基于CDIO的Java平台课程教学新方式的探讨
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摘要：Java语言相关课程在计算机相关专业被广泛开设，其传统教学一般由理论课和实验课组成，教学过程中存在如下问题：填鸭式理论课程授课方式严重削减学生的学习兴趣、实验课时间拖后造成学生的理论与实践的同步脱节等。文章以CDIO教学模式理念为基础，就如何准确定位教学目标、细化能力指标、实践与知识相结合、开展以阶段性项目为中心的教学以及建立合理的评估方法等方面对“Java平台”课程教学进行研究，使达到教学环境统一化、教学手段与时段无缝化、教学内容工程化和学习评估合理化，形成合格的混合型师资团队，为提高教学质量、使学生真正走上“工程化”人才之路提供应有的保障。
关键词：CDIO；工程化人才；Java平台课程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）50-0035-03
一、Java语言课程教学现状与存在的问题
Java语言是面向对象编程中重要的编程语言之一，在计算机相关专业，甚至其他专业中，Java语言相关的专业课程被广泛开设。Java语言程序设计是实践性非常强的一门课程，一般由理论课和实验课组成。在传统教学中，理论课会分章节介绍Java语言及相关技术，教师都是先从概念上开始讲解，比如什么是类，什么是多线程，什么是JDBC，然后使用一些Java程序来介绍相关语法和编程规范，最后通过一些小的实例让学生结合实际掌握相关技术的用法。同时在实验课上，教师会针对每个章节的知识点让学生通过练习进一步熟悉Java语言的一些特性及用法，锻炼独立编程和解决问题的能力。但是这种当前普遍采取的教学方式，还存在以下不足：
课堂教学形式陈旧，都是以教师为中心进行灌输式的教学，导致学生上课注意力很难集中，师生之间缺乏互动，课堂效果不理想。这门课程涉及知识点多，但各个章节内容比较分散，连贯性差，不同的知识点相对独立，难以让学生对Java语言形成一个整体的感受，部分学生在学后面的知识点时，前面的内容已经忘掉，会影响后续课程的展开。学完整门课程后，学生只感觉多学了一门编程语言，学习成就感和成果激励性差，很难体会Java语言在解决实际问题中的功效，更无法将其应用在实际的项目中，一定程度上影响到学生将来的就业。虽然实验课的设置让学生有了动手编程的机会，但往往是教师为了让学生掌握理论课中的概念和Java语法，实验课前生搬硬套地出一些题目，实验课中学生只是为了完成任务而做实验，动力不足，主观能动性差，缺乏真正参与项目的成就感。传统的卷面测试也使部分学生产生了只要背背知识点通过考试就行、实践无所谓的错误观念，忽视了学生课程学习能力的培养。
二、我校软件学院“Java平台”课程教学存在的问题
我校软件学院在建院初始就开设了《Java语言程序设计》、《Web编程》、《J2EE》等相关课程。随着学院教学的改革，Java相关课程被划入“Java平台”课程，主要讲授JavaSE、JavaEE、Android手机程序开发等内容。由于前期教学经验与实际条件的限制，在学院以往的“Java平台”课程教学中存在如下问题：
（1）填鸭式理论课程授课方式严重削减学生的学习兴趣。传统理论课授课方式，学生是一种被动填鸭的情况，只能眼睁睁看着老师讲课和演示实例，心里想动手调试屏幕上的程序但是却不可。长此以往，学生的学习兴趣会大大减少，会把程序或者编程开发步骤作为一种理论知识来看待，混淆编程真正的方式和含义。例如Java Web相关课程，根据以往的授课经验，大部分内容都是讲述系统开发步骤、配置方式、SSH模块搭建等，如果用纯理论课的授课方式，学生会容易陷入到枯燥的步骤演示之中，很难通过纯粹的被动听讲来记忆和掌握这些步骤。而真正在实验课实践时，又会由于记忆脱节而再回过头来复习复杂的步骤，效果很差。
（2）配套实验课时间拖后，造成学生的理论与实践的同步脱节。传统的授课方式，理论课程之后几天甚至几周才开始上配套的实验课程。大部分学生会由于理论与实践的不同步，造成实验课效率很低。
CDIO工程教育理念是从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学经四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理论，并成立了CDIO命名的国际合作组织。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate），以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。我院相关java平台课程教师群以CDIO教学模式理念为基础，就准确定位教学目标，细化能力指标，实践与知识相结合，开展以阶段性项目为中心的教学以及建立合理的评估方法等方面对“Java平台”课程教学进行改革，达到“Java平台”课程的教学环境统一化、教学手段与时段无缝化、教学内容工程化和学习评估合理化，形成合格的混合型师资团队，为提高教学质量、使学生真正走上“工程化”人才之路提供应有的保障。在整门课程教学中，要体现以就业为导向，以能力为本位——按照“实际、实用和实践”的教育思想，坚持“学中做，做中悟”的原则，以理解、编程和应用为教学目标，通过理论课和实验课的结合，让学生积极主动地参与到课程的学习中。基于上述分析研究，认为应该在如下几个方面对课程教学进行改革研究：
1.制定适合CDIO思想的课程授课方式与授课内容。基于CDIO的思想，从授课内容、授课方式等方面都要体现从理论设计到动手运行的授课主线，因此，传统的授课方式与教学内容必须进行改革。改革研究内容如下：教学环境统一化。从彼此分开隔离的环境（教室与实验室），统一安排到具有教学设施的机房中。教学手段无缝化。将理论课与实验课教学进行融合，不再具体指定理论课时与实验课时的界限，根据教学进程与学生实际情况，灵活即时性地进行安排。教学时段之间不存在了之前的理论与实践的脱节效应，做到了时段之间的无缝化。另外，还要合理安排每次授课课时数，保证每次达到学生最佳的知识吸收效果。教学内容工程化。传统教学方式使得教学内容知识点比较分散，学生没有集中学习的条件，记忆比较困难。改革后的教学内容配合新的教学方式与课时安排，应更注重工程化内容教授，以模块化、项目驱动为目标，合理规划授课内容的模块，选择适当的实际项目案例。让学生真正走上“工程化”人才之路。
2.建立合理的课程考核制度，形成工程类课程学习评估体系。传统书面考试的方式，学生在期末考试之前单纯记忆、背一些知识点来应付考试，这就忽略了Java语言真正的学习意义，即自身实践工程能力的培养。新的课程考核制度，应该针对学生综合能力为考核目标，包括学生课上表现、动手能力、知识点掌握程度、工程项目开发等方面的综合考核。
3.构建合格的“Java平台”师资团队，培养混合型师资力量。传统的“Java平台”课程教学中，理论课与实验课教师大部分进行了分离，这种情况造成了教师对学生学习情况的了解不一致的情况，不利于教学质量的提高。新的教学方式要求教师具有理论与实践能力，能够合理灵活地将理论与实践相结合进行教学，引导学生更好地适应新的教学模式。因此，构建和培养混合型师资力量是项目改革的内容之一。
四、课程改革成果与下一步工作
基于上述教学改革理念，我校软件学院对Java平台课程的授课方式进行了相应的调整，将课程的授课场所从教室“搬到”到机房。改革后的授课方案大致如下：每学期每门Java平台课程共64学时（48/16）全部在机房授课；每周1次课，共需16周；采用4节连上方式，保证每次理论内容的含量；每个教师带2个班学生（60人左右）为宜；机房断外网，保留内网，便于联网调试程序；机房内需要投影、幕布、教师用机各一部。新的授课方式带来了新的教学思路，教学计划等随之进行了相应的调整。但是由于第一次进行这种方式的授课，因此相关专业教师认为在以下几个方面都还不成熟，有待研究与提高。
1.对Java平台授课方式进行进一步研究，对Java平台授课内容进行调整，制定切实可行的授课方案，以适应新的授课方式。以往的理论课考虑到在教师授课，授课内容以纯理论+简单示例为主；而实验课则布置固定的题目，知识实践层次与范围比较窄。新的授课带来了新的教学思路，也带来了新的工作挑战。虽然授课方式从以往的“填鸭式”与“断层式”教学改为了“边讲边学，边做边练”的方式，但是由于新的方式才刚刚实施，所以显得比较机械。下一步需要研究如下内容：新的授课方式要求内容适合“学中做，做中悟”的方式，首先每节课应该注意知识点讲解的时间分配、配套实例的难度选择、学生理论知识接受程度与实践完成情况的把握等方面；而且宏观上应该对课程进度与内容结构分配有合理的掌控，例如知识体系讲述、重点难点知识点讲解、综合项目实例集中实训等，都应该合理分配课时。
2.新的授课方式也对课堂教学的监督与掌控提出了新的要求。首先，由于学生学习水平的参差不齐，留给学生练习的时间不易把控。过多会影响教学进程进度，过少则会有学生练习达不到要求。还有就是学生在练习过程中出现问题时，教师有时过忙不能及时响应。另外，学生练习效果的检查工作也是一个需要研究和思考的问题。
3.课程评估考核方式的改革。新的教学方式基于工程化教育理念，以培养学生动手实作能力为主，传统的书面考试不适应这类课程的考核方式。但是由于时间仓促，无法制定新的、合理的评估考核方式，因此在上学期仍采用了期末书面考试的形式。下一步需要研究合理的考核机制，通过多维度、多方式的考试机制，例如考勤、课上练习表现、作业（课上课外）、综合实例开发、上机考试等众多环节和因素进行综合考评。
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基金项目：重庆市高等教育教学改革研究项目《基于移动云计算的自主式移动学习平台研究与实践》（项目编号：132023）
作者简介：解绍词（1979—），男，河北邢台人，硕士，讲师，研究方向为分布式计算、通信软件等；代劲（1978—），男，博士，副教授，研究方向为智能信息处理、数据挖掘等。