融合课程平台的设计与实现

王梦晓，翟玉庆，朱林，弭娜

（1.东南大学成贤学院，江苏 南京 210088；2.东南大学，江苏 南京 211189）

0 引言

随着计算机应用日益普及，编程语言相关课程一直是计算机本科教育的重点课程。其中Java 语言长期占据编程排行榜的前三位，在面向对象编程领域广受好评，特别是在Web 应用开发中，Java 语言及其相关技术被广泛使用。市场调研机构公布的手机市场报告指出基于Java 的安卓系统市场份额已经达到了88.1%。在2015年，教育部下发《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》指出要充分利用现代信息技术课程管理与建设，建设优质共享教学资源。2018年教育部发布《教育信息化2.0 行动计划》指出，到2022年全面提高信息应用水平和师生信息素养，构建“互联网+教育”平台。为此，需要对Java 相关课程进行梳理、整合，基于Web 技术针对性地设计和开发符合融合课程特点的平台系统，支持精品课程的建设。

1 现状分析

我校计算机专业对Java 方向设置了不少专业课程，利用数据结构算法作基础、利用软件工程思路作向导、利用数据库技术作依托、利用Java 软件做工具，在Linux 或Windows 操作系统下，培养学生设计开发Java 应用软件系统的能力。但是Java 课程在本专业主要的课程布局较为分散不成体系，其中Java 程序设计安排在本科二年级，电子商务平台和框架程序设计安排本科三年级，有的课程安排有实验，有的课程安排有综合实训，但是可以看出，总体是围绕Java 这条主线进行的设计。但仍存在一些问题：

（1）课程布局分散，与实践融合不够。应用型本科高校，应当以实践为导向，培养应用人才。CDIO（conceive—design—implement—operate）工程教育模式是由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学，历时4年的探索研究建立的现代工程教育模式，其核心理念是围绕生产周期中工程产品的构思、设计、实现、运行等各个阶段，以过程为载体，培养学生的工程思维能力、个人能力、团队协作能力以及工程系统能力。但是上述课程设置较为分散，没有按照工程思维整体串联，造成了理论与实践脱离。

（2）课程与课程之间衔接不强，实验与实验之间少关联。上述课程被安排在各个学期，授课老师不固定，彼此沟通缺乏，实验内容是否重复、是否衔接等问题，往往考虑很少。重复的实验反复讲解练习，学生们感受较为疲劳，有的学生甚至是产生不学、惰学等负面情绪，教学效果差强人意。课程之间如果不进行统筹规划，会导致每个授课老师各自封闭在自己的备课案例中，虽然也很认真，但是效果并不是很好。

各个课程各自为政，各自安排小实验，缺乏整体的设计，没有大案例驱动，与CDIO 的工程理念不符。实验与实验之间缺少联系。这样会造成学生在实验中学习到的也是分散的知识点，无法完整的设计一个大案例，也没有办法体会用不同的技术实现案例的异同点。

（3）各课程没有考虑线上教学的统一设计，不方便学生的自主学习。随着Java 及其后续技术的发展，延伸出来的相关课程比较多，这些课程也多为线下教学方式，无法适应线上教学模式。从当前的社会背景来看，线上教学的需求日益高涨，“互联网+教育”的发展速度显著提升。

2 融合课程的构建

对Java 课程群进行重组、资源整合、全面融合，构建以实践为导向的Java 融合课程。

2.1 构建线上线下的融合课程体系

首先修订教学计划将分布在各教学周期的多门相关课程统一规划为两门课程，一门基础语言课程，一门大应用课程，并同步修订教学大纲。然后以实践为导向，调研企业中主流的Java技术框架，适应教学周期对企业案例适当裁剪和改编，采用综合案例驱动教学模式，采用以点带面、由浅入深的方式，代替传统的全盘小实验模式。由于目前的Java 技术框架比较多，以代码重用技术为基础，在课程实践中加深学生对不同技术的深度理解。

随着课程融合的逐步推进，同步构建本课程的线上教学模式，结合本课程的教学需要进行分析，平台规划图如图1所示。

图1 线上线下融合教学平台规划图

2.2 线上平台建设

基于Web 技术建立起一个交互、开放、易用的Java 融合课程线上教学平台，辅助融合课程的教学工作。通过教学平台将前后贯通的教学案例资源分门别类地放到各个课程资源中去。平台系统主要模块构成如图2所示。平台用户进入课程页面后，按权限不同，在文件资源页面显示的操作也不同。目前网站已经装载了Java 融合课程的资源库，如图3所示。

图2 平台系统主要模块图

图3 Java 融合课程平台的资源界面

2.3 学生端的设计

学生是评价课程的主要对象，在融合课程中针对学生端的设计显得格外重要。本项目以相同的案例需求，不同的技术路线，把各学科知识点融会贯通起来，促进课程资源的融合、共享。目前该平台已经部署在阿里云服务器上，平台上包括了技术文件、基础案例代码、综合案例展示等，学生可以在电脑端、手机端登录访问并下载。让学习者能够在网站的各项互动功能中掌握、检验自己所学知识，更能调动学习者的学习积极性。系统结构图如图4所示。

图4 学生端交互系统结构图

3 融合课程学生交互系统的实现

3.1 实现环境

系统通过JavaWeb 技术实现课程教学系统中的交互管理，系统设计思想为分层思想，使用三层架构。表现层即视图层使用MVC 框架SpringMVC，处理用户请求并将处理后的数据以视图的形式展现给用户。业务逻辑层接口为Service，是对业务逻辑的处理，包括JavaBean 数据模型。数据访问层使用MyBatis 持久层框架，接口为Dao，作为数据访问层，负责数据库的交互访问。其核心功能主要是学生作业提交批改与课后讨论交流。主要包括教师发布作业内容、学生完成作业提交、教师进行审批等功能，还包括讨论交流功能，即学生和教师可以在讨论区留言讨论问题，分享自己的心得与体会，展示成果等。

3.2 系统实体设计

对作业信息的记录，包括作业ID、作业标题、作业内容、上传时间、课程ID、教师ID、上传计数。作业实体图如图5所示。

图5 作业实体图

对学生作业信息的记录，包括学生作业ID、作业ID、作业标题、作业内容、上传时间、课程ID、教师ID、学生ID、批改标题、批改内容、批改时间、附件名、附件类型。学生作业实体图如图6所示。

图6 学生作业实体图

根据上述实体设计可以进行数据库表的对应设计。

3.3 系统交互设计

讨论区包括讨论内容及该讨论的所有回复，查询讨论列表顺序图如图7所示。

图7 讨论列表顺序图

讨论发布顺序图如图8所示。

图8 讨论发布顺序图

学生上传作业顺序图，如图9所示。

图9 学生上传作业顺序图

教师下载学生作业附件顺序图，如图10所示。

图10 教师下载学生作业附件顺序图

3.4 主要实现界面和测试

目前本系统已经部署服务器上，本学期Java 融合课程教学的师生已经在测试使用。平台不仅为远程教学提供了一个自研定制的环境，还能以实时和非实时的交互方式开展线上教学工作。学生上传作业界面如图11所示。

图11 上传界面

教师在进入作业模块后，选择学生作业，可以在学生作业列表中选择操作下载学生附件，也可以点击查看学生作业详情并在附件处点击下载附件。查看学生作业如图12所示。

图12 查看作业界面

已登录用户可任意发布讨论，可以在讨论下发表回帖或回复，回帖数会有变化，用户成功登录后发布讨论，其他用户登录后可发表回复如图13所示。

图13 讨论界面

通过使用融合平台系统，学生能够根据自己的时间、需求等，从融合教学平台中获取相关Java 技术线的各类教学资源自主学习，有疑问也可以留言或者与同学聊天互动，并及时提交各类作业，大大增加了学生的学习兴趣，也提高了学生的学习效率。

4 结论

本校电子与计算机工程学院对2019 级计算机专业进行了课程调整，并同步实施融合课程的教学改革，支持线上线下教学模式无缝切换，同时采用过程化考评体系测评学生的学习成绩。而工程案例驱动的模式使得学生对Java 技术线的把握显著增强，绝大部分学生都能独立完成课程的小实验、综合实验、大应用项目，学生们大多能够独立解决各种代码Bug，学会自查CSDN 博客上的程序员怎么解决问题等，还有些同学课余自组团队积极申报创新项目，同时还有部分同学开始参与本校教科研单位的自研项目的开发工作，创新能力显著提高。融合课程的教学平台投入测试使用，今后，可以把外部调研企业以及内部课程教学过程中积累的案例、源码、解决方案、阶段性测试习题等等各种教学资源，均放置在该平台并提供给学生下载。Java 融合课程借助各种现代化的教学手段、工程理念，有助于应用型人才的培养，有助于学生更快地适应企业对计算机应用开发人才的需求。