新工科背景下面向能力和需求雙目標的Java 開發課程群建設與實踐

李小智，丁長松，劉 偉，胡 為，陳興華

（湖南中醫藥大學 信息科學與工程學院，湖南 長沙 410208）

0 引 言

課程群是指為完善學生素質結構，圍繞同一學科內具有邏輯聯系的若干課程，在知識、方法、問題等方面，進行重新規劃、整合構建而形成的有機課程系統，是深化課程改革、優化課程設計的一種有效途徑[3]。近兩年，由于新工科建設的推進，課程群建設已成為高校教學改革的熱點問題。

1 Java開發課程群建設的必要性

據IDC 統計，在所有的計算機行業人才需求中，對Java 工程師的需求曾達到全部需求量的50%以上。受人才市場需求的影響，很多地方應用型本科院校將Java 開發作為軟件人才培養的主要方向，但教學效果不盡如人意，培養的畢業生難以滿足企業用人的要求，分析原因主要有以下3方面，同時也說明建設Java 開發課程群的必要性。

1）課程本位思想依然存在，課程內容需要整合優化。

各高校計算機相關專業培養方案都設置了比較完善的課程體系，各門課程有相應的教學大綱和教學計劃，但都是以課程為單位進行設置，教學過程中任課教師關注的也是本課程的教學目標是否完成，缺乏課程群理念，教學上各自為政。由于課程之間銜接不夠，不同課程的相似知識點缺少整合優化，導致知識點重復講授，不利于維持學生的學習興趣，教學效率不高[4-5]。

2）傳統教學方法與課程特征不能很好地契合，需要探索新的教學方法。

軟件開發類課程是實踐性很強的課程，很多高校教師仍然采用傳統教學模式，只注重理論知識的傳授，沒有將課程特征與實際問題相結合，學生聽課的積極性不高，教學效果不理想。傳統教學方法以教師為中心，教學過程中學生被動接受知識，缺乏獨立的思考能力和創新意識。軟件開發相關技術更新迭代快，需要學生課內學習課外拓展，傳統教學模式缺乏對學生在軟件領域新思想、新技術方面的引導，教學不能與崗位需求對接，學生畢業找工作備感壓力。

3）實踐教學缺乏整體設計，教學內容和模式需要系統規劃。

有曲調必有創作法，昆曲的過腔就是以本唱調音階級音和劇種主調為音樂材料，運用“過腔創作法”創作而來的。事實是否如此？僅以昆曲南曲（以下簡稱“昆南”）為例。囿于篇幅，按“平、上、去、入”順序，各舉一例。

實踐教學缺乏目標性和針對性，實踐課程內容陳舊，所用技術和工具明顯落后于行業現狀，學生畢業后走上工作崗位很難適應工作環境?；谡n程的實踐教學模式封閉落后，不同課程的實踐環節缺乏銜接，沒有打通課程界限，學生不能自如運用所學知識解決實際問題。

2 面向能力和需求雙目標的Java開發課程群建設思路

Java 開發課程群建設要實現兩個價值目標：培養學生能力和滿足崗位需求。能力的培養是考慮學生的全面發展，滿足崗位需求是要解決學生畢業后就業問題。面向雙目標的Java 開發課程群建設遵循反向設計、正向實施的原則[6]，具體步驟分為兩個階段，見圖1。

1）反向設計階段。

圖1 面向能力和需求雙目標的Java 開發課程群設計和實施流程

從能力培養和崗位需求出發，制訂專業培養目標，明確軟件開發相關的畢業要求，以此確定課程群的總體目標；根據課程群的總體目標，確定需要開設的具體課程，厘清課程之間的關系，形成科學合理的課程體系；將課程群的總體目標自頂向下分解到各門課程中，形成每門課程的教學目標，深入研究各門課程在培養目標中的作用，合理確定各門課程的教學內容和學時，制訂教學計劃；在整合優化課程內容時做到知識點不重復、不遺漏、不脫節。

2）正向實施階段。

根據各門課程的教學目標，教學團隊開展教學研討，確定教學方法；任課教師負責課程教學的具體實施；為檢驗是否達到總體目標，進行質量評估，并且不斷總結，積累經驗；學生成績合格達到畢業要求，接受社會的檢驗，應聘上崗，滿足企業用人需求。其中課程教學是課程群建設能否取得成效的關鍵環節，教學過程要克服課程本位思想，注重課程之間的銜接和融合，避免“形合神不合”情況出現。實踐類課程整體設計，貫穿四年本科階段，逐步提高學生的專業能力和職業能力，畢業生和用人單位反饋是衡量人才培養質量的重要指標。

3 課程群建設具體措施

3.1 組建優秀的教學團隊

課程群的課程建設、教學組織實施需要參與教師的團隊合作，一支成熟的教學團體是課程群建設的關鍵因素。課程群的負責人由具有豐富教學經驗和有影響力的教師來擔任，課程群負責人對課程體系有深入了解，具有協調各方面資源解決問題的能力，掌握整個團隊發展的方向。應吸引教學能力強并且愿意教研投入教師作為團隊的主干力量；配置一定比例的實驗員，保障實驗室的軟硬環境滿足教學要求。吸引企業有開發經驗的軟件工程師作為外聘講師，不僅可以彌補高校教師開發經驗上的短板，同時可以帶來最新的行業動態和前沿技術，使教學更貼近行業需求。重視青年教師在課程群建設中的生力軍作用，加強青年教師的培養，實施青年教師導師制，由學院指派教學經驗豐富的優秀教師擔任青年教師的導師，充分發揮傳、幫、帶作用，一對一進行指導和培養，使其盡快成長起來，達到教學要求。定期外派青年教師參加業務培訓和相關教學研討會議，提升技能，拓寬視野。

3.2 構建“1+2+3”Java 開發課程群

軟件開發課程群的總體目標是培養學生具備良好的分析問題能力及軟件設計與開發能力，針對復雜工程問題能夠提出可行的解決方案，并且具有良好的職業能力。為了實現這一目標，構建以Java 技術為主線的軟件開發課程群，包括C語言程序設計、數據結構、Java 語言程序設計、數據庫原理、Web 技術應用、算法分析與設計、Java EE 應用開發、移動應用開發等課程以及課程設計、工程實訓、企業實習等實踐類課程，構成“編程語言—基礎理論—應用開發技術—綜合能力”有機銜接的Java 開發課程群[7]。課程群的課程設置、能力培養、崗位需求對應關系見圖2。

圖2 面向能力和需求的課程設置

“1+2+3”Java 開發課程群，即1 個中心，以學生為中心；2 個目標，課程群面向能力培養和崗位需求雙目標；3 個層次，課程群分為基礎類課程、技術類課程、實踐類課程3 個層次。課程群中各門課程都有不同定位，統籌制訂教學大綱，教學目標相互支撐，能力培養層層遞進。C語言和Java 語言兩門計算機語言課程是前導后續關系，開設兩門具有代表性的計算機語言課程，掌握兩種不同類型語言的特點和學習方法，有利于學生自主拓展學習其他編程語言。與基礎類課程內容相對穩定不同，技術類課程要緊跟技術發展的步伐，要能把新技術、新工具引入課程，使得課程教學有效對接崗位需求，教學目標與崗位技能基本保持一致，體現課程群的靈活性和開放性。技術類課程教學目標與崗位對接關系，見表1。實踐類課程目標是培養學生的綜合實踐能力，也是提升職業能力的重要環節。

3.3 改革課程群的教學方式

1）并用多種教學方法，因課施教保證教學質量。

根據Java 開發課程群的特點，為實現課程群的總體目標，努力做到3 個轉變：教學理念應從知識傳授轉變為能力培養，教學特點以教師為主體轉變為以學生為中心，教學方式應從封閉課堂轉變為開放課堂。課程教學針對不同的教學內容，采用不同的教學方法，具體采用教學方法有：①線上線下混合式教學，智慧樹是與我校簽約的在線教育平臺，教師可以利用該平臺開展翻轉課堂教學，課前教師發布教學資源，學生自主學習，教師通過平臺掌握學習進度，督促學生按進度學習，線下課堂面授、組織討論、提問答疑等，該方法適合數據結構、算法分析與設計等理論類課程教學；②拓展教學，根據教師引導學生課外自主學習教材以外的新知識、新技術，教師提供學習資源、檢查學習效果，該方法適合于技術類課程；③問題驅動教學，該教學方法通過設計問題，問題源于教材又高于教材，要求學生查詢相關資料求解問題，培養學生的學習和解決問題的能力，啟發學生就特定的問題發表自己的見解，鼓勵和引導學生通過總結得出結論，該方法在課程教學中普遍適用。

表1 技術類課程教學目標和崗位對接關系

2）探索“三位一體”實踐教學模式，通過“請進來，走出去”提高實踐教學效果。

經過多年的探索和積累，以“精化理論課、強化實訓課、參與企業項目”為教學理念，實踐教學環節已從單一的課程實驗發展為“三位一體”的實踐課程教學模式，即校內前期培養、校企合作培養、校企聯合培養。

校內前期培養通過課程實驗和課程設計來完成。課程實驗基于“理論+實驗”方式，是針對某一課程知識點設計的驗證型實驗。課程設計采用 “課程+案例+項目”方式，教師精心設計案例，將課程知識融入到案例中，案例包含文檔資料、數據、源代碼等，采用完全自主學習的方式。案例為項目“打樣”，要求學生參考案例，分小組完成一個項目的開發，案例與項目既相似又有區別，培養學生的知識遷移能力和創新能力，使學生具備相應的軟件開發的能力。

校企合作培養通過工程實訓來完成，以“課程群+項目”方式促進課程深度融合，打通課程之間的界限。課程群教學團隊與合作企業交流溝通，明確培養目標，確定項目內容，基于項目驅動方式培養學生綜合應用能力。聘請企業有經驗的軟件工程師負責工程實訓的具體實施，使用當前主流的開發工具和軟件技術。為了取得更好的實訓效果，可以安排在期末考試后的一周時間，集中在專業實驗室進行全天封閉式集訓，讓學生提前感受工作氛圍，掌握規范的軟件開發流程，提升軟件開發能力，培養團隊協作、溝通表達等軟技能。校企合作能夠很好地解決高校教師工程實踐能力不足的問題。2019 年春秋兩個學期，學院計算機科學與技術專業2019 級、2018 級、2017 級3 個年級工程實訓安排見表2。

學校與東華軟件股份公司合作建立了省級校企聯合培養人才示范基地，為學生實習和就業提供了良好的平臺。

3）采用課內與課外相結合，全面提升綜合能力。

鼓勵學生參加各類各級學科競賽，運用所學知識解決實際問題。學院要求學生在本科四年都要有參賽經歷，院級比賽人人參與，選拔優秀學生組隊代表學校參加省級、國家級的學科競賽，包括湖南省大學生計算機程序設計競賽、全國藍橋杯軟件和信息技術專業人才大賽、中國大學生服務外包創新創業大賽、全國中醫藥院校大學生程序設計競賽等，舉辦“職業生涯規劃大賽”引導就業方向，提高職業素養。

表2 2019 年春秋兩學期工程實訓安排

4 課程群建設成效

以學生為中心的課程群建設，整合課程資源形成教學合力，教學效果顯著，學生專業能力得到穩步提高，專業自信不斷增強。學校教務網評教數據顯示，2019 年Java 開發課程群設置的課程總體平均分在95 分以上，得到了學生認可。近4年組織和指導學生參加各項學科競賽活動，獲得國家級及省部級學科競賽獎項80 多項，榮獲國家級和省部級一等獎10 余項。學生綜合素質不斷提高，多名學生獲得國家獎學金和國家勵志獎學金等國家級獎項和榮譽；近幾年學院的畢業生就業率和就業質量保持在較高水平，畢業生得到用人單位的好評，2018 年畢業生就業率為97.06%，2019 年畢業生就業率為95.70%，每年都有學生就職于百度、騰訊、深信服等知名企業。

5 結 語

基于面向能力和需求雙目標的Java 開發課程群建設，在取得一定成效的基礎上，后續工作還須從以下幾方面著手：課程群建設的主體是教師，對教師專業知識水平和創新整合能力提出了很高的要求，推進課程群建設必須要更加重視教師的素養提升問題；科學合理評價課程教學質量，進一步研究課程教學與工程教育認證畢業要求達成度問題；及時了解行業動態、準確掌握行業需求，能夠動態調整課程的教學目標和內容，才能保證課程群持續有效的開展。