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摘要：在Java语言教学中使用案例教学法，已经被证明是开展程序设计教学的重要方法，而案例的组织就成为提高教学效果的重要环节。如果能同时衡量学生的学习效果或学生的能力提升，则又成为一个课题。本文针对案例组织，提出了应用能力成熟度模型（CMM）进行案例体系化设计建设的观点，并提出了思路、原则及算法，达到Java语言案例教学的过程化、系统化这样的目的，最终实现了评估学生Java语言程序设计能力的目的。
关键词：Java语言；能力成熟度模型；系统化；过程化
本文引用格式：王晓光.能力成熟度模型（CMM）在Java案例化教学中的应用探究[J].教育现代化，2019，6（83）：89-93.
Java语言是一种优秀的面向对象的语言，经过若干年的发展，目前仍然是Internet应用开发的核心与主流技术。Java语言支持基于组件的多层企业级应用的开发标准，适合开发大型的企业级应用系统。目前，各高校、培训机构都把Java课程作为骨干程序设计语言的课程，并且将案例教学法确定为主要教学方法。
一案例体系化设计的一般过程
我们在使用案例教学法进行高级程序设计语言教学，首先要设计案例内容。如果要收到良好的效果，必须系统化、过程化。具体包括：
（一）选取典型案例
根据工业界的需求，在实际应用的具体项目中，选取与教学内容匹配，出现次数较多，同时代码量适合教学的代码，进行归纳抽象。如多功能计算器、二分查找、购物车、贷款计算等。
（二）分析案例
分析案例中包含的知识点，建立案例与Java知识点的关联；同时，需要根据案例的算法复杂性、知识内容的难度，确定案例的难度系数。
（三）建立案例的体系
这里的层次是对每一个案例都赋予两个系数。一个是学习顺序；一个是知识的综合度系数，即该案例包含的知识点的数量。
（四）保证动态调整
可以根据授课群体、教学目标、教学效果的要求，进行动态调整。显然对于不同的学生群体，案例的难度是不一样的；随着教学的反复进行，先前定义的案例系数与内容也需要优化调整。
二 案例体系化建设过程中的困难和问题
一个合理的案例体系标准包括：一是覆盖全部知识点，二是案例难度基本符合正态分布。
如果通过这样的案例体系完成正常教学外，还能判断学生对于Java语言内容的掌握程度，以及对于该语言的运用的能力，无疑这是最理想的。而面向过程的能力成熟度模型（CMM）可以是解决该问题方案之一。
三 能力成熟度模型(CMM)简介
美国卡耐基-梅隆大学软件工程研究所（SEI），从1986年着手研究软件能力成熟度模型（capacity maturity model for software，CMM-SW），并在1991年发布了CMM1.0板。
（一）软件过程成熟度等级
CMM模型定义了5个软件过程成熟度等级，分别为初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。
1.初始级（initial）
软件过程的特点是无秩序的，甚至是混乱的，几乎没有什么过程是经过妥善定义的，成功往往于依赖个人或小组的努力。
2.可重复级（repeatable）
建立了基本的项目管理过程来跟踪成本、进度和功能特性，制定了必要的过程纪律，能重复早先类似应用项目取得的成功。
3.已定义级（defined）
已将管理和工程活动方面的软件过程文档化、标准化，并综合成该组织的标准软件工程。所有项目均使用经批准、裁剪的标准软件过程来开发与维护。
4.已管理级（managed）
收集软件过程和产品质量的详细度量值，对软件过程和产品都有定量的理解和控制。
5.优化级（optimizing）
过程量化反馈和先进的新思想、新技术促使过程不断改进。
（二）关键过程域
CMM提供了18个关键过程域。每一个等级对应一定的关键过程域，例如可重复级，对应需求管理、软件项目计划、软件项目跟踪和监督、软件分包合同管理、软件质量保证、软件配置管理。
四 Java能力成熟度模型设计
结合案例教学，构建学生Java应用能力成熟度模型，实现评估Java教学效果这样的目标，使学生明确自己所处的阶段，方便教师有针对性的完善教学方法，提高教学水平。可以将Java能力成熟度模型定义为五个等级：初始级、基本语法级、基于对象级、面向对象级、提升级。
初始级：这是最低的能力等级。处于该级别的学生，能使用开发工具软件，编写类似“Hello world”的程序；或输入简单数据，根据已知公式计算出结果，并输出。
基本语法级：能使用选择语句、循环语句编写程序；并能较熟练运用string、一维数组、二维数组等数据结构；根据需要，能调用数学函数。
基于对象级：能描述对象与类，使用类来建模对象；能定义对象，并使用构造方法创建对象；能运用访问操作符（.）来访问对象的数据和方法；能熟练运用可见性修饰符，实现数据封装与保护；能正确理解静态变量、常量和方法；能建立对象数组。
面向对象级：能使用继承，通过父类定义子类；能使用重载、覆盖调整父类与子类的联系；能使用多态完成动态绑定；能使用抽象类、接口搭建系统框架。
提升级：能应用异常处理和输入\输出流完成数据读取；能完成桌面程序的编写；能应用线程技术完成通信程序的设计开发。
五 Java能力成熟度模型与案例体系设计
根据前面对于案例的设计，可知一个案例应该具有属性：知识点、难度系数、学习顺序、知识点综合度系数。此外，还应该加上能力成熟度等级。这样，一个案例就具有5个维度。既保证了教学的顺利进行，也实现了考核教学效果的目标，实现与专业培养方案的关联。
六 Java能力成熟度模型各级别的意义
初始级：这是最低的能力等级。达到该级别的学生，已经掌握Java程序设计语言的入门语法知识，并能运用相应工具软件完成代码的调试，具备了进一步学习的能力。
基本语法级：代表学生已经能够使用Java程序设计语言中的判断结构和循环结构完成复杂算法的问题求解。反映学生对于基础语法的掌握程度及算法实现的逻辑思维能力。
基于对象级：反映学生使用类进行程序模块化设计的能力，以及对于现实世界中的对象进行抽象、归纳的能力。该级别不达标，会严重影响后续内容的掌握及运用面向对象程序设计语言进行软件系统的开发能力的提高。
面向对象级：这已经是较高的级别，代表学生已经深入理解并掌握了继承、多态等内容，并能通过继承完成系统架构的拓展，实现较高水平的软件复用。为以后应用Java程序设计语言完成复杂系统的开发奠定基础。
提升级：能达到该级别的学生人数应该比较少。因为达到该级别意味着能开发桌面程序；能处理文件输入/输出；能编写较简单的网络通信程序，即已经具备初步的工作能力。
七Java能力成熟度模型在教学中具体应用
（一）建立案例体系
首先要建立案例体系，不仅要保证案例的数量，而且要保证案例能覆盖全部的教学知识点与能力要求，并将案例对应到Java能力成熟度模型不同的级别上。案例的数量太少是无法测量出学生的水平，也就无法进一步优化Java能力成熟度模型。
（二）Java能力成熟度模型应用
案例首先是用来讲授教学内容的，帮助学生理解抽象的理论内容或绝对陌生的知识，并提高应用能力，达到举一反三的目的。如果同时用来检验对内容掌握程度，或应用水平，无疑可以提高案例使用效率。
目前设计Java能力成熟度模型的关键过程域包括：
（1）独立完成一定数量相关案例的调试；
（2）能独立解释一定数量相关案例代码的内容；
（3）能独立修改一定数量相关案例代码的内容。在实际应用时，案例的数量可以根据授课对象及实际效果加以调整，如何调整还需要累计样本数据，并建立数学模型。初期可以先按照教师个人的经验进行安排，这就要求授课教师具有一定的开发经验。
（三）数据收集与结果分析
数据收集意味着在应用Java能力成熟度模型时，注意收集学生的反馈数据，具体包括对案例内容、案例难度、每次授课实施的案例数量及学生能按时完成的案例数量的统计，以及正确率情况，并做出阶段性的评估，为建立数学模型打下基础。
结果分析是在一个教学周期完成后，对学生应用Java语言能力的提高程度、知识掌握和达到的能力等级的判断和总结。
八结束语
能力成熟度模型(CMM)最初是用来衡量一个机构软件开发能力的模型，并有相关的证书，目前发展到CMMI。同时，这种面向过程，面向能力的思想，可以在许多方面进行应用，如教师的考核、学生应用能力的鉴定等。用在Java案例教学中，同样可以起到提高教学质量的目标，而且用可以定量的尺度具体衡量实际的教学效果，也为学生就业也提供了一定的参考数据。
参考文献
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[3]邓珊，孙福权.基于CMM的教学质量管理过程的设计[J].辽宁经济职业技术学院.辽宁经济管理干部学院学报，2006(02)：72-73.
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