工程认证背景下混合教学模式的课程建设研究——以“Java 程序设计”课程为例

张 翔

（西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西 西安 710055）

0 引言

在2015 年,李克强总理做了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》［1］的政府工作报告之后,我国各行业、各领域积极响应,与互联网技术融合的速度越来越快,从而导致社会各行各业对软件开发人员的需求增大。 计算机科学与技术和软件工程专业为社会培养急需的软件开发类的工程应用型人才,社会需求量大,毕业生就业率排名靠前,所以计算机科学与技术专业和软件工程专业成为近些年来高考学生报考志愿填写的热门专业。 “Java 程序设计”课程作为专业基础课程,与前期的“计算思维的培养”“程序设计基础”“数据结构和后期的算法分析”“软件项目分析”“软件项目测试”等课程融会贯通,起到了一个桥梁作用,避免专业课程内容前后脱节。

1 目前存在的主要问题

“Java 程序设计”课程是将学生的问题分析能力、解决问题的设计能力、编程实践开发能力、软件测试与维护能力培养并贯穿起来的一门课程。 “Java 程序设计”课程要求学生需要学习的知识内容繁多,不仅仅需要掌握面向对象编程的基础知识,还需掌握异常、IO、GUI、网络编程、数据库编程、多媒体编程等,具有很深的理论知识,还有很强的实践性质,因此很多学习过的学生都觉得该课程十分“难学”。 除此之外,由于各个高校的很多专业基础课程都在缩减教学课时,因此海量的教学内容和少量的教学课时之间的矛盾也日益突出。 信息技术迅猛发展,尤其是移动技术、人工智能技术近年来日新月异,“Java 程序设计”课程的教学内容没有完全跟上时代和技术发展的最前沿。 本课程组针对“Java 程序设计”课程存在的突出问题,对课程建设进行改革,采用“工程认证为指导,使用线上线下混合教学模式”,按照工程认证的要求开发课程内容,充分利用互联网技术,开展线上学习和线下学习的混合教学模式,解决现存问题,达到提升“Java 程序设计”课程教学效率和质量,培养学生独立自主学习能力的目标。

2 以工程认证为指导的混合教学课程建设

2.1 以工程认证为指导的课程建设

“以产出为导向”是工程教育专业认证的目标,强调使培养目标要更加满足社会的实际需求［2］。 本课程的对象是已修过“计算机科学导论”“C 语言程序设计”“面向对象方法学”“源代码阅读”等课程的软件工程专业的二年级学生。 课程组老师结合学校学生实际情况下工程认证的要求,重新设计和修订了“Java 程序设计”“Java 程序设计实验”的相关课程教学大纲,形成了“Java 程序设计”相关课程在工程教育人才培养过程中对毕业要求的支撑点和支撑矩阵,确立了三大教学目标；开展了教学素材、教学资源的再设计工作,重新编写了“Java 程序设计”的课程教案、多媒体课件。

根据工程认证的要求,课程组对课程进行持续改进。 根据对用人单位、往届毕业生和应届毕业生的调查反馈结果,课程组不仅仅对课程的教学目标、教学任务和教学内容进行了调整和改进,还重点对实验教学体系、实验内容进行改进,进一步加强了Java 实验准备工作并改善了实验条件。 通过提升课程实践环节的教学质量,达到满足软件产业的人才需求目标,保证培养出来的学生符合工程应用型人才的要求。

课程组根据工程认证的要求完成“Java 程序设计”教学大纲、多媒体课件、讲义更新,确立了支撑计算机科学与技术专业本科人才培养方案中毕业要求的教学目标。

(1）掌握Java 程序开发过程；熟悉Eclipse 集成开发环境；掌握Java 的数据类型和使用；掌握类的相关知识和类的设计方法以及程序的调试技术；掌握Java 的异常处理机制,采用面向对象技术完成信息的抽象。

(2） 掌握 Java 抽象窗口工具 (Abstract Window Toolkit,AWT）包中常用组件的使用方法；掌握事件处理机制,对不同的事件使用相应的事件处理方法；掌握多线程处理机制；掌握输入输出流的读写方法和步骤；掌握Java 网络基本知识。 针对复杂工程问题,结合面向对象技术完成问题的求解模型。

(3）能够结合具体应用案例,运用本课程的面向对象技术、网络技术、图形用户界面、多媒体、输入输出流技术,设计出有效合理的项目方案,并编程实现,从而完成具体问题的处理。

2.2 基于线上线下的混合教学模式设计

混合教学是近些年出现的一种新型的教学模式［3］。 “互联网+”教学背景下,开展线上线下混合教学模式的“Java 程序设计”教学,除了为学生构建尽可能丰富的课程资源之外,还需要为学生设置多元化的教学情境。 将项目实例与网络教学教情境理论融合在一起,从而加深学生对理论知识的理解和掌握,为“Java程序设计”课程教学的顺利开展打下良好基础。

图1 课程混合教学模式

课程组借助超星平台完成“Java 程序设计”的在线学习平台建设,分别在信控学院的软件2018 级和计算机 2018 级、2019 级、2020 级的“Java 程序设计”教学过程中使用。 课程网站资料30 个,章节109 个,任务点40 个,非章节任务点69 个,视频80 个,视频总长度1 110分钟,题库试题数155 题,课程访问量285 030。

图2 课程网站首页

3 结语

课程以工程认证为指导进行课程内容的改革,确立了培养目标。 利用混合教学的优势,建立了“线上学习—线下讨论—线下实践”的教学模式,解决了教学内容多和教学课时少的矛盾。 通过混合教学,Java 相关课程教学克服了传统教学的局限性,从而更有利于培养满足社会需求具有较强实践能力、自主学习能力和团队合作能力的计算机软件人才。