張華+李勁+吳成英

摘 要： 針對Java教學(xué)，在傳統(tǒng)Java基礎(chǔ)、Java Web兩層課程體系的基礎(chǔ)上加入Java移動(dòng)開發(fā)、大數(shù)據(jù)編程，形成四層課程群，采用拆分案例法貫穿始終，輔以師生互動(dòng)、團(tuán)隊(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法為補(bǔ)充，力圖最大程度上培養(yǎng)符合職業(yè)崗位需求的Java實(shí)戰(zhàn)型人才。

關(guān)鍵詞： Java； 課程群； 教學(xué)方法； 職業(yè)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）04-76-04

Research on career-oriented Java course group construction and teaching method

Zhang Hua， Li Jin， Wu Chengying

（Department of Computer Science and Technology， Hubei Institute for Nationalities， Enshi， Hubei 445000， China）

Abstract： Aiming at the Java teaching， this paper presents a four-tier course group， which in addition to the courses of Java programming and Java Web in the two-tier course group， the courses of Java mobile and programming on Big data are added. The construction of the course group， assisted by the teaching methods of splitting case， teacher-student interaction and team task-driven， will significantly strengthen the students' abilities of engineering practice.

Key words： Java； course group； teaching method； career

0 引言

Java語言是目前世界上影響力最大、最受歡迎的編程語言之一，一經(jīng)Sun公司推出，就得到了計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)者的青睞。它所具有的“一次編寫，到處運(yùn)行”的跨平臺性是其他編程語言所無法比擬的。此外，它還具有卓越的通用性、高效性、安全性，廣泛應(yīng)用于企業(yè)信息系統(tǒng)、嵌入式開發(fā)、移動(dòng)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析等各個(gè)層面，因而擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)社群。過去十年，各高校相繼開設(shè)了Java、Java Web課程，但移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來對傳統(tǒng)課程體系提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)，日益激烈的就業(yè)環(huán)境對學(xué)生的實(shí)踐能力有了新的要求。

本文提出將Android移動(dòng)開發(fā)、Hadoop大數(shù)據(jù)編程納入Java課程體系，與以前的Java基礎(chǔ)、Java Web共同構(gòu)成課程群，然后以此為基點(diǎn)，將實(shí)際工程項(xiàng)目拆分到各個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在逐步實(shí)踐中理解并掌握J(rèn)ava知識體系。

1 Java職業(yè)崗位需求及專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀

TIOBE 2015年6月編程語言排行榜發(fā)布，Java語言仍舊位居榜首[1]。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，目前全球有450萬以上的Java開發(fā)人員，在所有軟件開發(fā)類人才需求中，對Java工程師的需求達(dá)到全部需求量的60-70%[2]。國內(nèi)對Java軟件人才的市場需求同樣廣闊，僅以Alexa最新統(tǒng)計(jì)國內(nèi)排名第一位的智聯(lián)招聘為例，2015年6月發(fā)布的最新數(shù)據(jù)表明，關(guān)于Java招聘的崗位信息就多達(dá)12萬余條，其中J2ee崗位26637條，Android崗位51000條，Hadoop崗位8854條。從以上數(shù)據(jù)可以看出，J2ee需求穩(wěn)定，而Android市場則可以用火爆來形容，因?yàn)镴ava崗位中有將近一半職位來自于J2ee，從某種程度上印證了移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的到來。此外值得關(guān)注的是，代表大數(shù)據(jù)的Hadoop職位在短短幾年時(shí)間從無到有，迅速上升，雖然目前只占Java就業(yè)率的10%，但業(yè)界的發(fā)展趨勢表明大數(shù)據(jù)不單單是“數(shù)據(jù)的工業(yè)革命”，更是一場深刻的科技和產(chǎn)業(yè)大變革的組成部分，因而其未來發(fā)展勢頭會(huì)非常強(qiáng)勁。

為了適應(yīng)軟件行業(yè)對Java開發(fā)人才的需要，國內(nèi)外高校從1997年起就開設(shè)了Java相關(guān)課程，隨著近幾年Java語言的風(fēng)行，高校Java課程開設(shè)率竟達(dá)到了80%以上。從各高校培養(yǎng)方案來看，許多都將Java程序設(shè)計(jì)作為了骨干課，詳見表1[3]。

Java課程的開設(shè)目前還存在以下幾點(diǎn)問題。①課程結(jié)構(gòu)單一。仍然有部分高校還只講授Java知識，稍微好點(diǎn)的，增設(shè)了J2ee課程，對于移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)方面沒有涉及，相對于目前社會(huì)的發(fā)展及需求，這是不夠的。②缺乏成套體系。Java基礎(chǔ)、Java Web、Android、Hadoop這些技術(shù)是以Java為核心，在實(shí)際項(xiàng)目中分工合作，按照項(xiàng)目的理念來看應(yīng)該是一條完整的技術(shù)鏈，然而目前高校開課都是分開教授的，甚至是不同方向的老師代課，這會(huì)造成知識缺乏連貫性與整體性。③實(shí)踐性不足。在實(shí)際教學(xué)中，理論課、實(shí)驗(yàn)課分離，即使有實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)也是分散的知識點(diǎn)或類似學(xué)生管理系統(tǒng)之類的“玩具性”項(xiàng)目，缺乏系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，結(jié)果是學(xué)生好像學(xué)了，但一遇到真實(shí)案例，卻感到無從入手。

2 Java課程群體系構(gòu)建

基于以上分析，筆者所在Java教學(xué)團(tuán)隊(duì)以一個(gè)已完成的實(shí)際工程項(xiàng)目“智慧旅游系統(tǒng)”為主線構(gòu)建Java課程群教學(xué)方案。該項(xiàng)目涉及Web開發(fā)、移動(dòng)互聯(lián)及大數(shù)據(jù)分析。首先，在學(xué)生具備大一C++程序設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法基礎(chǔ)的前提下，大二上開設(shè)Java程序設(shè)計(jì)，邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，分章節(jié)完成從項(xiàng)目拆分出來的一些基本類；然后大二下繼續(xù)學(xué)習(xí)Java Web開發(fā)，完成智慧旅游網(wǎng)站系統(tǒng)，由于涉及到數(shù)據(jù)存儲，可以實(shí)踐同期開設(shè)的數(shù)據(jù)庫課程知識；接下來，大三上學(xué)習(xí)基于Android平臺的移動(dòng)軟件開發(fā)，實(shí)踐部分以大二完成的旅游網(wǎng)站為后臺，通過一定界面同步其中的數(shù)據(jù)到手機(jī)端；最后，大三下學(xué)習(xí)基于Hadoop平臺的大數(shù)據(jù)分析，實(shí)踐部分以前面的網(wǎng)站及手機(jī)軟件為載體，把真實(shí)客戶使用數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析與挖掘。這樣，通過將一個(gè)大的真實(shí)系統(tǒng)分拆到各個(gè)課程，邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，循序漸進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又把各個(gè)課程聯(lián)系起來，融會(huì)貫通成一個(gè)完整體系，詳見圖1。

[智慧旅游系統(tǒng)][子模塊1

部分系統(tǒng)類][子模塊2

旅游網(wǎng)站][子模塊3

手機(jī)端程序][子模塊4

后臺數(shù)據(jù)分析] [拆分] [Java

核心基礎(chǔ)][Java Web

企業(yè)軟件開發(fā)][Android

移動(dòng)軟件開發(fā)][Hadoop

大數(shù)據(jù)分析] [完成] [完成][完成][完成] [支撐][學(xué)習(xí)路線][前期知識

C++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫]

圖1 Java課程群體系

⑴ Java基礎(chǔ)

Java語言程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門必修課程，也是后續(xù)課程的基礎(chǔ)。Java開設(shè)學(xué)期至少是在第三學(xué)期，所以有前期C++的基礎(chǔ)，因而在理解面向?qū)ο蠓矫鏁?huì)比較容易，其中的核心內(nèi)容包括：Java基本語法、Java面向?qū)ο蠡A(chǔ)（封裝、繼承、多態(tài)類、抽象類、接口）、常用類（字符串類、日期類）、異常、集合類、序列化、反射、泛型、多線程、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)模式等[4]，除了各知識點(diǎn)常規(guī)的一些范例代碼外，將圖2中子模塊1的系統(tǒng)類按照各個(gè)知識點(diǎn)分到各章節(jié)，讓學(xué)生自己動(dòng)手編碼，當(dāng)一學(xué)期學(xué)完時(shí)，系統(tǒng)的一些基本類也就實(shí)現(xiàn)了，從而可以體會(huì)Java的部分編程思想。在編碼過程中，推薦學(xué)生用的工具是EditPlus或者UltraEdit之類的編輯軟件和J2SE API文檔，而把Eclipse之類的高級軟件放在后續(xù)課程采用，因?yàn)槠渥詣?dòng)提示功能不利于初學(xué)者扎實(shí)的掌握基礎(chǔ)知識。

⑵ Java Web工程

Java天生就是為Internet而生，所以基于Java的Web開發(fā)技術(shù)是目前軟件開發(fā)的主流，可以將其設(shè)在第四學(xué)期。涉及到的內(nèi)容包括兩大部分：Java Web基礎(chǔ)、Java Web高級。Java Web基礎(chǔ)包括：Html、Jsp、Servlet編程及配置、JDBC編程及配置、MVC思想；Java Web高級包括：Struts、Hibernate、Spring編程、配置及其聯(lián)合使用。對于編程工具，在Java Web基礎(chǔ)部分延續(xù)Java基礎(chǔ)學(xué)習(xí)時(shí)的工具，只不過API換成了J2ee API；在Java Web高級學(xué)習(xí)時(shí)納入Eclipse開發(fā)工具，便于快速開發(fā)。同Java基礎(chǔ)學(xué)習(xí)一樣，各章節(jié)配備基本練習(xí)，同時(shí)也要完成圖2中將智慧旅游網(wǎng)站按照學(xué)習(xí)進(jìn)度拆分出來的各個(gè)小模塊，最終要求在學(xué)期課程結(jié)束時(shí)，能實(shí)現(xiàn)該旅游網(wǎng)站，相對于前面的Java基礎(chǔ)，這個(gè)課程有“所見即所得”的效果，特別是最后結(jié)課時(shí)能完成一個(gè)旅游網(wǎng)站，對于學(xué)生來說，比較有成就感，從而可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)力。

⑶ 基于Java的移動(dòng)軟件開發(fā)

移動(dòng)互聯(lián)早已融入現(xiàn)代生活，正如本世紀(jì)之初，各地如火如荼建設(shè)網(wǎng)站一樣，現(xiàn)在流行的是開發(fā)各種手機(jī)業(yè)務(wù)軟件，將Internet延續(xù)到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。目前移動(dòng)互聯(lián)領(lǐng)域兩大開發(fā)平臺平分秋色，分別是Google陣營的Android平臺和蘋果陣營的IOS平臺，前者是基于Java的，后者是基于Object C的。考慮到學(xué)習(xí)的延續(xù)性及整體性，選擇基于Java的Android平臺進(jìn)行教學(xué)。移動(dòng)軟件一般都是與Java Web搭配使用，后者作為服務(wù)器，前者負(fù)責(zé)讀寫其數(shù)據(jù)到手機(jī)端展示，可以看作是Web軟件的延伸，Java Web也就成了移動(dòng)軟件開發(fā)的背景知識，所以將此課程設(shè)在第五學(xué)期。主要學(xué)習(xí)：Android環(huán)境搭建、體系結(jié)構(gòu)、基本組件（Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider、Handler、View、Intent）、數(shù)據(jù)操作SQLite、界面設(shè)計(jì)、圖形圖像及多媒體應(yīng)用、位置服務(wù)與地圖應(yīng)用、認(rèn)證與異步任務(wù)等。本課程實(shí)踐部分就以Java Web課程的成果“智慧旅游網(wǎng)站”為后臺，在邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐中，逐步完成智慧旅游Android版前臺，Web部分一旦更新或發(fā)布數(shù)據(jù)，Android端同步更新，對于有興趣的同學(xué)，還可以將手機(jī)wap、微信等方式融合進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在多個(gè)平臺互聯(lián)互通，從而更貼近實(shí)際應(yīng)用。

⑷ 基于Java的大數(shù)據(jù)編程

如今是一個(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代，是人工智能、數(shù)據(jù)挖掘從象牙塔走向?qū)嶋H應(yīng)用，煥發(fā)青春的時(shí)代，對于軟件編程人才來說，這也是一個(gè)在純技術(shù)基礎(chǔ)上增加點(diǎn)科研含量，從而與普通軟件人才拉開差距的機(jī)會(huì)，更幸運(yùn)的是大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)平臺Hadoop是基于Java的，這無疑是Java學(xué)習(xí)者的一大福音。本著“科學(xué)、發(fā)展”的思想，筆者所在團(tuán)隊(duì)提出將“Java大數(shù)據(jù)編程”增加到Java課程體系，在第六學(xué)期開課，背景知識“Linux應(yīng)用及編程”課程設(shè)在第五學(xué)期。主要內(nèi)容是：Hadoop集群安裝及原理、hdfs命令行、Java操作hdfs的常用API接口、Java Map/Reduce編程、Hbase集群安裝及原理、Hbase命令行操作、Java操作Hbase的常用API接口、flume抽取日志；hive安裝及命令行操作、mahout入門、分布式集群管理zookeeper集群安裝及原理及Java常用操作接口等等。實(shí)踐部分以前面的網(wǎng)站及手機(jī)軟件為載體，以真實(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源在大數(shù)據(jù)平臺上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與挖掘，產(chǎn)生一定有意義的結(jié)果，然后在Web端、手機(jī)端以圖表等可視化形式展現(xiàn)，形成前端是Android、中端是J2EE、后臺是大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)鏈，把前后課程打通，融匯成一個(gè)完整的體系。

3 Java課程群教學(xué)方法探討

通過對筆者及所在團(tuán)隊(duì)對多年的Java教學(xué)實(shí)踐、同行的教學(xué)觀摩、學(xué)生對教學(xué)反饋的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，再結(jié)合Java課程群的構(gòu)建，提出以下三點(diǎn)教學(xué)方法以供探討。

⑴ 拆分案例教學(xué)法

如前所述，可以把要學(xué)習(xí)的課程群按課程、章節(jié)、重要知識點(diǎn)列出，然后將一個(gè)大的已開發(fā)完成的真實(shí)項(xiàng)目拆分到這些知識點(diǎn)中去，在學(xué)習(xí)過程中，逐步地、循序漸進(jìn)地完成學(xué)習(xí)。課程學(xué)完，也就完成開發(fā)了。這樣學(xué)生容易建立起對整個(gè)課程體系的直觀認(rèn)知，也可以真正學(xué)到東西，以后遇到實(shí)際項(xiàng)目時(shí)，就知道怎么去分析和把握了。

⑵ 師生互動(dòng)法

目前國內(nèi)大多數(shù)大學(xué)的教育方式還是傳統(tǒng)的填鴨式教育，老師在上面講，學(xué)生在下面聽，課后普遍反映效果不佳，有時(shí)即使老師想互動(dòng)一下，提幾個(gè)問題，大多數(shù)學(xué)生也表現(xiàn)不積極，或回答不上，學(xué)生并沒有跟上老師的教學(xué)進(jìn)度。究其原因：學(xué)生是在被動(dòng)的學(xué)習(xí)，沒有發(fā)揮出主觀能動(dòng)性。因此，我們嘗試在傳統(tǒng)教學(xué)中，抽取一些知識章節(jié)，專門讓給學(xué)生講。具體做法是：把班級的學(xué)生按三人一組分工，一個(gè)負(fù)責(zé)搜集講課背景資料，一個(gè)負(fù)責(zé)案例演示，一個(gè)負(fù)責(zé)講解，學(xué)生講，老師聽，然后提出問題大家討論，學(xué)生參與的積極性和主動(dòng)性高，對知識點(diǎn)理解的也會(huì)比較深刻。

⑶ 團(tuán)隊(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法

通過前面的拆分案例教學(xué)法，讓學(xué)生完成了一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)，但這個(gè)過程是在老師的輔助下實(shí)現(xiàn)的，而且需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)都是預(yù)先給定的，對學(xué)生實(shí)戰(zhàn)來說這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，在本課程學(xué)習(xí)完之后，還要借助課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，安排其他真實(shí)項(xiàng)目[5]。學(xué)生以三人為一組，從中選出項(xiàng)目經(jīng)理，然后老師作為客戶提出各個(gè)系統(tǒng)的需求，項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行需求分析、設(shè)計(jì)及安排組員進(jìn)行開發(fā)，同時(shí)要求小組成員定期提交文檔及開發(fā)進(jìn)度報(bào)告，盡可能的模擬企業(yè)真實(shí)軟件開發(fā)場景。一個(gè)項(xiàng)目完成后要進(jìn)行總結(jié)與討論，然后各個(gè)項(xiàng)目組互換需求，項(xiàng)目經(jīng)理也由組員輪流擔(dān)任，這樣經(jīng)過不同項(xiàng)目、不同角色的輪番歷練，學(xué)生才能積累到一定實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

本文通過對當(dāng)前的Java職業(yè)需求及高校教學(xué)現(xiàn)狀分析，再結(jié)合筆者及所在團(tuán)隊(duì)的教學(xué)實(shí)踐，提出了建立Java課程群的教學(xué)體系，并將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、大數(shù)據(jù)編程納入其中，然后通過拆分案例教學(xué)法將一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)分散到各個(gè)知識點(diǎn)中，讓學(xué)生在逐步的學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練。為了強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，在教學(xué)中穿插了師生互動(dòng)法、團(tuán)隊(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法作為對傳統(tǒng)教學(xué)的有益補(bǔ)充。Java技術(shù)仍在不斷地向前發(fā)展，其課程體系改革的步伐也不會(huì)停止，因此，如何培養(yǎng)出更適應(yīng)時(shí)代需求的軟件人才，如何更好地提高教學(xué)效果，如何最大限度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是長期的教學(xué)改革課題，需要持續(xù)研究和摸索經(jīng)驗(yàn)。

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