傅雷揚，饒元

新工科背景下軟件課程教學模式研究
——以安徽農(nóng)業(yè)大學為例

傅雷揚，饒元

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對工科人才培養(yǎng)提出了新的要求，軟件人才培養(yǎng)也需要緊跟經(jīng)濟社會發(fā)展新形勢。針對目前軟件課程教學存在的問題，以安徽農(nóng)業(yè)大學為例，研究其網(wǎng)絡工程專業(yè)Java系列課程教學模式，從教學目標的調(diào)整、教學內(nèi)容的更新、教學方法和策略的優(yōu)化、教學考核與評價的改進4個方面展開討論，探索順應新工科建設需要的軟件人才培養(yǎng)機制。

新工科；軟件課程；教學模式；Java課程

雖然中國工程教育規(guī)模龐大，但工科學生普遍存在綜合素質(zhì)不高、知識結(jié)構(gòu)單一等問題［1］。2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了一場關(guān)于高等學校工程教育發(fā)展的戰(zhàn)略研討會。不久，教育部發(fā)布的《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實踐的通知》中明確表示：“工科優(yōu)勢高校”“綜合性高?！焙汀暗胤礁咝！币愿髯缘奶攸c開展新工科研究［2］。安徽農(nóng)業(yè)大學作為地方高校，應主動對接地方經(jīng)濟發(fā)展和企業(yè)創(chuàng)新需求，順應新工科建設需要。以安徽農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡工程專業(yè)Java系列課程的教學模式為切入點，探索軟件人才培養(yǎng)新機制。目前，網(wǎng)絡工程專業(yè)開設了Java基礎課程（Java語言程序設計、基于JSP的Web開發(fā)技術(shù)）和Java應用課程（Java應用技術(shù)、電子商務技術(shù)基礎等），全程以主流的Java語言為技術(shù)基礎，面向桌面應用開發(fā)和Web應用開發(fā)（電子商務等），涉及PC端和移動端。

一、軟件課程教學模式的研究現(xiàn)狀

在中國知網(wǎng)（CNKI）中以“軟件教學模式”為主題檢索，自2000年以來有3 281篇相關(guān)論文，且研究數(shù)量呈逐年遞增的趨勢。典型的研究內(nèi)容包括：基于CDIO的工程教育模式、OBE教育模式、MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂等。

胡文龍［3］在CDIO大綱和內(nèi)涵的基礎上，對探究式教學改革進行了研究和實踐，基于項目的形式，構(gòu)建了多層級的探究式新型教學模式，形成了OBE教育模式的初始形態(tài)。王文禮［4］研究了MOOC的發(fā)展及其對高等教育的影響，從起源和發(fā)展、優(yōu)缺點和影響等方面進行了深入的探討。張金磊等［5］通過分析翻轉(zhuǎn)課堂的起源、概念與特點，研究了國外教學實踐案例，構(gòu)建出了翻轉(zhuǎn)課堂教學模型，并分析了翻轉(zhuǎn)課堂實施過程中所面臨的挑戰(zhàn)。曾明星等［6］研究了基于MOOC資源的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式構(gòu)建，從MOOC資源與翻轉(zhuǎn)課堂的耦合、教學模式設計、模式比較和實施路徑等幾個方面進行了研究，具有一定的實用價值和指導意義。

在新工科建設背景下，以上教育模式有許多值得借鑒之處，為研究教學模式提供了經(jīng)驗和思路，但也存在一些問題。如CDIO對高等學校工程人才培養(yǎng)提出了更高的要求，雖然目前已有一百多所高校加入了中國“CDIO工程教育聯(lián)盟”，但由于辦學條件和學生能力水平差異等種種原因，實施效果有待提高。MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂對學生的自制力要求較高，教學效果亟待保障。

二、問新工科建設需求，調(diào)整教學目標

當前軟件課程教學目標關(guān)注的是基礎知識和基本技能的掌握，能根據(jù)要求按部就班地完成項目模塊的開發(fā)，專注技術(shù)本身，但缺少學科交叉融合，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等能力的培養(yǎng)不足。因此，軟件課程教學目標不能僅僅局限于技術(shù)的傳授，還應關(guān)注學生各種能力的培養(yǎng)，以適應社會的需求。

（一）厚基礎，加強領(lǐng)域知識教育

Java基礎課程的教學目標仍然以傳授基礎知識和基本技能為主，除此之外，還應加強領(lǐng)域知識教育，跟蹤分析行業(yè)前沿及其發(fā)展趨勢，這有利于學生做好職業(yè)規(guī)劃。Java作為主流的開發(fā)語言，具有平臺獨立性與可移植性，廣泛應用于桌面應用、Web應用、分布式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)等開發(fā)。應培養(yǎng)學生主動了解和發(fā)現(xiàn)應用場景，做到學科交叉融合，讓學生了解Java能做什么，具有什么優(yōu)勢，從而提高學生的學習興趣。

（二）重實踐，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力人才

Java應用課程的教學目標不能僅僅局限于能夠完成某個小系統(tǒng)、小項目，更應以軟件工程的視角，強化工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，使學生盡可能地體驗不同應用背景下的真實項目，以最終軟件產(chǎn)品為目標，熟練運用Java開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和工具。

三、問技術(shù)發(fā)展，更新教學內(nèi)容

技術(shù)發(fā)展日新月異，新技術(shù)、新生事物不斷涌現(xiàn)，如自動駕駛技術(shù)，該歸于傳統(tǒng)的汽車制造行業(yè)，還是人工智能、大數(shù)據(jù)等新興產(chǎn)業(yè)呢？新工科正是在這樣的現(xiàn)實背景下提出的，應通過跨界融合來解決新問題、新需求。

（一）重視通識教育，擴大知識面

學科分類過于專業(yè)，不利于學生全面、自由的成長。通識教育旨在培養(yǎng)學生融會貫通各學科知識，使學生個性化、多樣化共同發(fā)展。與課程相關(guān)的通識教育部分，應以資料或網(wǎng)絡資源的形式呈現(xiàn)。如涉及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，有關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與應用、經(jīng)濟和管理知識，都可以資料的形式提供給學生，使學生不僅對相關(guān)技術(shù)有所了解，而且對非技術(shù)的其他知識也有所認知。

（二）緊跟技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，融合運用新技術(shù)

Java基礎課程的內(nèi)容仍然側(cè)重于基礎知識和基本技能，Java應用課程則結(jié)合實際的應用需求（如農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”、涉農(nóng)電子商務等），盡可能以真實項目的形式，側(cè)重于知識和技術(shù)的融合運用。關(guān)注技術(shù)的最新研究進展和成果，如大數(shù)據(jù)、人工智能，以某個點為切入口，將Java技術(shù)應用其中，更新教學內(nèi)容。創(chuàng)新和保持技術(shù)先進性是高科技企業(yè)生存的重要基礎。高校教師可以通過到企業(yè)鍛煉，參加企業(yè)項目開發(fā)來獲取新技術(shù)和工程實踐經(jīng)驗，了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和社會需求變化，如安徽農(nóng)業(yè)大學要求35周歲以下青年教師必須參加實踐鍛煉累計達5個月。

（三）轉(zhuǎn)化科研成果為教學內(nèi)容，相互促進

將教師的科研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容，學科研究新進展、實踐發(fā)展新經(jīng)驗，都是很好的教學素材。如Hadoop框架作為云計算技術(shù)的重要組成部分，采用Java語言實現(xiàn)，基于Hadoop的云計算科研項目和成果就可以轉(zhuǎn)化為Java課程的教學內(nèi)容。學生可以參與項目開發(fā)，如進行Map-Reduce編程，提高課程的興趣度、挑戰(zhàn)度，這既給項目組增添了新生力量，又為教學活動充實了內(nèi)容。

四、問學生志趣，優(yōu)化教學方法和策略

學生是教學的主體對象，學生的學習效果如何關(guān)系到教學目標能否最終實現(xiàn)。軟件等技術(shù)類課程實踐性很強，需要耐得住性子、坐得住板凳，樂于鉆研，當手中的源代碼變成一個軟件的時候，便會有很強的成就感。學生能否學習好軟件課程，與教師能否正確引導、教學方法和策略是否有效密切相關(guān)。同時，學生的興趣愛好也是重要的內(nèi)在因素。

（一）多樣化的教學形式

教學形式單一往往會降低學生的學習關(guān)注度，可以嘗試采用多種形式的教學方式。如針對通識教育部分，可以網(wǎng)絡資源的形式提供給學生，布置任務要求，以學生自學為主、教師指導為輔，借助MOOC等網(wǎng)絡教學平臺進行教學，有條件的還可以開發(fā)課程類網(wǎng)站。針對Java基礎課程，可以教師講授和學生自學相結(jié)合，某些非核心和擴展的知識點和技能可以由學生自學來完成，教師給予答疑解惑。針對Java應用課程，強調(diào)實踐性，教師的角色是引導和監(jiān)督，可以成立若干個項目小組，在小組內(nèi)部選出項目經(jīng)理，負責整個項目的實施。

（二）加強校企合作

當前，案例教學中普遍存在教材匱乏、案例與實際應用脫節(jié)等問題，使學生接觸不到前沿的項目和技術(shù)，無法得到充分的實踐鍛煉，從而導致培養(yǎng)出的學生達不到企業(yè)要求。國內(nèi)一些知名培訓機構(gòu)也推出了一系列免費的、公開的實訓課程體系。如達內(nèi)科技（Tarena）推出了達內(nèi)開放課程體系（Tarena Open Courses System，簡稱TOCS），其主要特點是所提供的學習資源完全免費公開，所有資源均經(jīng)過嚴格的設計和審核，保障質(zhì)量和良好的課程體驗，以實踐為導向，課程目標是完成一個實際的工程項目。高校應和培訓機構(gòu)加強合作，共同培育軟件技術(shù)人才。

五、問效果與公平性，改進考核與評價機制

軟件課程實踐性強，開發(fā)過程需要參考大量的資料，不能完全死記硬背，應在掌握基礎知識和基本技能的基礎上，主動搜尋資料，勤于鉆研，借鑒一切可用的資源。傳統(tǒng)考核形式主要表現(xiàn)為平時考勤、期終考試等，形式單一，難以全面、客觀地檢測學生的學習情況，因此，有必要改進考核與評價機制。

（一）重視培養(yǎng)過程

結(jié)果固然重要，但不注重過程也很難有好的結(jié)果。軟件課程學習是一個循序漸進的過程，項目開發(fā)通常需要反復迭代，學生的各種能力也正是在這些過程中不斷鍛煉形成的。每一個階段都應有相應的考核與評價機制，這既是對當前階段的總結(jié)和肯定，也是對下一階段的激勵。Java基礎課程的過程評價應主要關(guān)注基礎知識和基本技能的階段性掌握情況。Java應用課程以項目的形式分若干個過程來開展，從權(quán)重比例看，過程評價的總比例可以高出成果，如各個過程評價的總和占總成績的80%，而成果只占20%。

（二）考核和評價形式多樣化

除了卷面考試外，可以采用上機考試、項目實踐和提交報告等多種形式。Java基礎課程可以采用上機開卷考試的形式，學生在指定時間內(nèi)完成代碼的編寫和測試，允許查閱API等編程相關(guān)資料。相比卷面考試，上機開卷考試更能有效地檢測學生的開發(fā)能力，而不是紙上談兵。Java應用課程注重項目實踐，可以進行階段性考核，動態(tài)記錄學生的學習情況，最終以小組的形式提交項目成果（軟件系統(tǒng)和研發(fā)報告），并參加答辯。除教師評價外，項目小組自評也是重要的評價形式（如項目經(jīng)理給成員打分、成員給項目經(jīng)理打分等）。

六、結(jié)語

“新工科”研究與實踐號召的提出，必將引發(fā)新一輪工科教育研究的熱潮，推動我國工科人才培養(yǎng)更上一個臺階。軟件是工科的重要組成部分，新工科背景下開展軟件課程教學模式研究尤為迫切。

[1]王慶環(huán).“新工科”新在哪兒[N].光明日報，2017-04-03.

[2]學術(shù)動態(tài).“新工科”建設復旦共識[J].高等工程教育研究，2017（1）.

[3]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）.

[4]王文禮.MOOC的發(fā)展及其對高等教育的影響[J].江蘇高教，2013（2）.

[5]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012（4）.

[6]曾明星，周清平，蔡國民，等.基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究[J].中國電化教育，2015（4）.

G642

A

1673-1999（2017）10-0116-02

傅雷揚（1979—），男，碩士，安徽農(nóng)業(yè)大學信息與計算機學院講師，研究方向為基于網(wǎng)絡的軟件技術(shù)和農(nóng)業(yè)人工智能；饒元（1982—），男，博士，安徽農(nóng)業(yè)大學信息與計算機學院副教授，研究方向為計算機網(wǎng)絡、智能信息處理。

2017-06-27

安徽農(nóng)業(yè)大學2016年校級質(zhì)量工程項目“‘互聯(lián)網(wǎng)+’現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)人才導向下網(wǎng)絡工程專業(yè)系列課程教改與實踐”（201678）。

（編輯：劉姝）