng)目中講解和應(yīng)用。

在“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式中，教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)的關(guān)鍵，項(xiàng)目的好壞直接影響到教學(xué)效果[3]。整個(gè)課程教學(xué)將完成一個(gè)難度適中的功能和流程具有示范性的中小型基于Java Web 的管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，從該項(xiàng)目出發(fā)，易于拓展到電子商務(wù)、博客、論壇等其他Web 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

在項(xiàng)目流程上，先進(jìn)行項(xiàng)目需求分析和概要設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行原型設(shè)計(jì)，即完成系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)與模擬功能實(shí)現(xiàn)，然后是數(shù)據(jù)庫連接與訪問，然后才能完成系統(tǒng)真正的功能實(shí)現(xiàn)。在功能實(shí)現(xiàn)上，能夠完成注冊、登錄以及信息的瀏覽、查詢、添加、更新、刪除等基本功能。每個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)都涉及到網(wǎng)頁設(shè)計(jì)+JSP+Servlet+Java Bean+數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)等多層內(nèi)容。

學(xué)生在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，熟悉軟件開發(fā)的生命周期，掌握J(rèn)ava Web 開發(fā)技術(shù)，受到“快速原型開發(fā)”、“迭代遞增開發(fā)”和“螺旋開發(fā)”等多種開發(fā)模式的綜合訓(xùn)練，學(xué)生的工程思維和系統(tǒng)思維能力得到培養(yǎng)和提高。

（2）通過“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，邊講邊練”達(dá)到“做中教，做中學(xué)”的教學(xué)效果

教師在講授的過程中，知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)一方面仍然采用傳統(tǒng)的PPT 的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，另一方面，通過教師實(shí)時(shí)在項(xiàng)目中一行一行地敲入代碼來進(jìn)行講解和演示知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)的應(yīng)用，教師“現(xiàn)場開發(fā)”、“做中教”。采用傳統(tǒng)的PPT 教學(xué)的好處是知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)比較完整，學(xué)生對整體的技術(shù)有一個(gè)宏觀的理解和把握，而教師對項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，能增加學(xué)生的感性認(rèn)識，幫助學(xué)生理解知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)的具體實(shí)現(xiàn)方式和步驟以及它們是怎樣關(guān)聯(lián)和整合在一起的，達(dá)到了CDIO 讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、有關(guān)聯(lián)的方式學(xué)習(xí)工程的效果。

在教師完成某一模塊的講解和實(shí)現(xiàn)后，學(xué)生能進(jìn)行相同模塊和類似的實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展，達(dá)到“教師邊講，學(xué)生邊練”的教學(xué)效果。這樣的好處是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，一行一行鍵入代碼，系統(tǒng)完全是自己完成的，對相關(guān)的知識和技能融合貫通，學(xué)生能夠完全地理解自己所做的系統(tǒng)，學(xué)生在“做中學(xué)”，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。這種主動(dòng)的實(shí)踐的以有關(guān)聯(lián)的方式參與課堂，學(xué)生能夠關(guān)注細(xì)節(jié)，關(guān)注過程，提高系統(tǒng)思維。

（3）課程內(nèi)容逐步累加遞增，項(xiàng)目功能逐步實(shí)現(xiàn)，學(xué)生在壓力下自主學(xué)習(xí)，對課程保持持續(xù)的興趣和動(dòng)力

整個(gè)課程的教學(xué)目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)在線管理信息系統(tǒng)。項(xiàng)目的功能隨著課程的進(jìn)展逐步推進(jìn)、完善。學(xué)生每次上課之前都有期待，“今天做什么”，“怎么做出來”，對課程能夠保持持續(xù)的興趣。每次上課之后都有項(xiàng)目功能需要完成，加強(qiáng)理解，提高技能。因?yàn)檎n程的累加性質(zhì)，前面內(nèi)容如果沒有掌握跟進(jìn)，相關(guān)項(xiàng)目功能沒有實(shí)現(xiàn)完整，勢必影響后續(xù)內(nèi)容的掌握和項(xiàng)目的完成，學(xué)生保持在壓力下的學(xué)習(xí)狀況，更好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。

學(xué)生遇到問題勢必要弄清楚原因，并尋求解決，不然下次課的內(nèi)容就沒有辦法跟進(jìn)。另外教師只帶領(lǐng)學(xué)生完成項(xiàng)目核心模塊的實(shí)現(xiàn)，其他模塊從需求到設(shè)計(jì)到界面到多層架構(gòu)到具體編碼和測試都需要學(xué)生自己完成。這個(gè)過程中，學(xué)生可能需要自己查閱資料，尋找網(wǎng)上資源，或者與教師或者同學(xué)進(jìn)行溝通交流，提高了自主學(xué)習(xí)和溝通交流的能力，提高了學(xué)生對大系統(tǒng)的掌控能力。

3 項(xiàng)目特色與創(chuàng)新

（1）本課題將基于CDIO 的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式應(yīng)用于實(shí)踐應(yīng)用類課程，課程教學(xué)目標(biāo)清晰，學(xué)生認(rèn)知目標(biāo)明確，在教學(xué)過程中，教師主導(dǎo)，學(xué)生主體，教師是問題的規(guī)劃者、引導(dǎo)者，而學(xué)生是問題的解決者，課程教學(xué)效果顯著，具有一定的示范性和推廣性。

（2）采用企業(yè)級開發(fā)環(huán)境和技術(shù)，學(xué)生受到軟件工程原理和方法的綜合訓(xùn)練，提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)。本課程項(xiàng)目使用的MyEclipse Java Web 開發(fā)環(huán)境以及Microsoft SQL Server 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，都是企業(yè)級開發(fā)環(huán)境；講授的Java Web MVC 架構(gòu)也是企業(yè)級開發(fā)技術(shù)，通過課程的講授，學(xué)生能夠熟練掌握這些開發(fā)工具和開發(fā)技術(shù)，將來對于找工作有優(yōu)勢，在工作中也能夠更快地上手，更快地融入企業(yè)工作場景。

（3）在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)施過程中，教師通過“現(xiàn)場開發(fā)”實(shí)現(xiàn)示范性功能模塊，實(shí)時(shí)地進(jìn)行代碼的編寫和程序的運(yùn)行演示，增加了學(xué)生的感性認(rèn)識，有助于學(xué)生理解不同知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)和綜合運(yùn)用。

（4）教師使用屏幕錄制軟件按照系統(tǒng)流程和功能模塊的實(shí)現(xiàn)分別對講授內(nèi)容進(jìn)行屏幕錄制，學(xué)生通過回放視頻，可以重現(xiàn)教師講授內(nèi)容以及逐行敲打代碼的場景，對不明確的地方可以隨時(shí)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)鞏固，受到學(xué)生的好評。

（5）改革考核方式，期末采用項(xiàng)目驗(yàn)收+項(xiàng)目報(bào)告的方式進(jìn)行考核。教師對每個(gè)學(xué)生的最終項(xiàng)目成果進(jìn)行驗(yàn)收，在驗(yàn)收時(shí)教師會從界面設(shè)計(jì)，功能實(shí)現(xiàn)，使用技術(shù)和數(shù)據(jù)處理等方面進(jìn)行評定。在驗(yàn)收過程中，首先肯定學(xué)生，指出亮點(diǎn)，也同時(shí)建設(shè)性地指出可以進(jìn)一步改進(jìn)的地方。不像卷面考核，通常學(xué)生見不到教師批改后的期末試卷，而采用現(xiàn)場驗(yàn)收，學(xué)生直接聆聽教師的建議，明確自己的強(qiáng)弱，對學(xué)生起到更好的引導(dǎo)作用。

4 項(xiàng)目實(shí)施效果與總結(jié)

高等工程教育最終應(yīng)當(dāng)回歸工程[4]，在《Java Web應(yīng)用開發(fā)》課程中應(yīng)用基于CDIO 的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式，取得了較好的效果。

首先，這門課程以及之后的課程設(shè)計(jì)完成之后，學(xué)生已經(jīng)具備了獲得企業(yè)Java Web 實(shí)習(xí)崗位和進(jìn)行后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的能力。有不少學(xué)生在完成這門課程之后，找到了在諸如斗魚、永興元科技等公司的Java Web實(shí)習(xí)崗位并在實(shí)習(xí)結(jié)束后成功地得到了工作崗位。而后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量總體較高，學(xué)生就業(yè)也主要從事Java Web 工作，學(xué)生就業(yè)率得到提升。

另外，教師在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)中，需要精心組織設(shè)計(jì)項(xiàng)目，需要“現(xiàn)場開發(fā)”，需要合理掌握課程的節(jié)奏和內(nèi)容，需要對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時(shí)的指導(dǎo)，對教師的綜合素質(zhì)提出較高要求，教師需要持續(xù)的學(xué)習(xí)和充電。通過實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，教師的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)也得到提高。項(xiàng)目的實(shí)施也促進(jìn)了教師教學(xué)研究改革，提高了教師教學(xué)研究水平。

基于CDIO 的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式有利于提高軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，為應(yīng)用性本科軟件工程專業(yè)教學(xué)改革以培養(yǎng)新型復(fù)合型應(yīng)用型人才提出新思路。