CDIO-OBE 工程教育理念下的Java程序设计课程改革探析

胡桃英 虞娟

摘要：研究首先对传统的Java程序设计课程进行了分析，发现其存在理论与实践脱节、学生缺乏实际应用能力等问题。根据CDIO-OBE工程教育理念设计了一套Java程序设计课程改革方案。该方案包括课程案例的重新设定、课程内容的优化、教学模式的改进、考核评价方式的创新和完善等。改革方案的实施有效提高了学生的实际应用能力和就业竞争力，为职业教育的发展提供了有益的借鉴和参考。

0 引言

结合学校“十三五”升本计划，同时响应国家在应用型人才培养方面的号召：将学校建设成高水平应用型大学，重要内容是大力发展工程教育[1]。同时，为了适应区域经济转型升级需要、提高高校为地方经济服务力度、提升工程科技人才培养与社会需要对接，需大力深化改革工程教育、推进新工科建设，对于地方高校都将面临新的机遇和挑战。为了响应国家在工程教育方面的转型改革号召，也为了大力推进学校转型升级应用型本科计划，同时提高高校培养专业人才为地方服务的力度，对Java程序设计课程进行有益的改革探究，培养结合社会实际岗位需求的人才显得尤为重要。

1 Java 程序设计课程现状分析

Java语言在软件行业已经成为应用最多的开发语言之一，在各大高校中，Java程序设计语言课程也是软件相关专业必修的一门专业基础课程，如软件技术和移动应用开发等。但是在日常Java教学过程中，问题也是大量存在的。在程序设计领域，很多人并没有做到紧密结合工作岗位实践，仅仅局限于在教学过程中简单地传授课程基础原理。结合本专业学生实际情况，Java程序设计课程是学生在学习了C语言程序设计课程，具备基本的编程逻辑和能力基础上，开设的一门培养学生面向对象编程思维能力的理实一体化课程，如果继续注重对编程基础知识的反复讲解，就会使学生失去学习兴趣。另外，考核方式也过于单一，以考查学生基础性的程序设计概念为主，未能注意到考查学生的动手操作和项目实战能力。

针对以上对Java程序设计课程的现状分析，国内很多高校都在不断尝试改进学科的教学模式。引进国内外先进教学模式，结合课程实际展开大规模改革。其中，以CDIO-OBE的全新教学理念为基础，相对于众多教学模式改革中成果显著。得益于CDIO- OBE教学理念对学生作为整个教学过程核心的用人导向的全面重视。以项目引领为导向，对现有课程的考核标准进行优化完善，对工程实践中出现的疑难问题，鼓励学生尝试多种方式进行自主解答。本课程对接专业人才培养目标，面向Java程序员的工作岗位，培养学生面向对象程序设计和编码的能力。而以教师为引导，学生为中心，就业为导向，提升学生综合能力为目的[2]的CDIO-OBE教学新理念正是Java程序设计课程改革所要达到的目标。故而，本课程改革探究沿用该教学理念，以CDIO为教学模式，OBE为教学理念，融入实际课程教学设计。

高校企业以及学生之间，缺乏一条相互沟通的连通之路，缺乏有效的沟通交流，而企业又迫切需要理论与实践相融合的学生，因此，当前大学毕业生如何主动适应企业需求、匹配合理的实践技能，顺理成章地成为 Java 程序设计课程改革的一个研究方向，也是高校的研究重点。为了达到这一目标，主要在Java面向对象程序设计、Java开发进阶、Java Web开发设计、JavaEE 企业级开发四门核心课程上进行了整合探究，建立循序渐进的Java軟件开发方向的课程群。

Java程序设计课程改革，遵循学生职业能力培养基本规律，符合企业对人才需求的真实工作任务及其工作过程、理论与实践相融合的学习任务、实际操作能力、职业能力、就业能力为目的。基于CDIO-OBE 工程教育模式，选取适合的内容进行教学，注重行业发展需要和满足职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求。

2 CDIO-OBE 工程理念简介

CDIO-OBE 理念，是指以CDIO（Conceive， Design，Ibmaspeldem Eednutc， aOtiopne）r a的te理） 为念，基来础指导，结工程合教O育BE的（O教ut学com和e培s-养目标。

CDIO是一种基于工程实践的教育模式，强调学生在学习过程中要具备的能力和素质，包括：概念、设计、实施和运营。CDIO模式注重培养学生的创新能力、团队合作能力和实践能力，使学生能够在真实的工程环境中应用所学知识。

OBE是一种以学习成果为导向的教育理念，强调学生在学习过程中要达到的具体目标和能力。OBE 模式注重培养学生的核心能力和综合素质，使学生能够具备解决实际问题的能力，并能够适应社会和行业的需求。

CDIO-OBE理念的结合，旨在培养具备工程实践能力和学科知识的工程人才。通过CDIO模式的实践性教学和OBE模式的学习成果导向，学生能够在真实的工程项目中进行综合实践，同时达到学习目标和培养要求。这种理念的教育模式可以提高学生的综合能力和创新能力，使他们能够更好地适应职业发展和社会需求。

3 基于CDIO-OBE 工程教育理念Java 程序设计课程改革设计

3.1 创新改革课程内容和课程案例

Java程序设计课程对于面向对象内容知识由浅入深，各章节相互衔接、前后呼应、循序渐进。主要通过案例讲解，详细地说明了面向对象的继承、封装和多态三大特性。包括初识Java、数据类型和表达式、三大程序控制语句、数组、面向对象、Java常用类、包装器与集合框架、访问权限控制、多态、图形用户界面基础、事件处理、异常处理、I/O（输入输出）等。因此，课程包含了更多程序设计的基础原理，这就导致无法有效地针对性地激发学生学习的兴趣和爱好，从而觉得这门课程的日常学习十分枯燥乏味。另外，Java程序设计是在学生学习了C语言程序设计的基础上开设的一门巩固学生设计和编码能力，培养学生面向对象思维解决问题。因此，课程的基础语法部分，与C 语言程序设计课程存在部分内容重复，导致学生会认为自己已经学过的东西不愿意重复学习，失去学习应有的兴趣。

结合以上对课程内容分析，尝试改革日常教学的课程内容和课程案例。选取课程教学内容时，应倾向于培养学生的面向对象编程思维，全程贯穿面向对象的三大特性：继承、封装和多态。选取教学案例不仅要全面考虑以上教学设计到的教学知识点，还要遵循一定的标准，案例之间环环相扣，循序渐进，同一知识点案例选取的数量结合学时做到实时适量。可以通过教学平台建立案例资源库，积累教学资源，做到课程教学的可持续发展。同时，尽可能把企业真实案例资源引入课堂教学中，通过校企合作，结合企业对人才的需求，合理选取教学案例，为学生毕业后“零距离”就业打下基础。例如，计算机维修管理系统的引入，其结构图如图1所示。主要根据系统角色划分为超级管理员、管理员、教师、学生四大模块，可以由不同的小组负责四个模块，各自完成对应的功能。结合教学内容，将计算机维护管理系统合理拆分成若干个阶段的子模块进行开发[3]，对认领的模块按照步骤开发，采用螺旋上升的方式，由各小组自行研发。

3.2 基于CDIO-OBE工程教育理念，引用项目教学模式

Java程序设计课程的目标是通过该课程的学习能够让学生巩固程序设计编码能力，掌握Java面向对象的设计和编码能力，要求学生通过这门课程的学习能够掌握程序员的编码规范，养成良好的职业素养，初步具备合格程序员的基本知识和技能。

通过课程目标的分析，以及在CDIO-OBE 工程教学理念的引领下，日常课程教学模式引入了项目驱动教学模式。项目教学模式可以将实践教学和理论教学有效地融合在一起，达到干中学习、边干边学的教学效果[4]。然而，开展项目教学，需要对教师能力有一定的要求。教师除了在学历和专业知识上有过硬的条件和能力，同时要求教师能够有实际开发经验，能够掌握整个项目开发的流程与掌控项目开发的进度的能力。同时，可以围绕Java编程教程涉及的知识点内容，对项目案例进行科学设计。项目引领驱动的教学方法，可以采用分组教学方式，将整个班级划分成若干个小组，小组由组长和组员组成，人数5-10 人为宜。教师设定工程探究项目课题，要求各组尝试自主研发的手段，以完成课题目标来达成。组长要负责牵头和协调班组成员，班组成员合理控制整个项目的工程进度和工期，在密切配合的前提下，确保工程全程完成有较好的计划性和规划性[5]。另外，教师需要对项目进行功能模块划分，引领小组负责相应的模块。每个模块应当包含项目需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、项目评估成效以及维护等完整的软件开发生命周期。

3.3 创新完善课程考核方式

根据课程特点，围绕知识、技能、素养“三大目标”，制定全方位、多元化评价体系：采用过程阶段性考核与期末测评结合的方式作为期末综合考核。可以根据不同的权重，将阶段性考核的成绩与期末测评的成绩进行加权计算，得出最终的评价结果。无论是阶段性考核还是期末测评，都应该及时给予学生反馈和指导。教师可以根据学生的考核结果，给予针对性的建议和指导，帮助学生提高学习效果。通过以上方式结合过程阶段性考核与期末测评，可以更全面地评价学生的学习成果，及时发现和解决学生的学习问题，促进学生的全面发展。具体考核方式如图2所示，其中三大目标分别占比多少进行详细划分。

知识目标（占比 40%） ：考查学生Java程序设计 理论知识掌握情况。课前包括视频章节任务点的学习，话题讨论的参与度；课中包括课堂问答、随堂练习的完成情况；课后包括作业完成质量以及拓展学习情况。

技能目标（占比 40%） ：通过校企合作，引入工程项目，教师进行模块划分，设定分组教学。考查学生在模拟实际工作中运用所学Java基础知识和技能解决实际问题的能力素养。课前包括项目准备情况，课中包括分组任务完成度，课后采用学习通提交项目系统评分。

职业素养目标（占比 20%） ：对实际项目完成度的考核，培养学生爱岗敬业的工匠精神、沟通和团队协作等能力。

搭建一个基于CDIO-OBE理念的过程考核评价体系，包括线上和线下混合评价方式。线上评价可以利用超星学习通平台完成系统自动评价、自我评价、教师评价等。线下评价主要包括：项目驱动模式指导下，需要提交项目文档、代码、测试文件、功能说明书等内容以及项目完成度的评估。过程性评价包括课前、课中、课后，在期末综合测评成绩占有一定比例。

4 以就业为导向，深化校企合作

校企合作对于促进人才培养、推动科技创新、加强产业对接和促进区域经济发展都具有重要意义。高校校企合作可以通过以下几种手段实施。

1） 实习和就业合作：高校与企业可以建立实习和就业合作关系，为学生提供实习机会和就业岗位。企业可以通过提供实习岗位来培养人才，并与高校合作推荐优秀学生就业。

2） 产学研合作：高校与企业可以合作开展科研项目，共同解决实际问题和技术难题。双方可以共同申请科研项目资金，共享研究成果，推动科技创新和产业发展。

3） 人才培养合作：高校可以根据企业需求，开设与企业相关的专业课程和培训班，培养符合企业需求的人才。企业可以提供教师实践基地、实验设备和教材资源等支持。

4） 创新创业合作：高校可以与企业合作开展创新创业项目，共同孵化和培育创业团队。企业可以提供资金、技术和市场资源支持，帮助学生将创意转化为商业化产品或服务。

5） 产业联盟合作：高校可以与企业、政府和其他相关机构共同组建产业联盟，共同推动某一特定产业的发展。联盟成员可以共享资源、合作研发、共同推广市场等，实现产业链的优化和协同发展。

通过校企合作，可以有效地促进软件专业的人才培养。高校更加贴近企业实际需求，通过与企业合作开设专业课程、提供实习机会等方式，培养出符合企业需求的高素质人才。这有助于缩小高校毕业生与企业用人需求之间的鸿沟，提高毕业生就业竞争力。

加强校企合作的强度，学校尝试借助当地企业作为学生实践场所，定期指引学生前往进行短期的实习实训。我系与当地软件园的相关软件企业建立长期友好合作关系，定期邀请企业的软件相关岗位的工作人员走入校园，参与和优化Java程序设计课程内容与案例的制定和设计[6]。通过与企业合作开展创新创业项目和产业联盟等方式，高校可以帮助企业培养创新创业人才，推动新兴产业的发展，促进就业和经济增长。同时，企业的支持和合作也为高校提供了更多的资源和机会，推动高校的发展和提升。

5 结束语

本研究主要是针对Java程序设计这一课程进行改革探究。基于CDIO-OBE工程教育理念，引进项目驱动教学模式，改革探究教学内容和案例，优化课程考核方式，达到课程教学目标。模拟实际项目开发掌握软件开发的流程，项目需求分析、概要设计、详细设计、代码编写、测试、维护等一系列螺旋式开发流程。以企业需求为导向，深化校企合作，校企联动，共同推进Java程序设计课程的教学改革和发展[7]。运用合适的案例进行教学，优化后续课程教学。学生在项目驱动下，不仅掌握课程所需掌握的知识，还掌握了企业软件开发的实际流程，从而可以使学生与企业无缝衔接。

参考文献：

[1] 黄淼，王魁祎. 基于CDIO-OBE工程教育模式的Java课程群课程改革[J]. 电脑知识与技术，2017，13（34）：169-170，175.

[2] 徐晓君，刘凯. 基于CDIO-OBE理念的Java程序设计课程教学改革[J]. 电脑知识与技术，2017，13（32）：148-149.

[3] 阿娟. 以企业需求为导向的Java程序设计课程教学创新与改革思考[J]. 青海师范大学学报（自然科学版），2019，35（4）：82-85.

[4] 史岳鹏，夏晶晶. 高职高專《Java程序设计》课程项目驱动一体化教学模式研究[J]. 科技信息，2012（20）：33，35.

[5] 葛斌. CDIO-OBE理念下的Java程序设计课程教学改革探究[J]. 电脑知识与技术，2020，16（3）：126-127.

[6] 朱琳. 基于就业导向的高职院校课程教学改革策略研究：以《Java程序设计》课程为例[J]. 电脑知识与技术，2022，18（35）：178-180.

[7] 阳珊珊，彭忠全. 基于就业导向的Java程序设计课程教学改革探析[J]. 现代职业教育，2021（40）：54-55.

【通联编辑：王力】