張曉剛

摘要：JavaEE是目前最流行的企業(yè)級Web開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)極為復(fù)雜的技術(shù)體系。如何有效地提升JavaEE課程實(shí)踐的教學(xué)效果一直是我們思考的問題。文章借鑒工程教育的先進(jìn)理念并結(jié)合JavaEE技術(shù)特點(diǎn)，提出項(xiàng)目進(jìn)階驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)模式，詳細(xì)介紹教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施辦法，為高校JavaEE課程實(shí)踐教學(xué)改革探索提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：JavaEE；課程實(shí)踐；教學(xué)模式；改革

0.引言

作為分布式多層級企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，JavaEE是目前最流行的Web應(yīng)用開發(fā)技術(shù)體系。JavaEE及其開發(fā)環(huán)境是為暨南大學(xué)計(jì)算機(jī)系各專業(yè)高年級學(xué)生開設(shè)的一門實(shí)踐性綜合性很強(qiáng)的選修課程。課程要求學(xué)生在理解JavaEE體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握J(rèn)avaServlet、JSP、JDBC、EJB、JSF JavaEE企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的JPA框架等主流技術(shù)，為即將步人工作崗位的大學(xué)畢業(yè)生打下堅(jiān)實(shí)的技能基礎(chǔ)。

本課程采用理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過9個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)踐環(huán)節(jié)完成。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要依據(jù)理論教學(xué)的章節(jié)設(shè)置，雖然最后安排了JavaEE綜合應(yīng)用開發(fā)的內(nèi)容，但存在著相互聯(lián)系不夠緊密、實(shí)驗(yàn)整體性不強(qiáng)的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)模式無法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，課程的實(shí)踐教學(xué)效果并不理想。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)通過實(shí)踐教學(xué)模式改革提升學(xué)生的JavaEE應(yīng)用開發(fā)能力，是筆者所要思考和解決的問題。

1.基于工程項(xiàng)目的教學(xué)模式

目前，國內(nèi)許多高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)都引入了基于CDIO模式的課程教學(xué)改革，提出了相應(yīng)的課程改革實(shí)踐方案。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的先進(jìn)成果，CDIO代表構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)施（implement）和運(yùn)行（operate）。CDIO教育模式是以工程項(xiàng)目為載體組織教學(xué)，讓學(xué)生通過工程項(xiàng)目來學(xué)習(xí)知識，能夠充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高其解決實(shí)際問題的能力。與此同時(shí)，教師在構(gòu)思設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目的過程中，也會對所授課程有更深層次的理解，從而促進(jìn)教學(xué)效果的提升。

JavaEE是一門綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性高的技術(shù)類課程，在校大學(xué)生往往缺乏實(shí)際軟件項(xiàng)目的鍛煉，難以理解JavaEE相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，更無法靈活應(yīng)用該技術(shù)。CDIO教育模式正好契合了JavaEE課程的牦點(diǎn)，非常適合JavaEE課程的實(shí)踐教學(xué)。

1.1確定項(xiàng)目

基于項(xiàng)目的JavaEE課程實(shí)踐首先需要確定一個(gè)綜合設(shè)計(jì)型題目。選課學(xué)生以小組形式完成項(xiàng)目任務(wù)，組長充當(dāng)項(xiàng)目經(jīng)理角色，組內(nèi)成員在組長的協(xié)調(diào)下共同完成項(xiàng)目。

該課程提供了一個(gè)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目庫，每個(gè)小組可以自行從中挑選感興趣的項(xiàng)目，也可以另外確定開發(fā)項(xiàng)目。另立項(xiàng)目需要經(jīng)過調(diào)研確定系統(tǒng)的主要功能及實(shí)現(xiàn)方式，并形成項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告。報(bào)告提交給課程教師審核，審核通過即可成為小組的開發(fā)項(xiàng)目。課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目庫通過不斷添加以往的典型開發(fā)項(xiàng)目得以擴(kuò)展。

1.2設(shè)計(jì)系統(tǒng)

項(xiàng)目小組在確定了項(xiàng)目題目后，就要制訂項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃，進(jìn)行組員任務(wù)分工，然后使用面向?qū)ο蠓椒肮ぞ咄瓿绍浖到y(tǒng)的需求分析和設(shè)計(jì)?；贑DIO的綜合項(xiàng)目開發(fā)以系統(tǒng)觀念為指導(dǎo)，努力營造真實(shí)的職業(yè)環(huán)境。在這個(gè)階段，學(xué)生需要提交需求分析報(bào)告、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及開發(fā)測試計(jì)劃。

JavaEE課程以網(wǎng)上書店系統(tǒng)作為項(xiàng)目開發(fā)示范案例，讓案例驅(qū)動模式和小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式貫穿整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)教學(xué)實(shí)踐。在該階段中，學(xué)生應(yīng)該以“確定系統(tǒng)功能，劃分功能模塊以及完成詳細(xì)設(shè)計(jì)”為系統(tǒng)設(shè)計(jì)主線，充分理解和掌握J(rèn)avaEE相關(guān)技術(shù)和開發(fā)工具，提高協(xié)作精神、系統(tǒng)組織及開發(fā)能力。

1.3實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

該階段的主要任務(wù)是根據(jù)前面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，學(xué)生需要提交軟件說明書、源代碼及系統(tǒng)測試報(bào)告。JavaEE的項(xiàng)目實(shí)踐采用NetBeans或MyEclipse作為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，使用MySQL或Oracle作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。在開發(fā)過程中，項(xiàng)目劃分為若干個(gè)獨(dú)立模塊并按照小組任務(wù)分工計(jì)劃分配給小組成員，之后再將獨(dú)立模塊集成為完整的項(xiàng)目，程序代碼需要使用軟件版本控制工具CVS進(jìn)行控制。小組每個(gè)成員需要以文檔的形式上報(bào)工作計(jì)劃及工作總結(jié)，組長負(fù)責(zé)監(jiān)督各個(gè)成員的任務(wù)完成情況并掌握整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度，教師主要負(fù)責(zé)答疑和指導(dǎo)工作。

1.4系統(tǒng)運(yùn)行及評價(jià)

系統(tǒng)運(yùn)行及評價(jià)主要通過運(yùn)行開發(fā)完成的系統(tǒng)對項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行整體評估。在這個(gè)階段，每個(gè)小組都要對完成的項(xiàng)目進(jìn)行答辯，指導(dǎo)教師對每個(gè)小組及其成員的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評，最后基于課程實(shí)踐評分標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)學(xué)生評分。

JavaEE課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核標(biāo)準(zhǔn)見表1，主要從平時(shí)成績和項(xiàng)目成績兩個(gè)方面進(jìn)行考核，在項(xiàng)目考核中又細(xì)分為團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和個(gè)人開發(fā)兩個(gè)方面。這樣的多元化考核評價(jià)體系可以對項(xiàng)目小組及成員做出公正的評價(jià)，也將有力地促進(jìn)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)態(tài)度和職業(yè)習(xí)慣的養(yǎng)成。

2.項(xiàng)目開發(fā)的進(jìn)階驅(qū)動設(shè)計(jì)

根據(jù)JavaEE課程大綱及其技術(shù)規(guī)范，可以將JavaEE開發(fā)技術(shù)劃分為JavaEE開發(fā)環(huán)境配置、Servlet和JDBC技術(shù)、JSP與自定義標(biāo)簽技術(shù)以及JSF+EJB+JPA框架開發(fā)技術(shù)。因此，在基于項(xiàng)目的課程實(shí)踐教學(xué)模式下對項(xiàng)目開發(fā)過程進(jìn)行進(jìn)階驅(qū)動設(shè)計(jì)。

2.1項(xiàng)目案例選取

根據(jù)JavaEE課程實(shí)踐對項(xiàng)目案例需求的分析，在對比了多個(gè)典型的工程項(xiàng)目及其特點(diǎn)之后，我們選取了網(wǎng)上書店系統(tǒng)作為項(xiàng)目案例。這個(gè)系統(tǒng)是對當(dāng)前主要網(wǎng)上書店系統(tǒng)（如當(dāng)當(dāng)網(wǎng)、卓越網(wǎng)）的簡化，并保留了其公共核心功能，主要包括：

（1）對于普通用戶，主要是書籍分類瀏覽、搜索書籍及用戶注冊。

（2）對于登錄用戶，主要是查找書籍、網(wǎng)上購書及訂單查詢。

（3）對于系統(tǒng)管理員，主要是用戶管理、書籍管理及訂單管理。

學(xué)生對這樣的案例功能非常熟悉并且容易理解，系統(tǒng)功能相對集中且實(shí)現(xiàn)規(guī)模小，方便采用不同技術(shù)重新實(shí)現(xiàn)，有利于采用進(jìn)階驅(qū)動方式展開項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)踐教學(xué)。

2.2項(xiàng)目開發(fā)的進(jìn)階驅(qū)動過程

基于JavaEE的技術(shù)規(guī)范及其特點(diǎn)，我們把項(xiàng)目開發(fā)的過程設(shè)計(jì)為進(jìn)階式，即分別通過不同的JavaEE開發(fā)技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目的多版本實(shí)現(xiàn)。JavaEE項(xiàng)目開發(fā)的整個(gè)過程可以被劃分為4個(gè)遞進(jìn)式的階段。圖l給出了項(xiàng)目開發(fā)的進(jìn)階驅(qū)動過程。

1）項(xiàng)目準(zhǔn)備階段。

通過使用現(xiàn)有流行的網(wǎng)上書店（如當(dāng)當(dāng)網(wǎng)和卓越網(wǎng)）理解項(xiàng)目案例的系統(tǒng)功能模塊構(gòu)成及其主要處理流程，并且掌握NetBeans或MyEclipse的JavaEE開發(fā)環(huán)境的配置方法，為項(xiàng)目開發(fā)做好準(zhǔn)備。

2）Servlet開發(fā)階段。

在完成確定項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，可以參照網(wǎng)上書店項(xiàng)目案例的Servlet實(shí)現(xiàn)版本進(jìn)行系統(tǒng)的第一個(gè)版本實(shí)現(xiàn)。這個(gè)版本是一個(gè)兩層的結(jié)構(gòu)，上層主要使用Servlet技術(shù)進(jìn)行用戶接口及業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，下層則通過JDBC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪問。

3）JSP+自定義標(biāo)簽開發(fā)階段。

這個(gè)開發(fā)階段主要使用開發(fā)效率更高的JSP+自定義標(biāo)簽進(jìn)行系統(tǒng)的第二個(gè)版本實(shí)現(xiàn)。該版本進(jìn)化為三層的結(jié)構(gòu)，同樣參照案例的實(shí)現(xiàn)版本對第一個(gè)版本進(jìn)行改進(jìn)，包括：分離用戶接口層與業(yè)務(wù)邏輯層，使用JSP+自定義標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)用戶接口并通過JavaBean封裝業(yè)務(wù)操作，下層則通過JDBC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問。

4）JSF+EJB+JPA框架開發(fā)階段。

最后的框架開發(fā)階段是系統(tǒng)的最終版本實(shí)現(xiàn)，主要通過JavaEE流行的框架技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的高效實(shí)現(xiàn)。在第二個(gè)實(shí)現(xiàn)版本上做如下改進(jìn)：使用JSF框架實(shí)現(xiàn)用戶接口，然后通過EJB封裝業(yè)務(wù)操作，最后使用JPA框架進(jìn)行應(yīng)用抽象實(shí)體的表示與存取訪問。

3.項(xiàng)日開發(fā)的教學(xué)實(shí)施

進(jìn)階式驅(qū)動的項(xiàng)目開發(fā)過程是一個(gè)由簡到難、循序漸進(jìn)的過程。項(xiàng)目系統(tǒng)在進(jìn)階式開發(fā)過程中經(jīng)歷從最初雛形版本到最后成熟版本的進(jìn)化。JavaEE課程的實(shí)踐過程也就是完成工程項(xiàng)目的進(jìn)階式驅(qū)動開發(fā)過程。

那么，在有限的學(xué)時(shí)及教學(xué)條件下，如何高效地完成進(jìn)階驅(qū)動項(xiàng)目開發(fā)的教學(xué)實(shí)踐并取得良好的教學(xué)效果呢？關(guān)于JavaEE課程實(shí)踐的教學(xué)實(shí)施需要做以下幾點(diǎn)說明。

3.1教學(xué)組織原則

在JavaEE課程實(shí)踐的進(jìn)階式項(xiàng)目開發(fā)教學(xué)實(shí)施過程中，教學(xué)組織應(yīng)該遵循以下原則：

（1）理論講授圍繞著實(shí)踐項(xiàng)目展開。課程以提高學(xué)生的JavaEE開發(fā)能力為根本目標(biāo)，課程的理論講授要為JavaEE實(shí)踐項(xiàng)目服務(wù)，圍繞著進(jìn)階項(xiàng)目進(jìn)行JavaEE開發(fā)技術(shù)及原理的講解。

（2）“項(xiàng)目進(jìn)階引導(dǎo)、任務(wù)分解驅(qū)動”的教學(xué)方式。通過項(xiàng)目進(jìn)階開發(fā)，全面培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)JavaEE應(yīng)用的綜合能力。學(xué)生主要通過課余時(shí)間完成開發(fā)任務(wù)，再通過課堂上的問題解答及項(xiàng)目討論，強(qiáng)化該階段所需的技術(shù)知識、開發(fā)技能及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（3）課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)過程，主要通過案例項(xiàng)目進(jìn)階開發(fā)的工作流程安排實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，并按照案例項(xiàng)目的開發(fā)任務(wù)展示、問題分析及解決、系統(tǒng)操作演示、任務(wù)實(shí)施及評價(jià)等4個(gè)步驟進(jìn)行教學(xué)展示。

3.2學(xué)時(shí)安排及教學(xué)方式

按照教學(xué)大綱，暨南大學(xué)JavaEE課程實(shí)踐環(huán)節(jié)共計(jì)9個(gè)學(xué)時(shí)。在有限的學(xué)時(shí)里，如何有效地實(shí)施進(jìn)階驅(qū)動的項(xiàng)目開發(fā)呢？具體的學(xué)時(shí)安排及教學(xué)方式如表2所示。

3.3平臺支持

為了更好地支持JavaEE課程的實(shí)踐教學(xué)改革，我們采用目前最流行的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺Blackboard作為JavaEE課程實(shí)踐的支撐平臺。小組劃分及題目確定、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)評價(jià)與考核等實(shí)踐過程都可以納入Blackboard平臺的管理中。通過該平臺，教師可以更科學(xué)地組織和管理進(jìn)階驅(qū)動項(xiàng)目開發(fā)，項(xiàng)目考核及評價(jià)的效率也大大提升；學(xué)生可以更加合理和高效地進(jìn)行小組分工協(xié)作，而項(xiàng)目開發(fā)的效率也會更高。

4.結(jié)語

兩個(gè)本科教學(xué)周期的JavaEE課程實(shí)踐改革表明，項(xiàng)目進(jìn)階驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)模式可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果改善明顯。學(xué)生對課程實(shí)踐改革反饋良好，對課程的評分大幅提高。新的實(shí)踐教學(xué)模式在教師與學(xué)生之間營造出一種創(chuàng)新氛圍，極大地鼓舞了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化了他們的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，明顯提高了他們的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。通過對同一個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)運(yùn)用不同的JavaEE技術(shù)進(jìn)行反復(fù)開發(fā)和修正，幫助他們樹立起不斷創(chuàng)新和深入探索的理念以及不斷追求卓越的意識。