CDIO理念在J2EE开发基础课程中的运用

2017-09-15王云泽邱晓丽

河北传媒研究 2017年3期

关键词：职业道德知识点考核

王云泽邱晓丽李艳

（河北传媒学院，河北石家庄 051430）

CDIO理念在J2EE开发基础课程中的运用

王云泽邱晓丽李艳

（河北传媒学院，河北石家庄 051430）

CDIO是先进的工程教育理念，J2EE开发基础是软件工程专业重要的核心课程，针对当前该课程教学中存在的问题，将CDIO理念运用到该课程中。CDIO的4个能力与J2EE培养目标一一对应，因此可以从理论教学、实践教学和考核方式等三方面构建符合CDIO理念的教学方式，通过明确核心知识点和案例驱动加强和巩固学生的基础知识和专业技能，通过项目式教学培养学生的职业技能、人际关系和团队协作能力，并且将职业道德素质作为非常重要的个人能力在教学过程中有效渗透，以达到提升其工程能力和综合素质的目标。

CDIO；J2EE；教学改革；职业道德

一、引言

“J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition，Java 2平台企业版)开发基础”课程(以下简称J2EE课程)是计算机科学与技术专业的核心课程，是Java、静态网站设计、软件工程和关系数据库等课程综合应用的一门综合性课程，也是学生毕业后适应软件企业需求的重要课程，因此这门课程对于学生的综合知识的运用有着较高的要求[1]。它不仅要求学生了解和掌握J2EE的基础知识和相关技术，更重要的是要求学生具备较强的实践动手能力，与网页网站设计师和软件设计师等岗位对接。如果采用传统的教学方式授课，学生的学习热情容易减退，达不到教学要求。针对J2EE课程的特点，同时为满足软件行业人才的需求，应用CDIO工程教育模式对该课程进行相应的教学改革，坚持以知识培养为基础、能力培养为本位的教学理念，有利于达成着重培养学生基于网络的开发思想、实际动手能力、职业技能、职业道德、团队精神和综合素质的目的。

二、CDIO工程教育模式的基本内容

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，2000年起由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学组成的跨国研究机构在Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元的巨额资助下展开研究。经过4年的探索研究，形成了CDIO工程教育模式和理念，并于2004年成立了以CDIO命名的国际合作组织[2]。

CDIO四个字母分别代表构思 (Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)与运行(Operate)，是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现[3]。

CDIO以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO工程教育研究的基本理论成果就是CDIO大纲。它是工程师应具备的知识与技能的规格说明，如图1所示。在CDIO标准中，CDIO的技能常常被概括为“个人的、人与人之间的、构建产品以及系统的技术”。这个系统工程对个人的基础与专业知识技能、个人能力(包括个人职业技能和个人职业道德修养)、人际交往和团队合作能力、工程系统综合能力提出了要求[4]。

三、J2EE课程教学中存在的问题

为什么要在J2EE课程教学中引入CDIO工程教育模式呢？这首先要从J2EE课程教学中存在的问题说起。

（一）重理论轻实践

在该课程的教学过程中，教师往往侧重于讲解书本上的知识点，且采用“一言堂”的教学方式，没有把编程算法和软件设计作为教学的主线，很少注重动手实践，使学生的学习处于一种被动的状态。学生普遍感觉J2EE的技术抽象难以理解，即使课堂上似乎听明白了，因没有一个可供立刻验证的实践平台，其掌握程度浮于表面，并不能真正理解。

（二）实践教学流于形式

尽管教师会安排课余上机或布置书面作业，让学生进行训练，但由于学生知识层次差异，底子薄，缺乏自学能力和实践动手能力，部分学生上机实验流于形式，没有真正将理论知识和上机实践有效地结合起来，对上机实验作业通常是敷衍了事，达不到通过实践提高编程能力的预想目的。久而久之学生的编程兴趣和信心减退，逐渐产生了厌烦学习的情绪。

（三）课程考核偏重知识

课程考核通常采用规范化、标准化的试卷笔试，以学生知识学习成绩的高低来评价学生对教学内容掌握程度。同时，考核内容结构不合理，基础知识所占比重大，程序设计类题型所占比重小，对实践能力的考评弱化。

鉴于教学过程中存在的问题，迫切要求将CDIO工程教育模式引入J2EE课程教学过程中。

四、CDIO提出的4个能力与J2EE培养目标存在对应关系

CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为4个，分别为基础与专业知识技能、个人能力(包括个人职业技能和个人职业道德修养)、人际交往和团队合作能力、工程系统综合能力。 CDIO培养大纲要求以综合的培养方式使学生在这4个层面达到预定目标[5]，实践表明，按此培养模式培养的学生深受IT界的欢迎。

J2EE课程的教学目标，是通过教学，使学生能够利用Java语言进行基于网络的程序分析与设计。此目标又可细分为4个子目标，分别是知识目标、能力目标、专业素质目标和工程师目标。知识目标是学生能够掌握J2EE技术的基础知识，如JSP(Java Server Pages，Java 服务器页面)、Servlet(小服务程序)、JavaBean(Java 类)、JDBC(Java Data Base Connectivity，Java数据库连接)等基本技术的相关知识；能力目标是能熟练使用IDE环境(Integrated Development Environment，集成开发环境)如Eclipse、MyEclipse，结合数据库进行简单的基于网络的软件开发，并在开发过程中具备良好的职业技能和职业道德；专业素质目标是养成科学规范的编程风格，具备良好的团队合作精神；工程师目标是具有综合的工程思维和能力以及软件的分析与设计能力，从而具备项目管理的能力。

图1 CDIO知识与技能的规格

通过J2EE课程的4个教学目标与CDIO的4个能力对比可以发现，二者具有一一对应的关系，即J2EE课程的知识目标的培养与CDIO的工程基础知识技能对应，J2EE课程的能力目标培养与CDIO的个人能力对应，J2EE课程的专业素质目标培养与CDIO的人际交往和团队合作能力对应，J2EE课程的工程师目标培养与CDIO的工程系统综合能力对应，对应模型如图2所示。

这种对应关系，使J2EE课程教学具有引入和应用CDIO工程教育模式的客观可能。

五、基于CDIO工程教育理念的J2EE课程教学改革措施

J2EE课程的主要教学环节是理论教学和实践教学，教学效果的主要评价办法是课程考核。根据J2EE课程教学目标，结合CDIO工程教育理念，须着重对J2EE课程的理论教学、实践教学、课程考核等3个方面进行改革，以达到J2EE技术人才须具备CDIO 4个能力的要求。

（一）J2EE课程的理论教学改革

通过理论教学改革，达到J2EE课程的知识教学目标，即达到 CDIO的工程基础知识目标，同时，针对上文提出的教师教学方面和学生学习方面的问题，教学改革应主要采取以案例为依托进行教学内容的设计。须重点抓住两个环节。

首先，应明确J2EE课程的核心知识点。J2EE课程的知识点很多并且非常琐碎，在有限的教学时间内要求学生对每个知识点面面俱到地掌握是非常困难的。因此，应该从庞杂的知识点中寻找普遍规律，找出它的核心知识点，帮助学生在有限的时间内掌握这些知识点，为学生在后续课程中迅速领略新的程序设计技术奠定基础。经过多年教学和开发实践，笔者主张，该课程的核心知识点应以模块的方式予以划分和确定，可分为Servlet模块、JSP模块、JavaBean模块和JDBC模块。

其次，以案例教学牵引教学方法改革。在授课过程中，采用案例教学的方法，贯彻“学中做、做中练、练中会”的教学理念，淡化理论课与实践课之间的区别，像IT培训企业一样，在多媒体实验室讲授知识点。教师将“学生信息管理系统”的增量式开发作为组织内容的主线，以这条主线串接各个理论知识点，强调知识点间的关联以及知识点与实际工程项目的关联；知识点授课完成后，引导和组织学生进入实战演练环节，此环节主要针对本节课教师授课知识点进行课堂练习，帮助学生逐步了解“怎么做更好”，让学生通过每个案例的“整体、连续”的行动过程，使学生的动手能力逐步提高[6]。

（二）J2EE课程实践教学的新模式

J2EE课程的实践教学环节可安排在全部理论课程学习完成之后进行，较为适宜的是在课程教学的最后两周。采用模拟开发企业项目的方式，达到J2EE的职业技能素养培养目标，亦即达到CDIO的工程系统能力培养目标。在项目实践的具体实施过程中，可主要分为5个环节或阶段。

第一个环节是将学生分组。首先让学生自由结合组成项目小组，较适宜的是每5人一个小组，每组推选出一名组长。教师根据实际情况进行适当调整，保证每组好、中、差学生搭配合理。

图2 CDIO4个能力与J2EE课程培养目标对应模型

第二个环节是选题及分工。每组学生根据自己的兴趣和能力模拟开发一个真实的软件系统。可以在老师推荐的题目中任选其一，也可以提出自己的想法，由教师对其评估后确定自选题目。组内成员在完成一个项目时，须合理分工，每个人完成相应的任务。学生在项目的开发过程中分别扮演不同的角色，以此加强与他人的交流，从而培养学生的团队协作能力。

第三个环节是开题答辩。在正式开展项目实践前，每个小组分别阐述自己选择的题目、完成的目标和内容、分工、进度计划及技术准备情况，撰写项目可行性报告，由教师审核。

第四个环节是项目实施。学生在组长的带领下，根据小组的进度计划以及分工开展项目实践，教师在项目的某些关键步骤作适当的指导，并对设计过程中出现的偏差及时纠正，指导学生最终完成项目。

此环节承载学生主动完成任务能力培养的功能，它与课堂的案例教学相辅相成，注重构思与设计两个环节。这种教学方式有助于发挥学生的主观能动性及创新思维，培养学生综合运用课程模块知识的能力和实践动手能力[7]。

同时，这个环节也是CDIO中人际交往和团队协作能力集中体现的过程，组员之间需要沟通、交流和互相协作，组长需要进行各方面的协调，只有这样才能够顺利地完成全部项目，而考核阶段也须对这几方面进行相应的评价。

第五个环节是项目成果展示。教师组织学生以小组为单位，由组长选派一人进行汇报交流与本小组作品的展示，汇报内容包括每个小组成员的工作量、项目成果的展示、作品的设计思路以及实现方法等，其他的小组成员可以在其答辩过程中进行必要的补充。

（三）考核方式的改革

课程考核是对整个教学进行全面、总结性的检查和评定。一次期末考试不足以涵盖所有知识点和相关能力，要提高考核的可信程度，应采用分阶段的考核方式，由理论教学阶段考核和实践教学阶段考核共同构成最终评定成绩。

1.理论教学阶段考核。在此阶段考核中，采用传统的试卷测试方法，主要评价学生对基础知识、基本理论和基本技术等的掌握程度。

2.实践教学阶段考核。实践教学阶段考核在项目成果展示阶段实施，考核过程分为两个步骤。

第一步骤为教师评价和组间互评。在项目展示环节，教师和每个组组长根据汇报小组项目完成质量、项目演示和答辩情况打分，得出的平均分乘以该小组的人数，最后得分即为该小组的分数。

第二步骤为组内互评。评价时应以第一步骤中所得出的小组分数为依据，小组成员之间互相评价，主要考核点为每个成员的工作量、项目开发过程中的团队合作、交流表达、组织协调等；将小组分数按照每个成员贡献大小和表现实施分配，每个人的分数范围为0～100分，小组中每个成员的分数之和等于该小组的总分数。每个成员的最后分数由小组集体讨论得出，该分数即为其实践教学阶段的考核得分。小组和小组成员的考核项目、考核点和所占比例分配如表 1 所示[8，9]。

新的考核方式中理论教学考核所占比例可设计为30%，而实践教学考核所占比例提高到70%；不仅仅考查学生基础知识、基本理论的掌握程度，更要考核其编程能力以及软件分析和设计的能力。把考核过程作为锻炼学生交流表达能力、组织协调能力、团队合作能力和创新能力的形式和过程，促进学生的综合素质和能力的提升。

六、重视学生职业道德培养

全面考察CDIO教育理念，可以发现，该教育模式在个人能力层次中除了注重培养学生所需的职业技能、能力外，职业道德培养也给予了应有的地位。职业道德是个人在职业活动中形成的、具有个性的道德素质，能够对职业行为进行调节的专门领域，包括职业操守和社会责任感[10]。

从目前情况看，职业道德教育往往是被忽视的。如果大学培养的学生有很强的专业能力，但在职场中却不懂得尊重和遵守职业道德，缺乏职业精神和社会责任感，不能诚实诚信地待人接物等等，他就不可能在职场安身立命，更不用说有所发展了。鉴于此，J2EE课程借鉴CDIO教育理念实行教学改革，绝不可买椟还珠，只看到能力培养而忽视甚至无视其职业道德培养的宝贵理念。因此，在J2EE课程中的各个环节应始终贯彻职业道德培养。

（一）在理论课程中潜移默化职业道德

理论课教学中的职业道德教育既是实现教学目标的重要环节，也是教学内涵的重要组成部分。教师教专业知识与进行职业道德教育是相辅相成的两个方面，二者是辩证统一的。因此，教师必须在传授专业知识的过程中潜移默化地实施职业道德养成教育。

“师者，所以传道授业解惑也。”教师的责任除了要传授知识和科学的方法，还有一项很重要的社会责任，就是要教给学生做人的道理，以此来培养学生的职业道德素养。教师在授课过程中可以引入有关职业道德素养的案例或者现实中发生的事例，围绕社会热点和社会突出的矛盾点加以探讨和引导，使学生能够从案例和热点问题中挖掘蕴含的职业道德素养内容，进而约束自己的职业道德行为。

其次，教师可以在课件中嵌进一些名言警句，让学生接受相应的文化熏陶。例如，在介绍代码行缩进、注释、空白这些容易被忽视的编程规范的幻灯片中，嵌进“细节决定成败”的名言；在介绍异常处理的幻灯片中，嵌进“任何测试都无法保证程序的正确性，必须考虑异常处理”的警句等等，从而培养学生持续学习、精益求精、崇尚创新的职业精神。

表1 J2EE课程实践考核评价表

（二）在实践中培养软件工程师职业道德

该课程实践环节的最终目标为通过完成项目，模拟软件开发的全过程，达到J2EE第4个层次目标——工程师目标的培养，因此在这个环节中应注重软件工程师职业道德培养。

1.遵守编码规范。软件开发需要团队合作，而且开发和维护可能由不同技术人员担任，这就要求程序应该易理解、易测试、易维护，因此，学生在编码时要注重共性收敛个性，遵循源程序代码规范。这是软件工程师最基本的职业道德。

2.尽责的异常处理机制。如果在程序设计过程中只考虑一切正常顺利的情况，不考虑程序运行中可能出现的异常和错误，这样的程序是非常脆弱甚至在真实环境中无法使用，将会带给用户无尽的烦恼。因此，要求学生在编程时负责任地加进异常处理代码，以此培养学生对工作的责任心，强化学生的社会责任意识。

3.友好的用户界面设计。用户界面设计的质量直接影响用户使用软件的正确性、效率和感受。教师可介绍用户界面设计的一些原则，如信息显示完整清晰、减轻记忆负担、保持界面一致、减小输入量等，并要求学生在设计用户界面运用这些原则，不怕麻烦，设身处地为用户着想，设计出让用户得心应手的界面。

4.公正无私的团队合作。IT行业的一个重要特点就是讲究团队合作，而在团队合作的时候，就要求做到公正无私。该课程的实践教学环节为分组完成项目，组长应仔细分析任务的大小、轻重缓急，更要了解自己组员的能力情况，合理分工，对每个组员要做到公正。对于组员来说，一方面要注意做好自己的工作而不能总是指望其他人，另一方面又要在合作中主动去帮助同组的其他同学，做到对他人的无私。因此，教师应始终跟踪学生的实践活动，及时发现学生在实践中表现出来的行为道德方面的不足，及时加以引导和纠正，这样才能让学生在不断的学习中进步。

5.正确处理竞争关系。分组完成项目除了合作关系外，还存在小组成员间相互竞争的关系，但任何一种竞争都应该是公平竞争。对每个竞争者来说，应本着公平竞争的法则参与竞争，如果在竞争中采取不正当手段，轻者违背道德良心，重则触犯法律。因此教师要培养学生消除嫉妒心理，培养健康的竞争意识，秉着参与竞争的目的在于超越自我的准则，更好地开发潜能，激发学习热情，提高工作效率，取长补短。

（三）考核中体现职业道德评价

在理论考核阶段，试卷中可以加入有关职业道德修养的相关试题，这样既可以让学生充分认识到职业道德的重要性，又可以从一定程度上评价学生的职业道德水平和职业判断能力。

在实践考核阶段，代码设计的规范、异常处理和友好的用户界面等都可以作为项目成果质量的考核方面，以此来规范学生的软件设计行为；而实践考核中的组内互评环节主要是针对学生的协调能力、沟通能力、交流能力和团队合作能力这些方面进行评价，以此培养学生作为软件工程师的职业道德修养。

（四）教师的榜样作用

教师不仅要通过课堂教学深入浅出地讲授以渗透职业道德教育，更重要的是要通过自身的模范行动去感染学生。在道德教育中，榜样的力量是无穷的。教师健康的人格和良好的职业素养是学科教学中职业道德教育渗透的重要课程资源，是直接展示给学生的最丰富、最生动、最具有感染力的“教科书”。因此，教师须以身作则，起到示范和榜样作用，让学生养成良好的职业道德。

教师自觉遵守软件行业职业道德规范，能起到示范作用。在实践教学阶段，教师介入进行指导或检查时，自身必须遵循各种文档的书写格式规范、良好的项目管理统筹方式、严格的代码审查制度以及适当的异常处理方式等。一旦发现问题，必须通知学生修改，以养成学生诚实坦率、不回避问题的对项目认真负责的态度。

充满人格魅力、敬业爱生的教师在学生心目中起到的榜样作用是不可低估的。在理论和实践阶段，教师都应该具有良好的职业态度、职业纪律和职业良心。教师的榜样作用会让学生找到正面的参考对象，并在实际项目中以教师的行为和思想作参考，自觉遵循良好的职业道德行为方式。

总之，在J2EE课程中，除了专业技术能力的培养和训练，职业道德素质也应该在教学过程和考核过程中有效渗透，将职业道德修养与专业知识、专业技能相结合。润物细无声，如此的职业道德教育能够起到非同凡响的效果，真正体现CDIO教学理念的本质和内涵，培养出技能素养皆全面的人才。

七、结语

J2EE是计算机科学与技术专业重要的专业核心课，CDIO是国际最新且成功的工程教育模式，在J2EE的教学过程中引入CDIO理念，符合其教学目标。在理论课程中采用核心知识点讲解和基于案例驱动的教学方法，在实践课程教学过程中采用模拟开发企业项目，可以提升CDIO提出的基础、专业技能和职业技能教学的质量。而学生的职业道德、人际交往和团队协作能力也是CDIO理念中一个非常重要的方面，只有以上几方面的共同作用和提高才能达到最终的工程系统能力的提升。

[1]翟悦，王立娟.基于CDIO模式的Java EE课程改革方案研究[J].电脑知识与技术，2015(19):140.

[2]刘会英，盖玉先，徐宁.探索适合我国国情的CDIO工程教育模式[J].实验室研究与探索，2011(7):106.

[3]牛丽.软件高技能人才CDIO工程能力的培养[J].中国成人教育，2010(3):107.

[4]金伟祖，潘璐，黄杰.CDIO教育理念在课程项目设计中的运用[J].计算机教育，2010(6):120.

[5]朱亚玲，周秀媛，李晓斌.基于CDIO理念的《J2EE框架技术实习》的教学改革[J].自动化与仪器仪表，2015(5):146.

[6]郑薇薇.基于CDIO的创新型工程科技人才培养模式研究与实践[D].大连理工大学，2010.

[7]郭皎，鄢沛，应宏，等.基于CDIO的计算机专业实验教学改革[J].实验技术与管理，2011(4):155.

[8]李金子.浅谈CDIO教育理念在《C语言程序设计》课程中的应用[J].电脑知识与技术，2013(9):71.

[9]赵秋云.CDIO理念在Java系列课程教学改革中的应用[J].电脑知识与技术，2012(8):81.

[10]王雅坤.我校大学生职业道德教育谚语[D].成都电子科技大学，2014.

（责任编辑：杭长钊）

2017-03-02