工程教育专业认证背景下Java Web程序设计课程改革与实践探索

陈小潘 郑珊珊 朱小柯 王永锋 周黎鸣

摘  要： 工程教育专业认证背景下，对学生的工程实践能力和创新能力都提出了更高的要求。文章分析了目前课程教学存在的主要问题，并结合工程教育专业认证对人才培养的要求，对课程的教学内容和考核方式等进行改革，使课程更加注重学生实践能力培养。两个教学周期的教学改革实施效果表明，学生解决复杂工程问题的能力和创新能力都得到了显著提高，取得了良好的教学效果。

关键词： Java Web程序设计; 课程改革; 实践探索; 复杂工程问题

中图分类号：G642.0;TP311.1          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2020）10-86-03

Abstract： Engineering Education Accreditation puts forward higher requirements for students' engineering practice ability and innovation ability. The main problems existing in the current course teaching are analyzed in this paper， combined with the requirements of Engineering Education Accreditation for talent training， the teaching content and assessment method of the course are reformed， so as to make the course pay more attention to the cultivation of students' practical ability. The effect of the teaching reform in two teaching cycles shows that the students' ability to solve complex engineering problems and their innovative ability have been significantly improved， and a good teaching result has been achieved.

Key words： Java Web programming; curriculum reform; practical exploration; complex engineering problem

0 引言

进入新世纪以来，我国高等教育发展迅速，尤其是高等工程教育规模位居世界第一。工程教育专业布点数占全国高等学校专业总布点数的三分之一[1]。我国从2005年开始开展工程教育认证，并于2016年6月正式加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议《华盛顿协议》。从某种程度上来说，工科专业通过了工程教育认证，相当于得到了其他加入《华盛顿协议》的地区或组织的认可，为工科毕业生走向世界打下了基础。

Java作为计算机类相关专业的一门重要课程，能够熟练运用Java进行编程是学生就业的一项至关重要的技能。各高校普遍把Java Web程序設计作为计算机类专业学生学习完Java程序设计的后续课程，且涉及到多门课程的知识，如数据库系统、Web前端开发、Java程序设计和软件工程等。然而，目前传统的教学模式不能适应工程教育专业认证对人才培养的新要求，必须在人才培养过程中加强和突出学生解决实际问题能力和复杂工程实践项目能力的培养。此外，移动互联网的蓬勃发展，对传统教学手段、教学方法和知识的新颖性都带来了新的挑战，进而影响学生的学习积极性和主动性。

因此，从JavaWeb程序设计课程入手，结合学院课程教学团队多年的实践经验，探讨在工程教育专业认证背景下以培养学生解决复杂工程问题能力为抓手进行JavaWeb程序设计课程的改革与实践探索。

1 Java Web教学现状分析

目前，JavaWeb程序设计主要采用“理论讲授+实验课”的教学模式，许多专家和教师也针对本课程的教学进行着广泛的研究和改革[2，3]。但结合目前的教学现状，Java Web教学中仍然存在一些不足之处。

1.1 教学方法单一

Java Web是以Web开发为主要内容，所涉及的知识点较多，内容涵盖HTML，CSS，JavaScript，JSP、Tomcat、Servlet、JDBC以及SSH（或SSM）框架等。然而，作为一门专业限选课，课时数又偏少，给教学的组织和学生的学习带来了挑战。一方面，在有限的时间内，学生的学习只限于某一个局部的小应用的编写，而缺乏一个较大的Java Web项目从分析、设计到实现贯穿整个课程的全过程，无法很好地将所学的知识有效贯穿在一起形成一个整体。另一方面，“理论讲授+实验课”的传统教学模式，无法有效调动学生的学习积极性。

1.2 实践教学完整性有待加强

Java Web课程注重学生实践应用能力的培养，强调学生Web应用的开发能力、流行Java Web开发框架的选择和应用能力的训练。然而在实际教学中，由于课时数较少，导致实验内容仅局限于某几个相对单一的知识点，综合性设计的内容较很少。实验项目大部分是对理论课所讲授内容的验证，前后关联性不强。学生在练习后仅仅掌握了基本语法，从而导致所学知识无法与具有一定应用价值的项目融合，难以做到学以致用，对开发较为完整的项目缺乏锻炼，工程性的知识和解决复杂问题的能力欠缺[3]，无法很好地适应企业对Java Web开发人才的要求。

1.3 评价考核方式无法适应教学目标

目前，Java Web课程的评价主要依据期末考试的成绩、平时成绩与实验成绩（主要包含实验检查、实验报告评阅）等。实验成绩主要以实验结果的准确度来衡量，而忽视了对学生实验方法、实验过程以及学生分析问题和解决问题能力的培养与考核。期末考试成绩更侧重于理论方面的考查，无法准确衡量学生的动手实践能力，某种程度上偏离了课程的培养目标。现有的考核评价方式不仅无法充分调动学生的学习积极性，无形中也降低了学生对Java Web课程的重视程度，无法准确反映学生的学习效果。

鉴于此，亟需实践教学改革以提高学生工程实践能力和解决复杂问题能力为目的，激发学生的学习兴趣，提高项目实践能力及创新思维能力，进而提高学生从事Java Web相关开发的就业竞争力。

2 课程教学内容

基于目前课程教学现状，结合工程教育专业认证理念和专业培养目标，对课程教学内容进行改革。

2.1 教学内容编排与设计

以学院计算机科学与技术专业参加工程教育专业认证为契机，充分考虑培养学生解决复杂工程能力的培养目标[4]，结合最新的行业发展趋势和毕业生对Java Web课程学习的反馈意见，按照工程教育认证的理念和标准修订教学大纲，梳理教学内容，保留经典、必备的Java Web开发基础知识，弃用落后的Web开发框架，引入移动互联网背景下的流行框架SSM（Spring+Spring MVC+MyBatis）以及主流的NoSQL技术Redis数据库技术，以期更好地贴合企业需求。

2.2 实验项目设计

以提高学生动手能力和工程项目能力为目标，基于工程教育专业认证OBE（Out-comes-Based Education）理念设计实验项目，使学生在实验中既能掌握基本的Web开发技能，又具备一定的创新能力。

具体而言，将实验项目分为两类：培养基本动手能力的基础性实验、培养综合运用知识能力的设计性实验。基础性实验主要考查学生对基本知识的掌握程度，强调结果的正确性，学生基本能独立完成基础性实验。设计性实验要求学生在综合所学知识的基础上，独立分析问题、查阅资料、设计方案并编程求解，具有一定的难度。具体实验内容如表1所示。

2.3 综合实践项目设计

综合实践项目贯穿整个课程，具有一定的难度和较强的综合性，是整个教学体系的重要一环。综合实践项目包含项目需求分析、数据库设计、界面设计、后端编码等方面，需要学生具备一定的自我学习能力来获取课堂之外的知识，是培养学生运用所学知识解决复杂工程问题能力的重要载体。

实践项目的选题主要分为两类：自选题目和教师指定题目。自选题目基于项目组成员的共同兴趣和爱好及技术专长确定项目需求，能最大限度地发挥团队成员的积极性和创造性[5]。但是，学生设计的需求和方案未必贴近真实场景的需求，工作量也无法保证，因此自选项目往往需要任课教师把关，否则无法达到预期的训练效果。教师指定题目则是由老师结合某一具体的行业应用来拟定项目的需求，功能和流程设计相对更加合理。目前已经采用的、成熟的项目主要有上机考试系统、研究生论文评审系统、学风道德建设专题网站等，均有相对完善的需求和设计。

3 课程评价

课程评价在教学活动中起着指挥棒的作用，具有导向、调控和评价功能。因此，合理的课程评价能够充分调动学生学习的积极性和主观能动性，达到好的教学效果。

3.1 课程整体评价方式

传统上，课程的评价主要依据期末理论考试成绩、平时考勤成绩与实验成绩，而且期末成绩占70%。改革后，课程采用过程性评价的考核方式，课程成绩主要由平时成绩（包括技术汇报、上课发言、讨论等，占15%），实验成绩（含实验检查、实验报告，占30%），以及综合实践项目成绩（占55%）等构成。从成绩构成可以看出，这种评价考核方式打破传统的以期末笔试成绩决定课程学习优劣的评价方式，转而回归课程本质，更注重引导学生动手实践能力的培养与训练，进而提高学生的就业竞争力。

3.2 综合实践项目考核方式

综合项目成绩由开题报告成绩、月度检查成绩、总结报告成绩和答辩成绩等四部分构成。综合实践项目以团队的方式完成，学期初学生自由组建团队，完成选题报告。选题报告主要包括项目的背景与意义、主要功能、擬采用的技术框架及主要进度安排。学生提交开题报告后，任课教师评阅选题报告，并给予指导。选题报告考核通过后项目进入实施阶段。项目实施过程中，教师逐月检查项目完成情况，及时与学生讨论交流遇到的技术问题。

项目期末答辩考核时，改变传统的以提交项目总结报告和源代码为主的评价方式，转向开放式、互动式、教师评价、组间互评的评价方式。学期正常教学的最后一周，教师组织项目答辩验收会，每个团队在课堂上现场演示项目，接受教师和同学的质疑，甚至随机就某一功能实现代码方面进行解释。项目评价主要包括界面设计是否美观、功能模块设计是否合理、采用的框架和技术是否先进[6]、功能是否完备、系统的健壮性和正确性等方面。在验收过程中，既肯定项目的亮点，也指出可进一步改进的地方。学生面对面得到老师的反馈，针对性强，更能明确自己下一步努力的方向。

综合项目的答辩成绩由教师评分和团队间评分共同组成，这两项评分的权重分别为0.6和0.4。具体操作时，先根据每个班级综合实践项目团队总数划分能够获得A、B、C、D四个等级的团队数量，然后要求每个团队给其他团队评定的等级数量不得超过规定的等级数量，进而避免由于人情的原因出现项目等级分布不合理的情形。

4 结束语

本课程改革与实践探索已经在2个本科教学周期，共8个教学班中实施。学生在完成本课程的学习之后，其Web项目的设计、开发能力得到了较大的提升，整体教学效果良好。据统计，在已经实施课程改革探索的两届毕业生中，分别有大约有48%和54%的学生毕业设计选题与Web相关，且毕业设计的完成质量整体良好。

通过课程改革和实践探索，契合了工程教育专业认证对培养工程人才的要求，使得学生对课程的学习更加重视，极大地提高了学生的学习兴趣和学习积极性，有力地促进了学生的创新能力和解决复杂工程问题能力的培养。但教学过程中仍存在一些问题，如部分学生的团队合作意识不强，项目总结能力有待加强等问题。在今后的教学过程中，将进一步进行相应的改革与探索，以期达到更好的教学效果。

参考文献（References）：

[1] 谢敏，包金小，郜建全，杨圣玮，徐鹏飞.工程教育专业认证背景下的无机非金属材料工艺学课程建设[J].教育教学论坛，2020.13：161-162

[2] 张小华，黄波.Java Web课程统一项目教学改革与实践[J].计算机教育，2017.4：94-97

[3] 徐胜舟.项目驱动法在Java Web程序设计实验教学中的应用[J].计算机教育，2012.24：116-119

[4] 赵小芳.面向新工科的Java课程实践教学改革探索[J].科教导刊，2019.369（3）：129-130

[5] 谢涛，薄钧戈，房琛琛.新工科背景下Web编程技术课程的实验教学改革研究[J].计算机教育，2019.289（1）：67-71，75

[6] 邱珊.基于项目驱动的“Java Web应用开发”课程改革研究与实践[J].无线互联科技，2019.16（18）：72-73