面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)框架探索

王 巖，劉振東，王康平，白 天，黃 嵐

（吉林大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130012）

1 Java教學(xué)現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更新?lián)Q代，移動設(shè)備和智能手機(jī)迅速普及，人們已步入了互聯(lián)網(wǎng)+的新時代。用戶數(shù)量和應(yīng)用領(lǐng)域的激增，使企業(yè)對人才的需求也愈加旺盛；紛繁的職位需求，也使相關(guān)軟件開發(fā)技術(shù)蓬勃發(fā)展。根據(jù)2017年4月最新TIOBE開發(fā)語言排行榜公布的流行開發(fā)語言排名，Java語言再次位居榜首[1]，市場占有率達(dá)15.6%，這也使Java涉及的技術(shù)領(lǐng)域越來越廣泛。

在高校傳統(tǒng)教學(xué)中，由于教學(xué)環(huán)境和培養(yǎng)目標(biāo)等要求，Java語言課程側(cè)重于Java面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)教學(xué)，而面向企業(yè)應(yīng)用需求的內(nèi)容涉及有限。很多具有一定自學(xué)能力并有志于從事實際項目開發(fā)工作的學(xué)生，在Java基礎(chǔ)教學(xué)之外，面對龐雜的Java技術(shù)，常常陷入迷茫，在缺乏有效引導(dǎo)的情況下，難以掌握J(rèn)ava技術(shù)的精髓，以至于失去對Java學(xué)習(xí)的熱情。此時，一套面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)框架，對于具有一定潛力并有志成為一名軟件工程師的學(xué)生尤顯重要。

2 面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)框架構(gòu)建

面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)框架見圖1。該框架以課內(nèi)教學(xué)為基礎(chǔ)，以課外企業(yè)培訓(xùn)與自學(xué)擴(kuò)展為輔助，幫助學(xué)生明確職業(yè)發(fā)展路線，不斷拓展最新相關(guān)技術(shù)，深入了解各知識點(diǎn)的底層內(nèi)涵和應(yīng)用領(lǐng)域，盡早完善職業(yè)規(guī)劃，使其在企業(yè)需求面前處于有利位置，整體課程安排可參考表1。

圖1 面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)框架

3 課內(nèi)教學(xué)

在C和C++語言基礎(chǔ)上，教師應(yīng)依托算法設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，開展Java基礎(chǔ)課程教學(xué)；指導(dǎo)學(xué)生以JavaSE課程為核心，選修Web企業(yè)應(yīng)用和Android移動開發(fā)相關(guān)課程；在任務(wù)和項目驅(qū)動教學(xué)理念下，制訂實踐教學(xué)內(nèi)容；強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和團(tuán)隊協(xié)作的重要性。在以上Java基礎(chǔ)課程之上，應(yīng)推進(jìn)拓展電子商務(wù)和大數(shù)據(jù)科學(xué)等互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域入門課程，提高學(xué)生對Java實際應(yīng)用的認(rèn)知，提升自學(xué)熱情與學(xué)習(xí)主動性[2-3]。

3.1 課內(nèi)基礎(chǔ)教學(xué)

3.1.1 JavaSE

Java程序設(shè)計是Java教學(xué)體系的基礎(chǔ)核心，以JavaSE為主，涵蓋Java程序結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制、Java開發(fā)環(huán)境、圖形化用戶界面、操作數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等核心基礎(chǔ)知識，為學(xué)生的后續(xù)課程和自學(xué)內(nèi)容夯實基礎(chǔ)，課程應(yīng)設(shè)置在第四學(xué)期。

3.1.2 Web企業(yè)應(yīng)用開發(fā)

在JavaSE基礎(chǔ)上，介紹Java企業(yè)級開發(fā)環(huán)境JavaEE，并接觸最基礎(chǔ)的Java Web項目，通過上機(jī)搭建簡單的Java Web項目以加深理解，課程應(yīng)設(shè)立在第五學(xué)期。

3.1.3 移動設(shè)備應(yīng)用開發(fā)

Android課程以實踐課程形式在機(jī)房講授，延續(xù)任務(wù)與項目驅(qū)動的教學(xué)模式，在講授基礎(chǔ)課程內(nèi)容后，進(jìn)行簡單應(yīng)用項目實際開發(fā)，與JavaEE課程并列設(shè)立在第五學(xué)期，為學(xué)生提供模塊選擇。

3.2 課內(nèi)可拓展教學(xué)

3.2.1 電子商務(wù)

電子商務(wù)是以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為手段，以商品交換為中心的商務(wù)活動，也可理解為在互聯(lián)網(wǎng)（Internet）、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）和增值網(wǎng)（VAN，Value Added Network）上以電子交易方式進(jìn)行交易活動和相關(guān)服務(wù)的活動，是傳統(tǒng)商業(yè)活動各環(huán)節(jié)的電子化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化，主要以電商網(wǎng)站形式出現(xiàn)，并依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展。在互聯(lián)網(wǎng)+飛速發(fā)展的今天，為進(jìn)一步提高電商效益，提升用戶體驗度，淘寶網(wǎng)、京東商城、58同城等各類電商網(wǎng)站紛紛推出相應(yīng)的移動端App應(yīng)用，擴(kuò)展了電子商務(wù)的具體表現(xiàn)形式。Java在電商網(wǎng)站和移動App應(yīng)用中都具有舉足輕重的作用，因此繼JavaSE、JavaEE、Android課程之后，應(yīng)將電子商務(wù)課程設(shè)置在第六學(xué)期前半部分。

3.2.2 大數(shù)據(jù)科學(xué)

電子商務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為人們提供了豐富的實時海量數(shù)據(jù)資源，使人們的生活步入了大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)科學(xué)時代。大數(shù)據(jù)科學(xué)主要以統(tǒng)計學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)可視化以及（某一）領(lǐng)域知識為理論基礎(chǔ)，其主要研究內(nèi)容包括數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)理論、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)管理等。面對激增的數(shù)據(jù)，需要搭建大數(shù)據(jù)平臺來存儲并提升數(shù)據(jù)計算效率；相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析語言，則可以幫助人們在大數(shù)據(jù)平臺上，更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，從而得到具有實際應(yīng)用價值的信息。當(dāng)今流行的大數(shù)據(jù)平臺Hadoop、Spark、Storm等，都不約而同地與Java語言有著直接或者間接的聯(lián)系，奠定了Java在大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的優(yōu)勢地位，接續(xù)電子商務(wù)課程安排在第六學(xué)期后半部分。

表1 面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)設(shè)置

4 企業(yè)培訓(xùn)與自學(xué)

對于想從事Java項目開發(fā)工作的學(xué)生而言，在課內(nèi)熟練掌握J(rèn)ava基礎(chǔ)，并對Java應(yīng)用領(lǐng)域有所了解后，需要課外企業(yè)培訓(xùn)以及自學(xué)來進(jìn)一步了解企業(yè)實際需求。這主要通過校內(nèi)實踐課程（第六學(xué)期）、Java Web企業(yè)培訓(xùn)（第七學(xué)期）、Android企業(yè)培訓(xùn)（第七學(xué)期）和企業(yè)實習(xí)（第七/八學(xué)期）等一系列實踐課程實現(xiàn)，對相關(guān)知識層層深入、逐步完成，其涉及的內(nèi)容主要包括后臺和前端開發(fā)，兼顧項目輔助工程管理等內(nèi)容。此過程中，學(xué)生將完整認(rèn)識具體項目開發(fā)的整體流程，逐步完善自己的職業(yè)規(guī)劃，向前端工程師、移動端工程師、后臺研發(fā)工程師以及更高端的項目架構(gòu)師、全棧工程師等不同方向發(fā)展。

4.1 前端

實際教學(xué)過程中，課內(nèi)注重的是以JavaSE為核心的基礎(chǔ)教學(xué)，對于前端的相關(guān)內(nèi)容往往一筆帶過，雖有網(wǎng)頁設(shè)計等課程，但是未能像Java教學(xué)一樣形成體系。學(xué)生應(yīng)明晰前端學(xué)習(xí)路線，提高前端開發(fā)效率，與后臺進(jìn)行更好地交互，可從Andrioid前端和Web前端兩個主要方向入手深入學(xué)習(xí)前端開發(fā)。

4.1.1 Android前端

Android移動端開發(fā)基于Java語言環(huán)境，可從Android UI基礎(chǔ)開始，熟練掌握Activity、Layout布局等；在實際開發(fā)中，企業(yè)為了提高開發(fā)效率、規(guī)范代碼格式，要求熟練并實踐Android框架內(nèi)容；同時，進(jìn)行Android圖片和文字特效、動態(tài)背景、自定義動畫和特定傳感器應(yīng)用等Android UI高階學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生成為Android領(lǐng)域的高端人才和公司的核心技術(shù)支撐。

4.1.2 Web前端

網(wǎng)頁主要由HTML標(biāo)簽和CSS樣式構(gòu)成，并可配合JavaScript等腳本語言和動態(tài)標(biāo)簽對網(wǎng)頁各元素進(jìn)行動態(tài)格式化展示。學(xué)生可通過全球最大的中文 Web 技術(shù)教程網(wǎng)站學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)[4-5]。隨著Html5、CSS3、JQuery、Ajax等最新技術(shù)的不斷普及，前端Web網(wǎng)頁的效果和功能不斷豐富。單就數(shù)據(jù)展示的Charts腳本來講，各種技術(shù)常用的表現(xiàn)形式就達(dá)上百種之多。

由于Web前端涉及的單獨(dú)技術(shù)很龐雜，可以在了解相關(guān)單項技術(shù)之后，適當(dāng)?shù)貙W(xué)習(xí)一些Web前端框架，以加快開發(fā)速度，并滿足規(guī)范性要求，提高開發(fā)效率和項目魯棒性。常見的一些Web前端框架有BootstrapBackboneJSReactJSAvalonJSAugularJSVue等。

4.2 后 臺

課內(nèi)教學(xué)雖然講述了Java后臺開發(fā)所需的基礎(chǔ)知識，但學(xué)生仍然不夠了解企業(yè)級的后臺框架、快速開發(fā)以及最新高級技術(shù)等內(nèi)容，在面對企業(yè)應(yīng)用和自我擴(kuò)展過程中，需要明確學(xué)習(xí)深入的具體方向。

4.2.1 后臺框架

從企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的效率、標(biāo)準(zhǔn)化以及最新技術(shù)的應(yīng)用等多方面考慮，熟悉和掌握Web后臺優(yōu)秀框架非常重要。框架為執(zhí)行繁瑣的代碼任務(wù)提供了預(yù)建模塊，使開發(fā)者將更多精力放在核心業(yè)務(wù)上，屏蔽跟業(yè)務(wù)開發(fā)無關(guān)的各類技術(shù)問題，加快開發(fā)進(jìn)程，在類似項目中重用代碼，為開發(fā)者節(jié)省大量的時間和精力。

傳統(tǒng)JavaEE框架屬于重量級開發(fā)，適合于大型企業(yè)，但由于JavaEE的API帶有侵略性、對容器有很強(qiáng)的依賴、不具有配置能力、不同的產(chǎn)品部署過程不同帶來不便、啟動時間較長等方面的缺點(diǎn)，對輕量級的企業(yè)實際項目布置不夠理想。而SSH(StrutsSpringHibernate)、S2SH(Struts2SpringHibernate)和SSM(SpringMVCSpringMyBatis)等框架則提供了相對簡化的輕量級框架。這些流行的Web應(yīng)用程序開源框架，可以幫助開發(fā)人員在短期內(nèi)搭建結(jié)構(gòu)清晰、可復(fù)用性好、維護(hù)方便的Web應(yīng)用程序。其中使用Struts/Struts2/SpringMVC作為系統(tǒng)的整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)MVC的分離，控制業(yè)務(wù)跳轉(zhuǎn)；Hibernate/MyBatis框架對數(shù)據(jù)庫持久層提供支持；Spring則負(fù)責(zé)管理持久層和業(yè)務(wù)控制。

4.2.2 高階技術(shù)配置

在Java企業(yè)應(yīng)用開發(fā)確定整體系統(tǒng)框架之后，仍然需要大量高階技術(shù)的支持和配置，以保障項目運(yùn)行穩(wěn)定安全，為外界訪問提供數(shù)據(jù)接口等。這主要涉及主從數(shù)據(jù)庫、負(fù)載均衡、中間件配置、Web service等多方面內(nèi)容。

為了謹(jǐn)防數(shù)據(jù)的丟失，可以采用主從數(shù)據(jù)庫的方式保護(hù)和管理數(shù)據(jù)。這樣，當(dāng)其中一個數(shù)據(jù)庫崩潰的時候，另一個數(shù)據(jù)庫仍可存儲數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可用性。在數(shù)據(jù)和服務(wù)任務(wù)比較繁重的應(yīng)用中，負(fù)載均衡可將項目分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元(比如多個Tomcat服務(wù)器)上執(zhí)行，例如Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其他關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器等，從而共同完成工作任務(wù)，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。

企業(yè)應(yīng)用后臺開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到不同軟硬件技術(shù)之間分享資源以及服務(wù)資源共享等需求，這需要用到中間件以及Web Service服務(wù)。中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。比如簽字板外接設(shè)備和Web后臺之間的連接配置，生鮮系統(tǒng)與超市購物系統(tǒng)的電子秤數(shù)據(jù)和掃碼數(shù)據(jù)也需要通過中間件傳送到Web后臺等。Web Service可以構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)化程度極高的Web服務(wù)，相當(dāng)于構(gòu)件都有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以直接交互。現(xiàn)在流行的框架主要是AXIS2和CXF等，用于發(fā)布WSDL接口，并通過SOAP協(xié)議進(jìn)行傳輸消息。

4.3 項目輔助

在企業(yè)項目的實際開發(fā)過程中，不僅要完成系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和前后臺編程，還涉及團(tuán)隊分工與協(xié)作、代碼共享、代碼存放、項目發(fā)布等諸多軟件工程實踐內(nèi)容。

4.3.1 團(tuán)隊協(xié)作

企業(yè)項目在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上分模塊開發(fā)，一個項目組的成員可分為前端成員、后臺成員和測試成員等，不同模塊間的開發(fā)人員需要統(tǒng)一管理，尤其在編碼風(fēng)格、接口規(guī)范、開發(fā)文檔等方面遵循軟件項目管理的規(guī)范。例如國際CMM認(rèn)證，致力于評價軟件承包能力并幫助其改善軟件質(zhì)量的方法，側(cè)重于軟件開發(fā)過程的管理及工程能力的提高與評估。學(xué)生在企業(yè)實訓(xùn)過程中，要明確團(tuán)隊協(xié)作的重要性，找準(zhǔn)自己在項目組中的位置，并遵從軟件項目管理要求。

4.3.2 代碼共享與存放

在實際的Java開發(fā)團(tuán)隊協(xié)作過程中，需要進(jìn)行代碼的共享以更加全面地提高開發(fā)效率和團(tuán)隊協(xié)作能力，目前較為常見的代碼共享管理插件有SVN、GIT等，可以集成到Java開發(fā)的IDE（如Eclipse）中使用。

同時，很多學(xué)生在完成一個項目后，不及時整理代碼，隨意丟放在電腦中，以至于遇到功能相似的項目時，找不到之前的開發(fā)代碼例程，造成重復(fù)開發(fā)等問題。因此，學(xué)生應(yīng)養(yǎng)成利用Github等工具存放代碼的習(xí)慣，以便日后復(fù)習(xí)，這也是一個知識與經(jīng)驗不斷積累更新的過程。尤其是在面試時，可以將自己存放的代碼讓面試官過目，凸顯自己的實力與項目經(jīng)歷。當(dāng)然，學(xué)生還可以將解決工程問題積累的經(jīng)驗寫成博客發(fā)布在CSDN上，與志同道合的朋友共同進(jìn)步！

4.3.3 項目發(fā)布

當(dāng)完成一個Web項目，并可在本機(jī)Tomcat上發(fā)布后，可通過花生殼等映射軟件進(jìn)行外網(wǎng)發(fā)布。由于使用電腦作為服務(wù)器需要保持電腦持續(xù)開機(jī)，而且存在安全性等問題，也可根據(jù)實際需求選擇不同配置的云服務(wù)器和服務(wù)時效。同樣，對于完成的App項目，也可通過多種公共應(yīng)用市場發(fā)布。

5 結(jié) 語

當(dāng)學(xué)生掌握課內(nèi)基本知識后，積累了一定的項目開發(fā)實踐，就會面臨就業(yè)工作的抉擇。而Java語言作為跨平臺的面向?qū)ο笳Z言，在近年流行開發(fā)語言排名中穩(wěn)居第一，在Web企業(yè)級應(yīng)用和移動設(shè)備開發(fā)中更是發(fā)展迅猛。在如此龐大的Java市場和人才培養(yǎng)需求面前，構(gòu)建面向企業(yè)應(yīng)用的Java教學(xué)框架，以企業(yè)需求為向?qū)Вm與企業(yè)實際需求仍有一定差距，但將為學(xué)生明確職業(yè)學(xué)習(xí)和發(fā)展路線，制訂合理學(xué)習(xí)計劃和扎實提升自身技術(shù)，提供強(qiáng)有力的支撐和指引。

[1]TIOBE. TIOBE編程語言社區(qū)排行榜統(tǒng)計[EB/OL]. [2017-04-25]. http://www.tiobe.com/tiobe-index/.

[2]王巖, 黃嵐, 杜偉. Java課程教學(xué)體系構(gòu)建探索[J]. 計算機(jī)教育, 2013(18): 83-86.

[3]王巖, 歐歌, 黃嵐, 等. Java課程體系本體系統(tǒng)構(gòu)建探索[J]. 計算機(jī)教育, 2016(6): 108-111.

[4]W3school.中文 Web 技術(shù)教程w3school在線教程[EB/OL]. [2017-04-25]. http://www.w3school.com.cn/.

[5]深度開源. 首頁[EB/OL]. [2017-04-25]. http://www.open-open.com.