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中圖分類號：G804.4文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)20-4911-02
Practice on the Construction in Key Course of Java Programming in Higher Vocational Education
HUANG Xiao-han1, ZHAO Jun-zhuo2, LI Xian-jun1
(1. Computer Science Department, Shijiazhuang Posts and Telecommunications Technical College, Shijiazhuang 050021, China; 2. Library，Shijiazhuang Posts and Telecommunications Technical College, Shijiazhuang 050021, China)
Abstract: "Java Programming" is one of the key courses established in Shijiazhuang Posts and Telecommunications Technical College in 2007. Through practice on the construction of this course in recent years, the course has been achieving good results in teaching content, teaching methods, means of teaching resources and teaching staff, and has provided valuable experience for the construction of classic course.
Key words: java programming; key course; the construction of course; the reform of teaching
從2003年恢復招生，我院有5個專業(yè)開設了《Java程序設計》課程，2006年該課程成為學院的公共選修課。《Java程序設計》是軟件技術（高級編程技術方向）專業(yè)和軟件技術（軟件測試方向）專業(yè)的主干課程，開設該課程的主要目的是使學生建立面向對象的編程思想，培養(yǎng)學生良好的編程風格及使用Java語言進行面向對象編程的能力[1]。對于高級編程方向專業(yè)的學生來說，《Java程序設計》的學習也為他們進行后續(xù)《Java Web開發(fā)技術》等課程的學習提供了保證。2007年作為我院重點課程進行建設以來，經過積極地教學研究和教學實踐改革，該課程已在教學內容、教學方法和手段、教學資源、師資隊伍等方面取得了重大成果，為今后精品課程的建設提供了寶貴的經驗。
1 重點課程建設的意義
對《Java程序設計》課程進行深入研究，有助于課程建設團隊準確把握Java在企業(yè)中的應用情況，了解企業(yè)對Java編程人才的需求，從而更好地服務于軟件技術各方向專業(yè)，尤其是高級編程方向專業(yè)的專業(yè)建設。通過《Java程序設計》課程建設的研究，將會帶動其他軟件開發(fā)類課程的課程建設，為其他程序設計類課程改革提供參考。將《Java程序設計》作為重點課程建設，對于推進我院的教學改革、提高教學質量[2]、培養(yǎng)高級應用型軟件開發(fā)技術人才具有特別重要的意義。
2 教學內容的設計
在教學內容的取舍上，課程組借鑒了國內外各院校開設《Java程序設計》課程的經驗，參考了社會培訓機構（如新東方、達內等）的Java基礎課程，并結合企業(yè)應用Java技術的實際情況，最終確立了我院《Java程序設計》課程的教學內容，包括Java開發(fā)準備、Java語言語法基礎、面向對象、數(shù)組、常用類庫、I/O流、多線程[3]9個教學單元。其中，面向對象與常用類庫為教學重點，面向對象、多線程為教學難點?；谝陨?個教學單元，課程組設計了8個典型任務，包括：算術運算游戲、24點游戲、拼句子、驗證碼生成、博客最近訪問者列表、生肖年份對應、數(shù)字時鐘、文件樹，以實現(xiàn)通過任務來組織教學。
3 教學方法和教學手段的改革
現(xiàn)代教育理論強調，改革高等教育的課堂教學方法和教學手段是提高教學效果的重要途徑[4]。在課程建設的過程中，課程組注意吸收國內外文化教育的文明成果，不斷豐富教育理念，推動教學方法和教學手段的創(chuàng)新。
3.1 實施啟發(fā)式教學
為培養(yǎng)學生邏輯思維和創(chuàng)新能力，在教學過程中，教師遵循啟發(fā)式教學原則，通過各種教學方式和手段激發(fā)學生的學習欲望，使他們積極投入到學習活動中，積極思維，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并逐步解決問題。例如，在代碼編寫舉例時，教師不是簡單地給出程序清單，而是從分析問題入手，帶領學生找出解決問題的方法，繼而給出算法，最后編寫出完整的程序。而在這一過程中，每一步都采用與學生一起探討的方式，讓學生在啟發(fā)下思考，在思考中解決問題，從而培養(yǎng)了他們獨立分析問題、解決問題的能力。
3.2 傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代信息技術手段結合
完全依賴傳統(tǒng)的黑板加粉筆的方式教學滿足不了教學內容和教學時數(shù)的要求，借助于現(xiàn)代信息技術手段是必然趨勢。教師利用多媒體教學設備，一步步地演示、講解程序的編寫、編譯、執(zhí)行過程，生動形象地將程序的編寫、編譯、執(zhí)行過程展示給學生，學生非常容易接受，解決了算法、程序執(zhí)行和調試跟蹤步驟演示的難題，增強了教學效果。
3.3 課堂教學與課后自學相結合
教師在課堂教學中努力激發(fā)學生的學習興趣，引導學生科學思維，通過課堂教學的有限時間講授基本原理、重點難點。需要反復練習、擴大知識面和加強動手能力的訓練部分，教師則布置適量練習、習題和輔導教材閱讀要求等，由學生以學習小組的方式在課后進行。學生還可以利用校園網和課程組制作的多媒體課件，根據自己的時間、進度進行自主學習。
3.4 任務驅動、做學合一
課程組針對《Java程序設計》的各個教學單元，都設計了相應的任務，基本上按照五個步驟來完成單元教學：
①展示已完成的任務的功能及運行效果，讓學生明確本單元的學習目標，明確完成什么樣的任務。
②講解或討論實現(xiàn)這一任務的基本方法和基本思想。其中，必須講到實現(xiàn)這一任務所用到的知識和技能。教師講解這些知識、技能的運用時，通常以本單元要完成的任務為案例，在操作時教師可能只完成其中的一小部分。
③讓學生自己動手模仿，實際操作，實現(xiàn)本單元所應完成的任務。在學生完成任務的過程中，教師通過多種形式（如小組討論、課外答疑）給予指導。
④解決完單元問題，教師再進行歸納，把學生的感性認識逐步上升到理性認識。有些屬于本單元的知識和技能，而任務中又沒有用到的，教師再根據“夠用”原則加以延伸和拓展。
⑤完成相關任務后，給學生提出其他類似任務，讓學生根據自身情況選擇完成，以此鍛煉他們解決同類問題的能力。如在講解完面向對象單元后，又向學生提出單機版象棋游戲開發(fā)任務。05級高級編程專業(yè)有三人組成小組，利用課余時間共同完成了該游戲，并在學院第四屆中驛-天驕杯軟件設計大賽中獲得了一等獎。
4 教學資源的建設
教學資源建設能夠為課程教學水平及質量的全面提高、為教與學的過程創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，是保證教學質量的基礎。課程組于2008年編寫了校內教材《Java程序設計》、《Java程序設計實驗指導》，用于教師授課及學生學習的指導；為積極實行考教分離，課程組建立了課程的試題庫，目前正在完善課程的在線考試系統(tǒng)；課程組制作的《Java程序設計》多媒體教學課件，獲得了2007年學院“教學課件比賽”三等獎、2008年學院“多媒體教育軟件大賽”二等獎、河北省第十二屆多媒體教育軟件大獎賽高等教育組三等獎；課程組教師帶領高級編程方向專業(yè)的學生利用Java技術設計開發(fā)了Java課程學習網站，主要包括：在線學習、在線測試、教學論壇等；課程組教師還從各種途徑搜集教輔資料，包括Java教學視頻、電子參考書、練習題等，為學生課余學習、擴大知識面提供了幫助。
5 師資隊伍的建設
教師是課程教學的組織者與實施者，教師在教學中所起的主導作用，直接關系到課程質量和人才培養(yǎng)[5]。為保障長期穩(wěn)定的課程質量，必須建設一支高水平的教師隊伍?！禞ava程序設計》課程組通過以老帶新、實施集體備課、互相觀摩聽課，幫助教師成長；通過參加專業(yè)認證培訓，提高教師的業(yè)務理論水平；通過進修學習，提高教師的學位層次；通過校企合作、參加科研活動，提高教師的專業(yè)實踐和工程實踐能力。目前已形成一支以中青年為主要骨干、結構合理、教學實踐經驗豐富、具有較高科研能力和學術水平的課程建設隊伍，其中本科學位教師占14%、碩士學位教師占86%，高級職稱教師占57%、中級職稱教師占43%。
6 結束語
《Java程序設計》重點課程建設切實促進了該課程教學質量的提高，經過課程組教師的共同努力，課程建設取得了成功，于2009年成為學院的精品課程。而教學改革是永無止境的，我們希望，通過持續(xù)不斷的努力，不斷地取得新的成果并付諸于實踐，培養(yǎng)出合格的適應時代要求、富有創(chuàng)新精神的高素質的軟件開發(fā)人才[6]。
參考文獻：
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[4] 林國立，劉偉．向課程建設要質量的思考與實踐[J]．中國高等教育，2003(17):29-30.
關鍵字：培養(yǎng)方案；前導；后續(xù)；職業(yè)崗位
根據軟件專業(yè)教學培養(yǎng)方案，本課程的定位為專業(yè)核心課。根據大綱要求，將Java課程的理論和實踐教學整合、序化為連續(xù)的三個階段，第一階段為理論基礎教學階段，第二個階段為項目開發(fā)階段，第三個階段為綜合提升階段。這樣不僅使學生掌握了扎實的理論，而且訓練有素，具備熟練的開發(fā)能力，進入職業(yè)崗位后能馬上承擔項目開發(fā)任務，很快進入職業(yè)角色。在教學過程中，按照“邊學、邊練”，融“教、學、做”為一體的教學思路，以項目為導向，精心選擇課程內容、設計教學環(huán)節(jié)，并根據教學內容采用：“啟發(fā)式”、“交互式”、“任務驅動”、“案例分析”等不同的教學方法，形成一套科學的教學、實踐體系。
Java課程在我院已經開設多年，雖進步明顯，但仍需改革建設。我們團隊本次建設的初級目標是達到學院精品課程要求，并在此基礎上將按照省級精品課程建設的標準和要求進行籌備建設，爭取在五年內申報為省級精品課程。當然這些名號只是我們規(guī)劃建設中的目標，并不是我們課程建設的最終目標，我們的最終目標是通過課程建設為學生提供更多、更好的學習資源，提高Java課程的教學質量，提升學生的專業(yè)水平。
Java課程建設總體思路如下：
（一）重視師資隊伍建設
我院從2005年開始開設java課程，課程建設基礎薄弱，專職教師嚴重不足，近幾年教師數(shù)量有所增加，但由于企業(yè)實踐少，教師實際動手能力略顯不足，水平有待進一步提升。因此教研室非常重視教師綜合能力培養(yǎng)，派教師到企業(yè)參加掛職鍛煉等，并一貫發(fā)揚老教師的“傳幫帶”作用。
（二）進行教學模式改革
Java課程在我院開設多年，雖然師資缺失，但發(fā)展速度迅速。軟件專業(yè)、服務外包、測試及小高職班級都在學習此課程。教學團隊也一直在研究和探索更好的教學模式，從最初的傳統(tǒng)式教學到情境教學再到今天的項目導向分解任務式教學，通過最適合學生的教學模式來提高教學質量。
（三）教材建設
目前國內出現(xiàn)在市面上高等院校Java課程教學教材數(shù)量繁多，而真正能夠使用于我們高職院校軟件方向學生的教材其實不多，在這些教材中能夠與我們的項目導向教學相吻合的教材就幾乎沒有了。因此教學團隊在1年的時間里完成一部適合我們自己教學的專用教材。
（四）完善教學資源及網上課程資源
本課程已完成的教學資源有：課程標準、教學大綱、教學進度表、單元設計、教學課件、習題庫、學習源碼、教學視頻等。
已完成的上網資源有：課程簡介、教師隊伍、教學文件、教學課件、成果展示、教學錄像等，教研室計劃對已上網的資源進行系統(tǒng)完善，并不斷開發(fā)有利于學生學習參考的新資源。
這次我們整個教學團隊集中1年的時間對Java課程進行全面改革建設，嚴格按照設計思路進行，所以改革取得很好的效果，具體成效如下：
1、通過課程建設，教師隊伍之間的交流溝通，歸納總結出新的、行之有效的教學方法與手段。
2、新課程標準和教學大綱對教學起到好的指導規(guī)范作用。
3、針對每次課進行的單元設計，更詳細的呈現(xiàn)了每次課的具體內容，通過教師的設計讓學生有針對性的學習，起到更好的學習效果。
4、多媒體課件根據每次單元設計制作，對單元設計進行更加詳細的解釋和說明，對單元設計中涉知識進行詳細介紹。
5、資源共享平臺讓學生可以課下學習，通過平臺內容的指導，重新回顧課堂時刻。
6、新教材的編寫對學生學習起到了更好的輔助作用，教材完全按照項目案例順序編寫，對項目中分解知識詳細講解。
本次課程建設我們團隊還總結了如下課程特色與創(chuàng)新點：
1、本次課程建設把整個課程的內容整合成了5個教學項目和1個實訓項目。這6個項目是完整的、獨立的，覆蓋了課程中的章節(jié)內容，讓學生先看到結果，再通過對結果的分析、研究去學習項目涉及的知識，從而達到有的放矢的教學和學習。
2、在教學過程中，根據不同的知識模塊、不同層次的學生采取不同的教學方法，對于學生理解掌握有難度的地方，要通過經驗幫助其總結、提煉出適合學生的方法。
3、本課程在建設與教學過程一直與企業(yè)緊密聯(lián)系，建立了“科瑞工場”、“科瑞定單班”。讓學生接受企業(yè)的文化、接受企業(yè)教師的培訓，學生的課外學習、就業(yè)都有了明確保障。
課程建設目前存在的主要問題如下：
1、學生職業(yè)素養(yǎng)缺失，應該有專門途徑或手段進行提升。
2、考核評價體系需要進一步適應與檢驗，同時也需要教學相關部門給予政策支持。
3、考核標準的制定有待進一步研究，需要權威認可。
下一步我們打算從兩個途徑進行課程建設：
1、引入第三方考核機制。用行業(yè)規(guī)范要求學生，使學生更符合企業(yè)標準。
2、加強校企合作。把企業(yè)實際項目案例引入課堂，讓學生提前進入工作崗位，提前適應職場環(huán)境。
參考文獻：
摘要：本文首先分析了計算機網絡課程開展雙語教
>> 探索雙語教學之路，建設計算機網絡精品課程 計算機網絡精品課程建設的探索與思考 計算機網絡精品課程知識結構教學探討 高職高專計算機網絡精品課程教學改革與實踐 高職計算機專業(yè)類精品課程建設的思考與探索 計算機組成原理精品課程建設的探索與實踐 “計算機系統(tǒng)結構”校級精品課程建設的探索與實踐 “計算機組成原理”精品課程建設的實踐與探索 “計算機組成原理”精品課程建設探索與實踐 淺談計算機基礎類精品課程教學資源建設 《計算機網絡構建》精品課程網站建設淺析 高職計算機網絡精品課程建設 國家精品課程“計算機網絡”教材建設研究與實踐 “計算機網絡”國家精品課程建設 計算機網絡精品課程網站設計探究 計算機網絡精品課程網站的設計與實現(xiàn) “計算機網絡技術”精品課程的設計與實現(xiàn) 淺析計算機輔助語言教學在高職精品課程建設中的應用 《計算機控制系統(tǒng)》精品課程建設及對教學的促進作用 計算機網絡實驗課程教學探索 常見問題解答 當前所在位置：)
思科網絡技術學院CCNA在線課程curriculum1-
4()
IETF RFC檢索庫()
internet2.edu
Internet Assigned Numbers Authority()
中國IT實驗室在線實驗(/
www/school/ccnp-lab.htm)
本精品課程網站(/apply/teacher/
course_preview_index.jsp?curid=524&coursename=計算機網絡&curstyle=default&from=guest&starts=
11&orderitem=curlevel)
推薦的期刊是：IEEE/ACM Transactions on Networking
2教學目標與教學內容
知識目標是：掌握計算機網絡的體系結構、基本概念，特別是TCP/IP協(xié)議族；學會生成局域網和實現(xiàn)廣域網連接；用Java語言實現(xiàn)協(xié)議Java小程序和網絡應用程序的開發(fā)；了解“無線與移動網絡”、“多媒體網絡”、“網絡安全”、“網絡管理”四個高級專題的最新進展。語言目標是：培養(yǎng)學生用英語進行學術閱讀、寫作、交流的能力。
教學內容方面，如何合理安排課程的內容體系結構、組織方式、實踐教學設計，是非常重要的。我校的安排方式如下：
(1) 一開始就強調以Internet為研究目標和示例來源，介紹計算機網絡的眾多基本概念和術語，為后面的學習打下基礎；
(2) 采用自頂向下的順序，比如介紹網絡的第一個層次是應用層，它離應用程序最近，一旦學生們理解了網絡應用，就能理解支持這些應用的網絡服務，同時還可激發(fā)學生對較低幾層的學習積極性；
(3) 引入最重要和最新的知識，放棄過時的內容。
3師資力量
我校計算機網絡課程組是一只年青的教學隊伍，學術帶頭人牽頭，中青年為骨干，年齡、職稱、學歷梯隊結構合理，平均年齡不到35歲。其中教授1人，副教授(含高級實驗師)3人，講師(含工程師)5人，助教1人。具有博士學位2人，碩士學位4人，在讀博士1人，在讀碩士2人。教授從事基礎課理論的教學；中青年為骨干，從事理論課和實踐課程的教學；理論課師生比為1:13，實踐課師生比為1:8。本課程負責人長期從事本科計算機網絡及其他專業(yè)基礎課和專業(yè)課的理論與實踐課程的教學工作，從1989年開始，在國內、澳大利亞及俄羅斯為本科生、研究生講授了計算機專業(yè)相關課程15門，已先后主講4屆本科年級的計算機網絡理論課，主講計算機網絡集成技術和研究生的高級計算機網絡等必修課課程，并一直從事本科實踐教學。其他教師也都有一年以上國外工作和生活經歷，或者通過了PET5水平考試。
4實踐設計與國際認證
我校投入大量資金建設的網絡實驗室現(xiàn)已擁有上千臺計算機、路由器、交換機的實驗網絡。我們建立了完善的實驗技能達標考試規(guī)范，學生必須在實驗課程開設的10個實驗項目和教材中的編程作業(yè)中選擇完成5個。實驗指導書使用本課程負責人主編的《Computer Networks: Laboratory Sesssions》，其中集成了思科和微軟的網絡培訓教程的核心內容，部分實驗由課程組設計，部分取自課堂教材，部分取自參考實驗教材，部分出自畢業(yè)學生的設計。
思科公司于2001年贈送我校CISCO網絡實驗室，向學生提供CCNA培訓課程。兩位教師接受了專門培訓，獲得了CCNP證書并取得了CISCO認證網絡工程師的授權講師資格。CCNA培訓課程完全采用E-learning的學習模式：學生通過閱讀即時更新的英文原版多媒體電子教材，完成每節(jié)后的Quiz；在Scenario中完成試驗并在Lab Portfolio記錄心得和troubleshooting步驟；每學期期末參加On-line Test和Lab Test，并可根據評估意見到知識缺陷點查漏補缺。完成四個學期的學習后，學生可以參加CCNA認證考試。本科學生參加CCNA認證考試的通過率達到100%，個別優(yōu)秀學生考到1000分滿分成績。
華為公司也贈送我校華為網絡實驗室，向學生提供HCNA培訓課程。另外我校還擁有Microsoft公司授權考試中心，向學生提供MCP、MCSE、MCSD培訓課程。
5經驗總結
要考慮到學生的英語水平參差不齊，最初有一定的難度，所以應采用循序漸進的教學方法，英語的使用由淺入深，由少到多。在學期初，教學中的英文所占比例相對較小，課件使用的語言應盡量與教材的語言一致，對關鍵詞使用雙語解釋，讓學生熟悉專業(yè)詞匯的英文表述，保證大腦中兩種語言可以準確切換，逐漸接受并適應這種教學形式。經過幾周再逐漸加大英文所占比例，水到渠成地過渡到幻片燈、課堂教學和提問、平時作業(yè)均采用英文，僅在極為重要的概念上稍作中文解釋，要求學生盡量用英語作答。小測驗的題目逐漸過渡到采用英文試題，期末考試則允許同學根據自己的不同情況選擇不同的答題語言，因為全英文試題有相當?shù)碾y度，以減少學生的畏懼心理。
雙語教學教師的備課量很大，任務很重，所以學校應給予政策激勵，比如在工作量計算和課時津貼方面給予優(yōu)惠，在教材費用方面也應給予優(yōu)惠。另外學校應加大教師培訓力度和投入，設立專項經費培訓雙語教學師資，盡可能選派教師到英語國家學習、生活一段時間。
參考文獻
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關鍵詞:面向應用;可持續(xù);Java程序設計;教學改革
中圖分類號:G642文獻標識碼:B
1Java的普適性和基礎性地位
Java語言能解決傳統(tǒng)程序設計語言的重復教學問題,保證面向應用從程序設計基礎到軟件系統(tǒng)開發(fā)面向應用可持續(xù)培養(yǎng)鞏固發(fā)展學生的軟件設計開發(fā)技能。
程序設計課程是計算機類專業(yè)建立和培養(yǎng)學生優(yōu)良的程序設計與實現(xiàn)能力和計算思維能力,初步的軟件開發(fā)能力和創(chuàng)新設計能力等基本專業(yè)素質的基礎課程,是后續(xù)課程和專業(yè)學習的前提。Java程序設計作為計算機、電子信息工程和通信控制等理工科本科生階段的重要專業(yè)基礎課程,是一門操作性、技術性和工程性都很強的應用型課程。國內部分高校面向非理工科學生開設了Java程序設計選修課。同時,Java語言是工業(yè)信息化部和人事部共同組織的全國軟件資格水平考試采用的二種考試語言之一,部分高校非計算機專業(yè)等級考試也選用了Java語言。
2面向應用的UPCA教學目標
面向應用的“UPCA(Understanding, Programming, Configuration and Application)”教學目標指“理解、編程、配置和應用”,是Java程序設計課程關于知識與能力結構的基本要求,其中“U”指理解面向對象編程思想、基本概念、基本語法和編程規(guī)范;“P”指學會面向對象編程、GUI編程、網絡通信編程和數(shù)據庫應用編程,成為SCJP(Java程序員);“C”指掌握構建與配置Java SE、Java EE開發(fā)環(huán)境及選擇高效的開發(fā)模式;“A”指在學會Java API基本應用的基礎上,將Java語言作為信息系統(tǒng)開發(fā)的平臺,能初步在網絡環(huán)境中開發(fā)Java應用系統(tǒng)。
Java程序設計課程教學改革的目的是面向應用將Java作為本科計算機類專業(yè)的面向對象編程的入門語言、基礎性應用架構和開發(fā)平臺,形成面向應用的特色鮮明的課程體系。在課程內容和課程體系上充分考慮Java語言平臺的支撐性,構建如圖 1所示分步驟、多層次、立體化的課程體系,以Core Java為主線貫穿整個架構,循序漸進,有機融合,鞏固深化,保證運用Java面向應用開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。
圖1基于Java的多層次立體化課程體系
本課題得到湖南省自然科學基金(07JJ6113),湖南省教育科學“十一五”規(guī)劃重點資助課題(XJK08AXJ002),湖南省計算機應用技術重點建設學科(湘教通[2006]180號),湖南人文科技學院精品課程(院通[2008]20號)和湖南人文科技學院教學改革研究項目(RKJGZ0708和RKJGZ0912)的資助.
作者簡介:郭廣軍(1971-),男,湖南雙峰人,碩士,副教授,CCF高級會員,研究方向為網絡計算與分布式處理,服務計算。戴經國(1962-),男,湖南雙峰人,碩士,教授,研究方向為網絡與信息安全。謝東(1971-),男,湖南益陽人,博士,講師,研究方向為數(shù)據庫技術。彭智朝(1976-),男,湖南雙峰人,講師,碩士,研究方向為網絡與服務計算。陳海林(1981-),男,江西樟樹人,碩士,講師,研究方向為Java技術。
3面向應用的理論教學體系
理論教學按照“少而精,面向應用,解決重點,突破難點”的原則,以“設計形態(tài)”為主導,以UML貫穿分析設計,實現(xiàn)程序觀到系統(tǒng)觀的提升,著重培養(yǎng)程序設計與實現(xiàn)能力,計算思維能力和系統(tǒng)分析與設計能力。本課程重點講授Java語言基礎知識、面向對象的編程技術、字符串與數(shù)組技術、常用Java API的使用、異常處理、基本I/O技術、網絡通信編程、數(shù)據庫訪問技術、GUI編程等;要突破的難點主要包括面向對象的編程思想方法、類變量和類方法的使用、各種輸入輸出流的應用、事件處理模型、多線程技術等。
在教學環(huán)節(jié)上,本課程主要包括理論教學、課內實驗、課外實驗和課程設計。理論課教學、課內實驗一般開設18周,周課時(理+實)為3(2+1)學時或4(2+2)學時,課外實驗每周不少于2學時,課程設計單獨開設2周。Java程序設計的理論教學體系的知識模塊和學時安排如圖2所示。
圖2Java程序設計的知識模塊與學時安排
4面向應用的實踐教學體系
4.1 “三層次、四階段”實踐教學體系
本課程實踐教學體系根據面向應用的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,與軟件工程師的需求接軌,圍繞UPCA教學目標,分階段鞏固、螺旋式提升的原則,分為“三層次、四階段”,如表1所示。第一階段基于課堂演示實驗,導以觀察認識,學生參與互動,為動手編程熱身;第二階段是學生課內和課外實驗,開放實驗室,學生動手設計編程,親身體驗,完成單個較小主題的設計編程與測試,是對某一知識點編程能力的單項訓練;第三階段是課程設計,完成綜合性的簡單系統(tǒng)開發(fā),提升分析、設計與編程能力,具備初步的系統(tǒng)開發(fā)技能;第四階段是高級技能與應用軟件開發(fā)能力的實戰(zhàn)訓練。
除第一階段外,每個階段分三個層次進行,充分體現(xiàn)因材施教,量力而行的教學原則。第一層次是編程技能的最低要求,主要面向學習基礎較差的學生,使其通過模仿練習,鞏固所學知識,掌握基本技能,激發(fā)學生的學習熱情和興趣;第二層次是編程技能基本要求,面向中間學生,通過模仿進而自主設計編程的實踐過程,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,增強他們的動手能力和基本的分析設計能力;第三層次是編程技能的高級要求,面向學有余力的優(yōu)秀學生,給其自由設計空間,培養(yǎng)他們基本的軟件開發(fā)能力和創(chuàng)新精神。
表1實踐教學體系
階段環(huán)節(jié)要求
第一階段
(驗證性/設計性)課堂演示實驗教師演示和學生參與互動相結合
第二階段
(設計性)課內實驗
課外實驗
(開放實驗室)按實驗目的與要求,分析設計每一個實驗題,并上機調試驗證
模仿樣例設計實驗并上機調試完成
上機調試樣例程序,消化理解
第三階段
(綜合性)課程設計
(分散與集中相結合)按課程設計任務書,設計一個比較簡單的應用系統(tǒng),并上機調試驗證
模仿案例程序完成系統(tǒng)設計
上機調試案例程序,消化理解
第四階段
(綜合性)畢業(yè)實習實訓
(導師制)按設計要求自己選題,獨立進行需求分析、設計并編程實現(xiàn)
模仿案例按畢業(yè)設計要求自己選題,獨立分析、設計、實現(xiàn)、部署、測試
消化理解應用系統(tǒng)案例,并上機調試實現(xiàn)
在實踐教學過程中,采取以下措施來提高學生的操作能力。(1)采取集體講解與個別輔導相結合的教學方法,使絕大多數(shù)同學通過課內實驗較好的掌握基本分析、編碼和調試技能。(2)通過案例教學和簡單項目設計等形式,來提高學生的軟件設計與編程能力。(3)課內與課外實驗相結合,通過網上教學、開放實驗室、正確引導、激發(fā)學生上機實驗的積極性和興趣。(4)組織為期二周的專門的Java課程設計,聘請合作公司軟件工程師參與方案制訂和現(xiàn)場指導,實現(xiàn)校企對接,提高學生的綜合應用開發(fā)技能,使學生初步掌握簡單應用系統(tǒng)的設計開發(fā)方法。課程設計題目及要求在學期初公布,在集中設計前兩周選題,學生分組做好相關準備工作。課程設計題目要具有一定的實用性、可行性,難度與設計工作量適中,允許經指導老師批準學生自己擬題。
4.2校企合作,拓展實踐教學體系
(1) 校內實驗、實訓環(huán)境
建成了環(huán)境友好、軟硬齊備、性能優(yōu)良、協(xié)作開發(fā)的軟件開發(fā)實驗實訓室,安裝配置了Java系列開發(fā)平臺和工具、應用服務器和數(shù)據庫服務器等,實驗項目開出率達100%,其中有設計性和綜合性實驗的課程占整個實踐性課程的95%。此外,開放實驗室為完成課外實驗,培養(yǎng)學生自主探索性學習,為提高創(chuàng)新設計能力提供了基本條件保障。
(2) 校外實習、實訓基地
以“致用、實用”的應用型人才培養(yǎng)原則,面向出口,主動對接市場與企業(yè)需求,校企聯(lián)合創(chuàng)辦了包括美國杰普、廣州達內、長沙國軟等多層次的校外軟件開發(fā)實習、實訓基地,拓展了實踐教學體系。校企雙方在人才培養(yǎng)、科學研究、技術革新、技術開發(fā)、資源互補、認證培訓、學生就業(yè)等各個領域開展合作,為學生專項培訓、課程設計、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計提供了優(yōu)良的軟件開發(fā)條件,提高了畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。
5面向應用的教學方法和教學手段改革
5.1教學方法改革
(1) 基本教學方法貫穿整個教學活動
① 啟發(fā)式教學:可通過先果后因、分析提問、編程互動、程序調式等,啟發(fā)學生積極思考、分析、討論、參與,共同探尋解決問題的途徑、方法和答案,以激發(fā)學生學習興趣,增強學習主動性、積極性和創(chuàng)造性。可聯(lián)系實際打比喻使抽象概念具體形象化,如“類、對象、實例”可比“面、線、點”;對比分析看本質使機理明析化,如“接口與類”猶如“設計與實現(xiàn)”;運用UML使面向對象的思維科學化、設計思想可視化,如“類圖、對象圖、接口、時序圖”等在面向設計中的合理使用。
② 討論式教學:對于重點和難點內容,適當安排討論互動環(huán)節(jié)。如類的設計,從實例出發(fā),由學生思考討論,給出類的屬性和操作,由教師總結、修改和完善,達到預期效果。
③ 案例教學法:通過提出問題,給學生一些時間思考、討論待解決的問題,以更深入地展開學習,其實施過程有若干個角度。在課堂教學中適時引入恰當、有趣、易于說明問題的小范例,教師演示學生參與完成;以“大作業(yè)”的形式引進典型案例,基本概念的闡述和應用性操作圍繞該案例展開,自始至終貫穿整個教學過程;在課程設計、實驗實訓和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)中,對已有的案例進行剖析,模仿案例設計完成類似的應用系統(tǒng)開發(fā)。
④ 項目驅動教學法:是實施探究式教學模式的一種教學方法,以幫助學習者明確學習目標,根據項目需求來學習,由被動地接受知識轉變?yōu)橹鲃拥貙で笾R,是應用開發(fā)能力培養(yǎng)重要途徑。通過“提出項目、分析設計、編程測試,邊學邊用,總結完善”的過程,在項目情境教學中體現(xiàn)出面向應用、共同協(xié)作、互動創(chuàng)新、發(fā)揚個性的教學風格。具體實施設置在第三階段的實踐環(huán)節(jié),提前作好整體規(guī)劃、分組設計,然后學生演示、教師總結,使得群體思維與智慧為全體學生所共享。
(2) 多種教學方法的融合突破重點與難點,培養(yǎng)應用開發(fā)能力
① 對于基礎知識點采用“多媒體課件+啟法式+討論式教學法”相結合。即讓學生帶著問題,教師采用啟發(fā)式等方法借助多媒體課件完成重點、難點的突破。
② 針對應用技術知識點采用“多媒體課件+活代碼+案例教學+項目驅動法”相結合。即讓學生帶著任務,教師以活代碼通過案例或項目,借助多媒體課件培養(yǎng)學生應用開發(fā)能力培養(yǎng)。
(3) 引入雙主模式教學和研究式教學
① 雙主模式教學方法:在應用與提高部分的講授中,介紹開發(fā)企業(yè)級應用系統(tǒng)的一些高級編程,涉及到的知識點深、知識面寬,難度較大,主要在第三、四階段的實踐環(huán)節(jié)中進行操作。在這個過程中,教師的主導作用并非自始至終,其角色要從知識的傳遞者轉變到學生學習的促進者、組織者和指導者,學生更多的時候是在教師的幫助下進行主動的思考、探索與實踐。
② 研究式教學:方法一,在課程設計中,指導學生作小課題,要求學生設計、實現(xiàn)并調試成功某個小型應用系統(tǒng)。方法二,把課程教學與教師的科學研究有機地結合,即把一項規(guī)模較大的工程設計項目引進教學的全過程,鼓勵學生參與教師的研究項目,通過實踐獲取知識。
5.2教學手段的改革
課程組教師充分利用計算機學科在教學過程中的優(yōu)勢,在多媒體網絡教室或實驗室中進行互動的教學,以提高學生的實踐能力,激發(fā)學生的創(chuàng)造力。Java語言程序設計在線教學系統(tǒng)提供了集成化網絡教學平臺,開發(fā)了豐富的立體化教學資源,開設了學習論壇和網上答疑等互動教學。
注重應用動手能力,改革考試考核方式。除了常規(guī)理論考試之外,還通過機試、課程設計考試、答辯式考試等多種形式,使考教相融,學教互動。
逐步開設創(chuàng)新性實驗。在課程設計等環(huán)節(jié)中,設計難度、層次、技巧有所區(qū)別的研究性和開發(fā)性課題,引導和鼓勵學生進行自主開發(fā)。在第二課堂活動,開展程序設計競賽,培養(yǎng)學生利用Java語言進行程序設計的興趣,為后繼課程的開展作好充分準備。
6立足精品,加強課程建設
“Java程序設計”于2008年被學校評為校級精品課程,進一步優(yōu)化整合教學內容、革新教學方法、加強師資隊伍、網絡課程和教材建設。課程組主編的《Java程序設計教程》(武漢大學出版社,2008),加強了課程立體化教學資源建設,建成了Java程序設計在線教學系統(tǒng),開辟了網上答疑系統(tǒng)和Java技術論壇,為學生提供個性化學習空間。
面向應用修訂完善了相關專業(yè)培養(yǎng)方案、教學大綱、實驗大綱、考試大綱、考試考核辦法。研制了多媒體電子課件、實驗指導教程和試題庫,制作收集整理了大量的圖文聲像教學資料和開發(fā)案例,及時更新優(yōu)化教學內容,反映最新的Java應用技術水平與發(fā)展趨勢。這些擴充性資料既滿足課程教學的需要,又兼顧了學生課外自主學習的要求,深受學生的歡迎,效果良好。
7面向應用,加強“雙師型”隊伍建設
教師是教學改革的具體實踐者,師資隊伍建設是保障改革順利實施的關鍵。針對當前計算機技術發(fā)展快而教師教學任務重、缺乏提升自身業(yè)務水平機會的現(xiàn)狀和青年教師多的特點,特制定相應師資培養(yǎng)措施:(1)改善職稱結構,合理規(guī)劃、有計劃的選派青年教師攻讀博、碩士學位。目前課程組教師隊伍共12人,其中教授2人,副教授4人,講師6人;博士2人,碩士10人。(2)學術會議、課程進修。積極支持教師參加國內各種高質量的教學會議和學術會議,選派青年教師參加國內各種優(yōu)秀(精品)課程培訓,到校企合作單位,如上海杰普、廣州達內等輪崗培訓,確保教學與社會需求接軌,提升教師軟件開發(fā)水平和科研實力。(3)教研活動、集體備課。定期開展集體備課、聽課評課、示范公開課等多種形式的教學研討活動,由教學經驗豐富、教學效果優(yōu)秀的教師向青年教師傳授教學方法、教學規(guī)范、教學藝術,幫助青年教師練好教學基本功,提高
教學水平與能力。(4)傳幫帶、導師制。對首次開課的教師,由副教授以上教學經驗豐富的教師擔任其導師,指導備課、隨堂聽課、及時輔導,使之盡快掌握教學規(guī)律、站穩(wěn)講臺。通過上述措施,有效地提高了青年教師的教學水平和科研水平,“Java程序設計”課程教學團隊已經成長為一支結構合理,教學、學術水平高,勇于創(chuàng)新的教學隊伍。
8結論
經過本課程組幾年來的共同努力,面向應用,對“Java程序設計”教學實施了系列的改革和實踐,緊緊圍繞“一目標、二體系、三層次、四階段、可持續(xù)”,改革內容涉及理論教學、實踐教學和實習基地三大方面。通過改革,整合優(yōu)化了理論教學體系,強化了“三層次、四階段”實踐教學體系,加強了實習基地、教材與師資隊伍建設,適應了可持續(xù)面向應用的人才培養(yǎng)需要,實踐效果好,得到了學生和同行的好評,提高了學生的應用軟件設計開發(fā)能力,提升了學生的就業(yè)競爭力。配套的在線教學系統(tǒng)已在多門課中推廣應用,前景廣闊。
參考文獻:
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關鍵詞:多核技術;計算機教學;高職院校
中圖分類號:G642文獻標識碼:B
多核技術發(fā)展迅猛之勢已超出人們的預期想象,給計算機軟硬件設計理念和方法帶來重大變革。作為計算機應用人才培養(yǎng)重要基地的高職院校,如何在多核時代到來之初就開始探索計算機相關課程的革新,適應多核時代對計算機人才的需要,是一個新的挑戰(zhàn)。計算機教學觀念、計算機教學知識體系就應該根據多核技術發(fā)展走勢做相應的變化,例如教學觀念要從結構化和面向對象編程發(fā)展到多線程并行編程,教學課程從編程語言到軟件工程,從計算機組成到芯片設計,都可以引入多核技術。本文就教學觀念和編程語言類課程的影響進行了有益的探討。
1高職院校計算機專業(yè)課程體系的現(xiàn)狀
20多年間,中國職業(yè)教育已經成為世界上規(guī)模最大、人數(shù)最多、進步最快的職業(yè)教育體系:目前高職在校生人數(shù)在大學生中所占比例高達53%,總人數(shù)是1998年的6倍多。從1980年起步時期的區(qū)區(qū)13所,到2005年底的1091所,全國僅獨立設置的高職高專學校數(shù)量就增長了80多倍,幾乎所有的高職院校都有計算機專業(yè)或涉及計算機教育。如此之大規(guī)模,計算機教育必然給高職的教育質量帶來相應的高影響力和新課題。
由于辦學定位上的差別,高職計算機專業(yè)的教學自然不同于傳統(tǒng)的大學本科計算機專業(yè)的教學。高職計算機專業(yè)教學應以培養(yǎng)生產或服務一線的技術應用型人才為宗旨,專門性、實踐性應當是其課程設置的基本定位,應以工作能力(技術應用能力和職業(yè)素質)為主線來設計課程教學體系。其辦學特色是堅持根據市場和技術需求變化適時調整對學生的培養(yǎng)目標,特別要注意多核技術帶來的技術需求的變化,使得學生具有新技術的適應能力。
2007年7月23日,在新疆舉行的“全國高等院校計算機基礎教育”2007論壇暨全國高等院校計算機基礎教育研究會學術年會上,誕生了《中國高職院校計算機教育課程體系2007》。其英文譯名為China Vocational -Computing Curricula,簡稱CVC2007。封面為藍色,通常稱作高職藍皮書。它是我國高職院校計算機領域中第一個全面、系統(tǒng)的指導性文件,CVC2007要解決的問題是:高職計算機教
育應當遵循什么指導思想和辦學理念;當前面臨的形勢和需要解決的問題;依據什么原則去構建高職計算機教育的課程體系,并提供了計算機應用技術等七個專業(yè)的課程體系參考方案,現(xiàn)在大多數(shù)高職院校都按照該藍本進行相關計算機專業(yè)課程體系的設計。
多核時代的到來,多核技術的發(fā)展,使得大學計算機的教育面臨新的問題:在多核技術的影響下,計算機體系結構、操作系統(tǒng)、編譯技術和應用軟件的編程模型等都發(fā)生了較大的變化,大學計算機的教學需要跟上多核技術的腳步,做出有針對性的調整。國外的高校例如美國麻省理工學院、喬治亞理工學院等已經開始設置多核課程,通過新增課程或修改原有課程的教學內容,以適應多核計算技術帶來的變化。對國內的普通高校來說,教育部已聯(lián)合英特爾公司推出了“教育部―英特爾精品課程”,投入和支持一系列與多核課程相關的精品課程建設項目,推動了我國高校引入多核內容進行課程教學與建設。目前高職院校的相應工作比較滯后,CVC2007還未明確涉及多核技術,需要進行相應的修改和補充,以達到培養(yǎng)的學生具備在主流計算機硬件上進行多核技術應用和開發(fā)的能力,增強學生的就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力。因此,將多核技術納入到高職院校的課程體系中具有相當?shù)闹匾院途o迫性。
2多核帶來的影響
所謂雙核處理器,就是在一塊CPU基板上集成兩個處理器核心,并通過總線等互連技術,將各處理器核心連接起來。多核并不是一個新概念,現(xiàn)在的多核基本上指的是CMP(Chip Multi Processors,單芯片多處理器)類型,其實在RISC處理器領域早已實現(xiàn)。多核與單核的區(qū)別在于,前者可以讓程序真正地“同時”執(zhí)行,而不是多個進程輪流使用CPU,從而給用戶造成“多個程序正在同時執(zhí)行”的假象。以前,通常是依賴CPU時鐘頻率的提升來提高CPU的性能。然而普通單核心處理器的頻率難于進一步提升,性能也無法有質的飛躍。由于時鐘頻率高,功率消耗大,溫度升也高,機器易發(fā)生故障和老化,英特爾公司在3.8GHz的產品以后只得宣布停止4GHz的產品計劃。
因此,處理器全面轉向多核體系,CPU內部開始出現(xiàn)了兩個、四個甚至更多的內核。
由于是底層的計算平臺正在發(fā)生變化,因此IT領域從業(yè)人員,不僅僅是開發(fā)者,包括需求分析人員、設計者、程序員和測試者,都在工作時要考慮到并行帶來的影響。作為高職院校的計算機教育工作者,要考慮到技術變化所帶來的技術需求的變化,以適應高職院校培養(yǎng)人才的需求。為此,本文僅就多核對計算機專業(yè)的教學觀念和編程語言課程的影響進行了初步探討。
2.1并行設計思想的引入
多核的流行和普及,使程序中可以有多個線程真正地“同時”運行,也就是并行執(zhí)行。如果說第一代是過程化和結構化編程,第二代是面向對象編程,那么現(xiàn)在到了第三代多線程并行編程。能不能把多線程并行化的工作完全交給操作系統(tǒng)和編譯器呢?這是一個充滿誘惑力的前景。我們認為并行化的工作現(xiàn)在無法自動實現(xiàn),未來也只能在一定程度上有所緩解,而不可能全部交由機器完成。因此,在教學觀念上,需要建立并行設計的思想和掌握并行編程模式,需要增設課程或在相關課程中加入Foster的PCAM并行設計方法學和多種的并行編程模式。面對多核,需要建立新的思維方式,就像當年從過程化編程過渡到面向對象編程時所做的那樣。
2.2編程語言課程的影響
高職院校在教學計劃中大多都安排C和Java語言這兩門課,過去主要是體現(xiàn)的是單線程串行程序設計模式、結構化與面向對象的設計思想,現(xiàn)在面對多核處理器,需要在并行觀念的基礎上進行并行編程,因此需要對C和Java語言課進行內容的調整和補充。C和Java語言都具有良好的并行程序設計支持的功能,可以在課程中適當?shù)剡M行補充。如C語言的OpenMP和MPI庫分別支持共享存儲和分布存儲編程模式,其多線程庫也支持多線程并行。Java有很好的多線程編程功能,其代號為Tiger的Java 5的java.util.concurrent包的出現(xiàn),可以使用低層機器指令取代鎖,精化了互斥訪問的粒度,提高了系統(tǒng)的可伸縮性和活性。
設計一個好的并行編程應用系統(tǒng)是困難的,設計者不僅僅要了解語言的并行功能部分,重要的是還要掌握和理解并行設計思想。設計者要面對的一個挑戰(zhàn)是任務劃分和數(shù)據分解,要盡可能地讓每個任務在執(zhí)行時只使用自己的數(shù)據。如果不同的線程要共享數(shù)據,問題將迅速變得復雜,同時并行程序的測試與調試也會更加困難。不久前,當有人問C#之父Anders Hejlsberg“未來幾年內語言的發(fā)展方向在何處”時,Anders表示“要處理好多核的問題,并提供一個更好的并發(fā)模型”。Erlang語言最近也受到越來越多的關注,這說明人們迫切需要一個強大而又充分簡單的工具來解決并發(fā)編程的挑戰(zhàn)。
3應對的措施和改革
由于學生就業(yè)有“滯后性”的特點,而教學設計必須具有“前瞻性”,這樣才能適應由于技術變化帶來的人才市場需求變化。因此,多核相關課程教學的開展和引入多核技術是現(xiàn)實的必然,而且是早行動早受益。開展多核技術的教學需要在教材、教學內容、教學計劃等方面進行相應的調整,更重要的是教師培訓必須先行一步。
3.1教師培訓
教師是多核技術傳授的關鍵,只有教師自己掌握了多核技術的相關知識,才能組織好對學生的培養(yǎng)和教學工作。目前與多核相關的一些并行課程,也只有在國內少數(shù)高校才開設,高職院校的教師普遍缺乏這方面的知識,我們的教師應盡快地接受必要的培訓,與時俱進,更新知識,只有教師早行動,學生才能早受益。多核技術的教師培訓也可以采用送出去和請進來相結合的辦法,送教師到相關院校學習和參加英特爾公司的大學課程計劃培訓班,也可以請一些專家教授到學院進行專題講座。另外,通過組織多核技術的研究小組,使教師迅速掌握多核技術領域的最新技術和研究前沿。
3.2課程和教材改革
多核課程的開設,可以使學生對多核計算技術與應用有一個全面深入的認識,完善學生的知識結構,以更好適應未來的計算機技術及其應用的發(fā)展與革新。將多核技術引入計算機專業(yè)教學課程體系可以有兩種方式:一種為單獨開設課程,一種為改造現(xiàn)有課程。單獨開設課程,需要高水平的教師及適合高職院校的優(yōu)秀教材,這種方式現(xiàn)階段較難實行;對現(xiàn)有課程的改造和擴充比較切實可行,我們可以首先對C和Java編程語言課進行示范,將并行設計思想融合到這些課程中。另外,此前教育部聯(lián)合英特爾公司推出了“教育部―英特爾精品課程”,支持了一系列與多核課程相關的精品課程建設項目,我們可以引入和借鑒這類多核課程及教材。
3.3實驗環(huán)境建立
建立多核技術課程的實驗環(huán)境是必備和必需的。目前的臺式機和筆記本都是雙核以上的多核環(huán)境,開展多核計算硬件條件基本不成問題;軟件方面像OpenMP、MPI、Pthread等都有一些開源資源,可以實現(xiàn)共享式存儲計算和分布式存儲計算。對于某些系統(tǒng)環(huán)境需要進行購置和添加,如Intel的多核計算環(huán)境,包括C編譯器、數(shù)學庫、測試和分析工具等。
4結束語
目前多核計算機系統(tǒng)已普及,需要我們高職院校的多核技術教育及時跟上發(fā)展潮流,為學生提供最前沿的信息和知識,適時地為社會培養(yǎng)出滿足市場技術需求的人才。希望通過我們的多核課程,學生能了解流行的多核硬件平臺,掌握多核編程和程序評測、調優(yōu)技能,具有扎實的動手實踐能力,為將來在無處不在的多核應用領域工作打好扎實的基礎。
參考文獻:
[1] 中國高等職業(yè)院校計算機教育改革課題研究組. 中國高職院校計算機教育課程體系2007[M]. 北京:中國鐵道出版社,2007.
關鍵詞： 需求導向； 應用型人才培養(yǎng)； Java教學； 課程體系； 實踐教學
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）11-66-04
0 引言
隨著計算機網絡和移動互聯(lián)網的發(fā)展，Java已成為21世紀首選的主流應用程序開發(fā)語言[1]，Java軟件工程師也因此成為近年來社會急需的軟件開發(fā)人才。據著名的TIOBE世界編程語言排行榜的數(shù)據顯示，自2001年以來，Java語言就幾乎一直占據著所有熱門編程語言排行的榜首。同時，IDC市場研究公司的統(tǒng)計數(shù)據也顯示，在所有軟件開發(fā)類人才的需求中，Java軟件工程師的需求量最大，占到了總需求量的60%以上。根據2012年IT軟件行業(yè)就業(yè)情況調查結果，2012年我國Java軟件工程師的缺口就已高達20萬。
針對Java軟件開發(fā)人才緊缺的現(xiàn)象，浙江大學城市學院設置了基于需求導向、以Java能力培養(yǎng)為核心的Java應用開發(fā)專業(yè)方向，將培養(yǎng)符合社會需求的Java應用型人才作為首要任務，根據計算機學科、產業(yè)發(fā)展和人才需求市場探索新的培養(yǎng)模式，建立符合Java應用型人才培養(yǎng)要求的課程體系，積極引入校企合作，強調理論與實踐并重，提升學生應用Java技術解決實際問題的能力，從而保證人才培養(yǎng)的質量。
1 Java應用型人才培養(yǎng)模式探索
1.1 設置需求導向的專業(yè)方向
浙江大學城市學院早在2004年就開設了Java應用開發(fā)專業(yè)方向，該方向的培養(yǎng)目標為：緊密結合飛速發(fā)展的Java技術，切實培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，掌握自然科學基礎知識、計算機科學基礎理論、計算機網絡應用知識，具有Java軟件開發(fā)和網絡應用實踐的基本經驗，并具備良好的外語運用能力，能適應科學技術進步和社會需求變化的高素質應用型Java專門人才[2]。
Java應用開發(fā)專業(yè)方向的設置，堅持“以社會需求為導向，與IT行業(yè)發(fā)展接軌”的原則，跟蹤Java技術的發(fā)展前沿，不斷完善Java教學的課程體系，在打好Java編程基礎的前提下，注重與企業(yè)開發(fā)實際相結合。學生通過Java應用開發(fā)方向的學習，畢業(yè)后能夠從事相關的Java平臺軟件開發(fā)和應用工作，如Java企業(yè)應用開發(fā)、Java前端開發(fā)和Java移動應用開發(fā)等。
Java應用開發(fā)方向的設置按照專業(yè)方向分類培養(yǎng)的思路[3]，設計了基礎和方向相結合的知識體系和課程體系，強調“核心穩(wěn)定、方向靈活”，專業(yè)方向課程的設置具有多樣性、開放性和靈活性。所有的專業(yè)方向課程分為基礎課程、專業(yè)課程和方向課程等三類。基礎課程包括通識基礎課程和大類基礎課程，奠定終身學習的基礎；專業(yè)課程為計算機專業(yè)所有方向的必修課程，用以夯實專業(yè)功底；方向課程則涵蓋了Java應用開發(fā)知識體系中的主要核心知識單元，凸顯專業(yè)方向特色?；A課程和專業(yè)課程通常在一、二年級開設，方向課程主要在三年級開設。基礎課程、專業(yè)課程和方向課程覆蓋知識體系中的全部核心單元，也包括計算機發(fā)展前沿等選修內容。最后大四年級進行畢業(yè)實習和畢業(yè)設計，使學生有更多的時間參與實際項目應用，在實踐中提高分析問題和解決問題的綜合能力。
Java應用開發(fā)專業(yè)方向的課程計劃設置如圖1所示，要求最低畢業(yè)總學分為165學分，其中方向課程為15學分。
1.2 建立面向應用的課程體系
課程體系的構建與專業(yè)方向的建設緊密相關[4]，浙江大學城市學院計算機專業(yè)按照面向應用需求的“逆推”方法，根據對企業(yè)用人的崗位調研以及對畢業(yè)生跟蹤調查的反饋信息，從Java應用開發(fā)專業(yè)方向畢業(yè)生應具備和掌握的能力與知識出發(fā)，把握專業(yè)基礎課和專業(yè)方向課的設置和銜接，并充分考慮學生的自我發(fā)展能力和職業(yè)技能，建立了符合應用型人才培養(yǎng)要求的課程體系。
目前，Java應用開發(fā)方向已形成一個較為穩(wěn)定、彰顯特色的專業(yè)方向課程群，由Java高級程序設計、數(shù)據庫系統(tǒng)應用與管理、軟件工程與數(shù)據庫課程設計、軟件開發(fā)規(guī)范、J2EE架構和應用開發(fā)、J2ME與移動應用開發(fā)和J2EE應用課程設計共七門課程組成。這些課程有著不同的課程目標，既相互獨立，又銜接緊密，共同構成了培養(yǎng)Java軟件開發(fā)應用型人才的課程體系。這七門課程涵蓋了Java技術的主要應用領域，為學生搭建了一個關于Java技術相對完整的理論知識體系和實踐能力體系。
Java應用開發(fā)方向設計的課程群見表1。
1.3 實施五位一體的實踐教學環(huán)節(jié)
Java應用開發(fā)方向具有實踐性非常強的顯著特點，在Java應用型人才的培養(yǎng)過程中，我們實施了包括課程設計、短學期實訓、學科競賽、企業(yè)培訓和畢業(yè)實習/畢業(yè)設計等五位一體的Java實踐教學環(huán)節(jié)，強調注重核心能力培養(yǎng)，積極引入校企合作模式，開展了教學理念、教學內容、教學方法、教學手段以及教材建設等各個方面的改革與實踐。
在Java應用開發(fā)方向的建設中，實踐教學既是專業(yè)課程教學的重要組成部分，也是培養(yǎng)綜合應用能力的重要環(huán)節(jié)[5]。通過實施五位一體的實踐教學，可以達到訓練技能、激勵創(chuàng)新的目的，也能夠培養(yǎng)學生的團隊精神和綜合素質，使得該方向的學生不僅具有扎實的計算機基礎理論、突出的工程實踐能力和良好的科學研究素質，還具備從事計算機系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)，網絡應用的部署、集成、管理等綜合能力，能夠勝任Java軟件的研發(fā)和應用。
⑴ 基于項目開發(fā)的課程設計
基于項目開發(fā)的綜合課程設計是Java應用開發(fā)專業(yè)方向建設中一項重要的實踐教學環(huán)節(jié)，對于學生實踐能力的提升具有明顯的作用。課程設計綜合了Java應用開發(fā)專業(yè)方向的多門相關課程，能夠達到激活學生綜合應用與研究創(chuàng)新能力的目的。
典型的課程設計包括J2EE應用課程設計、軟件工程與數(shù)據庫課程設計等。例如J2EE應用課程設計要求學生掌握基于Web的大型應用軟件系統(tǒng)的架構設計方法，融合軟件工程、面向對象程序設計和數(shù)據庫設計等思想，利用J2EE平臺以及MVC模式，結合主流數(shù)據庫系統(tǒng)（如Oracle、SQL Server等）和主流框架（如Struts、Hibernate等），完成一個大型B/S架構的應用軟件項目的設計、開發(fā)，并能在異構系統(tǒng)上進行部署、測試和性能優(yōu)化。通過該課程設計，可以培養(yǎng)學生能夠對J2EE架構和應用開發(fā)、數(shù)據庫系統(tǒng)應用與管理和軟件開發(fā)規(guī)范等多門課程進行綜合的專業(yè)知識分析，并提高其解決實際問題的能力。
⑵ 基于技能培養(yǎng)的短學期實訓
除與多門課程相結合的課程設計外，Java應用開發(fā)方向還單獨開設了短學期實訓的實踐環(huán)節(jié)。短學期實訓要求學生綜合多種知識和技術，通常在大二、大三暑期利用兩個星期的時間合作進行。
短學期實訓緊密結合專業(yè)方向的培養(yǎng)目標，與傳統(tǒng)的課堂教學模式不同，采用的是完全實驗室講授的方式，由雙師型教師或企業(yè)講師進行指導，強調邊講邊練，引入教師研發(fā)的實際項目或企業(yè)開發(fā)的真實案例，讓學生采取團隊合作的方式，全程模擬企業(yè)開發(fā)流程，真正參與到項目的實際開發(fā)過程中，從模仿別人再到自己創(chuàng)造，使得學生能及時融會貫通所學知識，切實培養(yǎng)和提高動手能力，從而更好的掌握應用技能。
⑶ 基于激勵創(chuàng)新的學科競賽
學科競賽是Java應用開發(fā)方向的另一實踐教學環(huán)節(jié)，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣，而且還能培養(yǎng)學生的自主學習和研究創(chuàng)新能力。
目前，Java應用開發(fā)方向學生可以參加的學科競賽種類多樣，與專業(yè)方向課程的學習密切相關，例如ACM程序設計競賽、電子商務競賽、多媒體設計競賽、大學生服務外包創(chuàng)新應用大賽和Android應用開發(fā)設計大賽等。同時，專業(yè)方向還通過開設競賽討論班、建設競賽網站等多種方式，鼓勵學生積極參與學科競賽，開展自主研究性學習，激活創(chuàng)新精神，涌現(xiàn)出了一大批競賽成績優(yōu)異、專業(yè)能力突出的學生。
⑷ 基于產學研合作的企業(yè)培訓
培養(yǎng)合格的Java應用型人才，還需要企業(yè)公司的積極參與，企業(yè)培訓是Java應用開發(fā)方向實踐教學環(huán)節(jié)的一個重要補充。通過產學研合作，引入著名軟件企業(yè)，建立校企聯(lián)合實訓基地，使企業(yè)參與到Java軟件人才的培養(yǎng)過程，可以增強Java人才培養(yǎng)的適應性和實用性，縮小人才培養(yǎng)和社會需求之間的距離，還能實現(xiàn)企業(yè)、學校和學生的多贏局面。
根據Java軟件人才的社會需求和特點，Java應用開發(fā)方向已與浙大網新集團、快威科技集團等知名企業(yè)合作，建立實訓基地，進行Java軟件人才的聯(lián)合培養(yǎng)。實訓基地建立了真實企業(yè)開發(fā)環(huán)境和文化氛圍，引入企業(yè)管理模式培養(yǎng)學生職業(yè)素質，實訓的項目都來自真實的企業(yè)項目。同時，還與文達、新東方、恒天等專業(yè)培訓機構合作，共同開展Java培訓，進行Java專業(yè)人才的培養(yǎng)和輸送，通過企業(yè)培訓的學生到軟件開發(fā)公司就業(yè)后，就能直接加入實際項目的開發(fā)。
⑸ 基于工程實踐的畢業(yè)實習/畢業(yè)設計
畢業(yè)實習/畢業(yè)設計是Java實踐教學的一個核心環(huán)節(jié)，畢業(yè)設計通常和畢業(yè)實習相結合，畢業(yè)實習/畢業(yè)設計的內容以工程項目實踐為主。
畢業(yè)實習/畢業(yè)設計主要強調實踐性，鼓勵學生的畢業(yè)設計題目來自于教師或實習企業(yè)的實際工程項目。學生在畢業(yè)實習期間，可以自主選擇參加教師的科研項目、到IT企業(yè)參與項目開發(fā)實習，或者到校企合作建立的實訓基地進行實訓。每個學生的畢業(yè)設計都有明確、具體的目標任務，要求一人一題，畢業(yè)設計的指導工作以全職教師為主，同時也引入企業(yè)優(yōu)秀技術人員的參與。畢業(yè)實習和畢業(yè)設計的銜接非常緊密，通過大四一個學年的實戰(zhàn)演練，學生能夠積累豐富的實際項目經驗，從而為勝任今后的就業(yè)工作崗位打下良好的基礎。
2 Java應用型人才培養(yǎng)實踐成果
經過長期的研究與探索，浙江大學城市學院計算機專業(yè)實施基于需求導向的Java應用型人才培養(yǎng)模式，已經取得了良好的成效。
Java應用開發(fā)專業(yè)方向自開設以來，一直是計算機專業(yè)學生選擇最熱門的方向。到目前為止，共有8屆600多名該方向的學生順利畢業(yè)，畢業(yè)生的歷年就業(yè)率均在96%以上，尤其是2012屆有近一半計算機專業(yè)學生選擇了Java應用開發(fā)方向，就業(yè)率達到100%。采用Java技術平臺進行畢業(yè)設計的學生所獲得的畢業(yè)設計成績總體上明顯高于其他學生，畢業(yè)學生中有相當一部分進入淘寶、亞信、浙大網新等知名IT企業(yè)工作。從企業(yè)反饋的情況看，用人單位對畢業(yè)生工作能力的總體評價較高，畢業(yè)學生受到了這些用人單位的普遍歡迎。
近年來，Java應用開發(fā)專業(yè)方向與企業(yè)合作，共開辦14期外包軟件人才培訓，培訓學生350多名，其中95%直接進入外包軟件公司工作，滿足了社會對軟件外包人才的需求，2011年，計算機專業(yè)被確立為浙江省計算機類專業(yè)培養(yǎng)服務外包人才試點專業(yè)。
Java應用型人才培養(yǎng)模式的探索也取得了顯著的成果。2011年，Java應用開發(fā)專業(yè)方向被列為浙江大學城市學院特色專業(yè)方向，專業(yè)方向中的核心課程J2EE架構與應用開發(fā)被列為城市學院精品課程，該課程主講教師主編的教材《Java企業(yè)級應用開發(fā)》被立項為浙江省科協(xié)“育才工程”資助項目和杭州市“育才工程”資助項目，由高等教育出版社出版發(fā)行。研究成果“需求驅動的計算機專業(yè)Java應用型人才培養(yǎng)探索與實踐”項目獲2010年杭州市優(yōu)秀教改成果獎二等獎，“以社會需求為導向的計算機專業(yè)Java應用型人才培養(yǎng)研究與實踐”項目獲2011年浙江大學城市學院教學成果獎二等獎。
3 結束語
浙江大學城市學院計算機專業(yè)通過探索Java應用型人才培養(yǎng)的模式，設置需求導向的Java應用開發(fā)專業(yè)方向，建立面向應用的課程體系，并實施五位一體的實踐教學環(huán)節(jié)，取得了一系列顯著的成效。該專業(yè)方向的教學不僅增強了學生的實踐應用能力，也明顯提高了學生的就業(yè)競爭力。接下來，我們將進一步深入調研社會需求，把握Java技術的最新發(fā)展趨勢，繼續(xù)完善Java應用型人才的培養(yǎng)機制。
參考文獻：
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隨著網絡技術的發(fā)展，基于WEB應用開發(fā)越來越廣泛，社會對WEB開發(fā)技術人員的需求也日益迫切，WEB崗位人才缺口嚴重。WEB開發(fā)作為計算機網絡技術專業(yè)的一個培養(yǎng)方向，相關專業(yè)課程及實訓的重要性日益凸顯，建設“教學做一體化”的WEB開發(fā)實訓室，構建“學中做、做中學”的教學環(huán)境，是適應就業(yè)崗位對學生職業(yè)能力的要求，實現(xiàn)培養(yǎng)高端技能型人才培養(yǎng)目標的重要舉措。
1 建立WEB開發(fā)實訓室的必要性
目前網絡技術專業(yè)部分專業(yè)素質課程主要是課堂面授+上機實踐，這種傳統(tǒng)的教學模式不僅難以增強對相關理論的深刻理解和融會貫通，而且難以激發(fā)主動創(chuàng)新的精神，這導致理論與實踐沒有融為一體，影響教學效果。因此，通過整合理論課程與實踐課程形成模塊化課程體系，使多模塊有機結合，最終形成連貫、系統(tǒng)和完整的教學體系，建立融理論教學與實訓教學為一體的“理論與實訓一體化”教學模式，是提高人才培養(yǎng)質量的要求?！袄碚撆c實訓一體化”教學模式的實施，需要硬件條件的支撐。
網絡技術專業(yè)的核心課程Web開發(fā)技術是一門應用性很強的學科，需要在實踐中體會。但網絡公司更愿意接受有經驗的學生實習，所以有自己的實踐教學環(huán)境是很有必要的，這將使學生畢業(yè)時更適應企業(yè)的工作環(huán)境。
Web開發(fā)項目規(guī)模越來越大，高效率的多人協(xié)作開發(fā)，依賴于團隊精神，協(xié)同開發(fā)是重要基石。WEB開發(fā)實訓室設計6人一組，分組實施，能增強學生的團隊意識和協(xié)調能力。培養(yǎng)學生的團隊精神、整體架構的把握能力，高效完成各種課程設計及相關項目。
鑒于以上幾點，高職院校中網絡技術專業(yè)建設WEB開發(fā)實訓室是必要的。
2 WEB開發(fā)實訓室的建設中注意的幾點問題
根據我們的調研及建設實踐，在建設Web開發(fā)實訓室中應注意幾個方面的問題。一是，充分利用已有的資源，立足于自主開發(fā)建設，以降低建設成本。充分利用學院已有教學資源，這里主要是由Web開發(fā)課程授課教師直接參與實訓室建設。本專業(yè)教師已經在數(shù)據庫、程序設計、靜態(tài)網站開發(fā)、動態(tài)網站開發(fā)等方面有較強的能力，通過專業(yè)教師的直接參與可以增強教師的實踐水平，還可以增強教師對實踐教學環(huán)節(jié)的掌控能力。二是，實訓室計算機的配置不能太低，軟件選擇最流行、使用面最廣，須放在3-5年的時間內不能太落后的思想上，同時保證在此期間內能很好的滿足專業(yè)課的順利進行。三是同時具備網絡操作系統(tǒng)，網絡數(shù)據庫實訓要求，實訓室教師機和學生機安裝雙操作系統(tǒng)，windows xp和Linux，能夠為網絡操作系統(tǒng)（Linux）實訓，也可以提供Linux培訓和認證考試。
3 WEB開發(fā)實訓室的主要功能
該實訓室可以承擔《網頁設計與制作》、《Java程序設計》、《基于Java的Web應用開發(fā)》、《平面設計與制作》、《JSP程序設計》、《ASP.NET程序設計》《數(shù)據庫構建與管理》《網絡操作系統(tǒng)（Linux）》等專業(yè)課程，以及《C語言程序設計》綜合實訓、《Visual Basic程序設計》綜合實訓、《JAVA程序設計》綜合實訓、《ASP.NET程序設計》綜合實訓、《軟件測試》綜合實訓等課程綜合實訓?？砷_設C語言程序設計、Visual Basic程序設計、JAVA程序設計、JSP程序設計、ASP.NET程序設計、C#程序設計、C語言程序設計綜合實訓、Visual Basic程序設計綜合實訓、JAVA程序設計綜合實訓、C#程序設計綜合實訓、軟件測試綜合實訓、網頁設計與制作、基于Java的Web應用開發(fā)等實訓項目。除此之外，還可面向學生和社會開展職業(yè)能力培訓內容，主要有：網站建設與動態(tài)網頁制作及訓練、中小型企業(yè)網構建、Web應用（網絡編程）設計與數(shù)據庫應用技術、網站建設、管理與網絡信息安全項目、數(shù)據庫高級管理與維護技術、.NET企業(yè)級應用開發(fā)、J2EE企業(yè)級應用開發(fā)技術、軟件測試與技術等。
4 Web開發(fā)實訓室建設基本要求
Web開發(fā)實訓室的硬件設備主要有：學生計算機、教師計算機、服務器、UPS、交換機、NAS網絡存儲、機房監(jiān)控與管理系統(tǒng)、攝像機、無限路由器等，其中NAS網絡存儲的型號為型號：EMC VNXE3100。軟件方面的要求是，教師機：網絡三劍客、Eclipse、MySQL、Apache2、PHP5、Office2003、EditPlus、jdk、Visual Studio2010、NET、MyElispe、tomcat7、SQLServer2008、多媒體教學軟件（服務端）等；學生機：網絡三劍客、Eclipse、MySQL、Apache2、PHP5、Office2003、EditPlus、JDK、Visual Studio2010、.NET、MyElispe、tomcat7、SQLServer2008、多媒體教學軟件等。Web開發(fā)實訓室網絡環(huán)境的配置為：一是，按著網絡拓撲圖將教師機、學生機、數(shù)據庫服務器、應用服務器連接起來，網絡設備與計算機之間采用標準RJ-45形式連接；二是，采用固定IP的方式來實現(xiàn)教師機、學生機、數(shù)據庫服務器、應用服務器之間的互訪；三是，預留部分信息點，為自帶筆記本教師和學生用。
