梁 成 朱 磊

（山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 山東濟南 250358）

《華盛頓協(xié)議》是一項工程教育本科專業(yè)認(rèn)證的國際互認(rèn)協(xié)議，該協(xié)議的主要目的是通過對工程教育認(rèn)證體系的多邊認(rèn)證，實現(xiàn)各成員國對工程教育學(xué)歷的相互認(rèn)可，共同促進工程教育質(zhì)量的提升[1]。截至目前該協(xié)議成員已有包含我國在內(nèi)的21 個正式的成員國和7 個預(yù)備成員國，由中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會認(rèn)證的工科專業(yè)的本科學(xué)位可被其他成員國認(rèn)可，這也為我國培養(yǎng)的工程專業(yè)人才走向世界奠定了堅實的基礎(chǔ)。

工程教育認(rèn)證對學(xué)生的畢業(yè)要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，即學(xué)生應(yīng)具備較強的綜合實踐能力，不僅能夠有效處理并解決實際生活中的復(fù)雜工程問題，同時也應(yīng)具備良好的團隊協(xié)作溝通能力以及自主學(xué)習(xí)能力。國內(nèi)各大高校都開始按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)大力推動本科工程教育改革，積極申請并參與工程教育專業(yè)認(rèn)證。因此，工程教育專業(yè)認(rèn)證不僅有效促進了全國工程教育改革，同時提升了工程教育的質(zhì)量，對建立統(tǒng)一完善的全國工程教育質(zhì)量監(jiān)督制度有著至關(guān)重要的作用。作為我國高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分，工程教育專業(yè)認(rèn)證強調(diào)以學(xué)生為主體，整個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置都圍繞著學(xué)生展開。同時，強調(diào)以學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)取得的收獲而非教師教授了哪些知識作為課程質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)。最終，通過對課程目標(biāo)達成度評價對課程教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)進行動態(tài)調(diào)整，持續(xù)改進課程質(zhì)量，進一步提升學(xué)生的能力培養(yǎng)[2]。因此，工程教育認(rèn)證對學(xué)生的畢業(yè)要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，即學(xué)生應(yīng)具備較強的綜合實踐能力，不僅能夠有效處理并解決實際生活中的復(fù)雜工程問題，同時也應(yīng)具備良好的團隊協(xié)作溝通能力以及自主學(xué)習(xí)能力。

Java 語言是目前在工程實踐領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的編程語言之一?！癑ava 程序設(shè)計”作為計算機類相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用核心類課程，對于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和實踐能力具有重要的意義[3]。然而，隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證對人才培養(yǎng)提出的新挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式并未在人才培養(yǎng)過程中有針對性地鍛煉學(xué)生處理和解決復(fù)雜工程問題的能力，因此難以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。此外，移動互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展已經(jīng)對傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的前沿性產(chǎn)生了巨大的沖擊，對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性也產(chǎn)生了深遠的影響[4]。因此，如何依據(jù)工程教育認(rèn)證理念，對“Java 程序設(shè)計”課程展開教學(xué)改革的探索和研究，并最終加強計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力，達成相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)，是本文著重探討的問題。

一、Java 程序設(shè)計課程教學(xué)研究現(xiàn)狀

目前，“Java 程序設(shè)計”課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題主要包括以下四個方面：

（一）課程教學(xué)目標(biāo)和定位與工程教育理念存在一定的偏差

工程教育認(rèn)證是以畢業(yè)要求達成為標(biāo)準(zhǔn)、以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向的合格性評價體系，其目的是確認(rèn)工程專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認(rèn)可的各項能力標(biāo)準(zhǔn)和要求[5]。而畢業(yè)要求的達成評價除了第三方用人單位、學(xué)生評價等主客觀評價外，課程目標(biāo)的達成情況是量化畢業(yè)要求達成的重要方式。以往的課程教學(xué)目標(biāo)由于缺乏對工程教育認(rèn)證核心理念的支撐，即使最終能夠按照設(shè)定的課程目標(biāo)完成授課，也無法有效衡量學(xué)生實際的學(xué)習(xí)效果。因此，如何在工程教育認(rèn)證背景下，重新設(shè)定更加符合要求的課程教學(xué)目標(biāo)，是需要解決的首要問題。

（二）課程教學(xué)內(nèi)容不夠豐富，針對性不足

要達到工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，一個首要前提是學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的能力?！癑ava 程序設(shè)計”作為編程類課程，具備較強的概念性和理論性，學(xué)生需要在深刻理解并掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的核心和思路后再靈活運用到實際待求解的問題上。然而，在教學(xué)內(nèi)容的編排上，容易出現(xiàn)重理論輕實踐的情況，尤其是涉及面向?qū)ο蟮闹匾拍钊缋^承、多態(tài)、接口等，導(dǎo)致任課教師花費大量的時間解釋或者演示相關(guān)概念的意義及使用方式，難以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，如何依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對課程教學(xué)內(nèi)容進行相應(yīng)的調(diào)整，以學(xué)生的產(chǎn)出為導(dǎo)向來優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容也是至關(guān)重要的問題。

（三）課程授課方式單一，層次性較差

目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式仍然是以教師為中心的一對多的授課方式，學(xué)生通常只是被動接受教師所傳授的知識，師生之間缺乏有效的溝通，由于缺少必要的反饋，教師也無法掌握學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果，難以對課程授課方式做出相應(yīng)的調(diào)整。此外，由于學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)參差不齊，對待課程學(xué)習(xí)的能動性也不盡相同，如果完全采取相同的教學(xué)方式和高標(biāo)準(zhǔn)要求，會不可避免地打擊部分基礎(chǔ)較差學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，最終也可能會導(dǎo)致此類學(xué)生干脆放棄該課程的學(xué)習(xí)。因此，如何建立層次化的授課方式，保證不同基礎(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，持續(xù)建立學(xué)生的自信并鍛煉其自主學(xué)習(xí)能力也非常重要。

（四）課程考核評價方式不夠靈活，難以有效衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果

傳統(tǒng)的課程成績評價機制主要是理論考試加平時考勤的方式，偶爾輔以課程作業(yè)、簡單的課堂提問等，學(xué)生通過死記硬背一些常用的程序段，就能應(yīng)付期末考試。盡管能夠在一定程度上強化學(xué)生的理論知識，但難以起到鍛煉學(xué)生工程實踐能力的作用，學(xué)生通常也無法在實踐操作中靈活運用所學(xué)的知識。此外，由于在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中沒有貫穿工程教育認(rèn)證理念，期末考試中設(shè)計的考題往往沒有很強的針對性，無法正確衡量學(xué)生的實際收獲。因此，如何設(shè)計更加有效的考核方式，依據(jù)課程目標(biāo)來反映學(xué)生學(xué)習(xí)的實際效果也是一個核心問題。

二、教學(xué)改革探索

為了解決目前“Java 程序設(shè)計”課程存在的普遍問題，并將工程教育核心理念深入貫徹在課程教學(xué)過程中，本文提出如下的教學(xué)改革方案，總體思路如圖1 所示：

圖1 基于工程教育理念的“Java 程序設(shè)計”課程改革總體思路

（一）工程教育理念驅(qū)動下的Java 教學(xué)新知識體系構(gòu)建

以提高學(xué)生動手能力和工程項目能力為目標(biāo)，將工程教育理念融入課程體系中。首先，需要按照工程教育理念重新制定課程教學(xué)目標(biāo)，表1 中給出了相應(yīng)的示例。此外，需要對課程中核心知識點進行梳理和標(biāo)注，然后基于核心知識點，設(shè)計并構(gòu)建Java 案例，根據(jù)案例重新布局課程知識點的教學(xué)順序。案例可靈活運用協(xié)同育人模式，或者可以定期邀請企業(yè)人員以及具有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師，以其在實際開發(fā)過程中的真實Java 企業(yè)案例或者項目為切入點，并將這些Java 案例或者項目按照核心知識點分解成若干個小項目，每一個小項目作為一次課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時合理設(shè)計實驗教學(xué)任務(wù)案例，使學(xué)生自己動手由易到難循序漸進地掌握各知識點并完成項目開發(fā)，構(gòu)建Java 教學(xué)新知識體系，有效鍛煉學(xué)生的工程實踐應(yīng)用能力，從而培養(yǎng)符合工程認(rèn)證要求的計算機類專業(yè)人才。

表1 “Java 程序設(shè)計”課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

（二）以線上線下混合式教學(xué)為主，配合翻轉(zhuǎn)課堂、同伴式教學(xué)等多種教學(xué)方法，提升學(xué)生的課程參與度

通過對新知識體系下的知識點重難點分級，確定每段教學(xué)內(nèi)容中知識點的教學(xué)方式，按照不同的教學(xué)方式組織教學(xué)資源，最后結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂平臺設(shè)計教學(xué)實施過程。本課題將首先讓學(xué)生在課前利用線上教學(xué)資源，觀看相關(guān)視頻、查閱資料，完成知識的自主學(xué)習(xí)，師生在課堂教學(xué)上開展互動，用于解答問題、思考討論，并促使知識內(nèi)化和總結(jié)。隨后，在線下教學(xué)中利用翻轉(zhuǎn)課堂及同伴式教學(xué)模式，強調(diào)學(xué)生為主體，加強學(xué)生的自主和交流學(xué)習(xí)，因此課題擬設(shè)計和組織豐富的課前學(xué)習(xí)資源以備學(xué)生預(yù)習(xí)使用，同時針對項目知識點設(shè)置課程任務(wù)分配給學(xué)生，使其深度參與課堂，通過學(xué)生分組討論及以學(xué)生為主體進行知識講授等方式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、項目協(xié)作與團隊溝通等綜合能力。

（三）符合工程教育理念的課程考核及量化指標(biāo)設(shè)計

隨著教學(xué)模式的改革，教學(xué)過程延伸至課外，包括課外自主學(xué)習(xí)和線上線下課堂教學(xué)等過程，課程考核從各方面進行評價是必須和必要的。課題擬從綜合學(xué)習(xí)效果、課外學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)過程的參與度、項目任務(wù)完成情況等綜合評定課程成績。此外，對于某些考核內(nèi)容，也可以采用非標(biāo)準(zhǔn)化答案的評價方法，著重考查學(xué)生在面對復(fù)雜問題時的思路，在一定范圍內(nèi)給予學(xué)生解決問題的靈活度及自主性。同時，課程應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求觀測點的支撐關(guān)系，對不同考核方式的占比進行合理設(shè)置與調(diào)整。例如，假設(shè)課程的最終評分標(biāo)準(zhǔn)是按照期末考試成績（50%）、小作業(yè)成績（10%）以及課程設(shè)計成績（40%）來共同決定，則應(yīng)該針對畢業(yè)要求給出相應(yīng)的支撐，如表2 所示。通過表2 可計算出每位學(xué)生在課程分目標(biāo)及總目標(biāo)上的達成度情況，最終全面客觀評價學(xué)生的工程實踐和創(chuàng)新能力。

表2 “Java 程序設(shè)計”考核方式及分值

結(jié)語

目前，工程教育認(rèn)證工作已經(jīng)在我國廣泛開展，并取得了一定的成效。通過在課程教學(xué)過程中貫徹工程教育理念，堅持以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向，建立系統(tǒng)的課程目標(biāo)與層次化的教學(xué)內(nèi)容，采用多元化的教學(xué)手段和考核方法，對學(xué)生工程實踐能力進行全面的培養(yǎng)和量化，課程教師及時掌握學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果，以實現(xiàn)對課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、授課方式、考核標(biāo)準(zhǔn)等的持續(xù)改進，建立基于工程教育理論的良性課程體系是十分有益的。

本文首先分析了“Java 程序設(shè)計”傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，隨后以工程教育認(rèn)證的核心理論作為出發(fā)點，從課程內(nèi)容、教學(xué)模式、考核標(biāo)準(zhǔn)三個主要方面探討了課程教學(xué)改革的方向，為其他專業(yè)課程的教學(xué)改革提供了新的思路和有益參考，并為培養(yǎng)具有工程實踐能力的計算機相關(guān)專業(yè)人才助力。