南京大学刘钦主讲：鸿蒙移动应用开发课程全新解读

项目批次：2022年第二批

项目编号：220900007065317

项目类型：新工科建设项目

项目实施背景

随着物联网（IoT）和5G技术的快速发展，市场对多设备互联互通、智能化体验的需求日益增加。鸿蒙系统（HarmonyOS）是华为公司旨在提供跨设备、分布式的智能体验，提供全场景的智慧生活解决方案。HMS则是在操作系统之上提供的一系列华为服务，为应用的开发者提供了极大的便利。其应用开发教学是为了培养能够熟练使用鸿蒙系统进行开发的专业人才。然而，在实际的教学过程中，存在一些问题和挑战。

主要问题如下：

教材和教学资源不足：鸿蒙系统相较于其他成熟的操作系统来说，仍处于发展的初期阶段。相关的教材、教学案例、示例代码等资源较为匮乏，导致教师和学生在学习过程中缺乏足够的参考资料。

师资力量薄弱：由于鸿蒙系统是新兴的操作系统，掌握鸿蒙系统开发技能的教师相对较少。很多教师本身需要先进行自我学习和提升，才能胜任教学任务。

开发工具和环境不完善：鸿蒙系统的开发工具和环境相对较新，虽然华为提供了DevEco Studio等开发工具，但这些工具的稳定性和功能完善程度仍有待提高。

课程设置和内容设计不合理：一些课程设计过于理论化，缺乏实际操作和项目经验，导致学生无法将所学知识应用于实际开发中。此外，课程内容可能与市场需求脱节，未能及时更新和反映最新的技术发展动态。

存在的挑战如下：

技术更新速度快：鸿蒙系统作为新兴技术，其更新迭代速度非常快。教学内容需要及时更新，以跟上技术发展的步伐，这对课程设计和教学资源的更新提出了较高的要求。

跨平台和分布式特性复杂：鸿蒙系统强调跨设备、分布式的特性，这使得开发和学习的复杂度增加。学生需要掌握更多的知识点和技能，才能开发出符合鸿蒙系统特性和优势的应用。

市场认可度和就业前景的不确定性：虽然鸿蒙系统具有很大的潜力，但其市场认可度和应用普及度尚在提升阶段。这可能导致学生和家长对学习鸿蒙系统的前景存有疑虑，从而影响教学的吸引力和参与度。

鉴于上述问题和挑战，实施鸿蒙系统应用开发教学案例具有显著的必要性和迫切性。

改革思路及举措

“移动互联网软件工程”作为软件工程专业的选修课程，旨在将我国软件新兴技术与国际通用技术结合，以培养符合国家发展需求的高层次移动互联网人才。

面对即将到来的万物互联时代，HarmonyOS是华为提供的全场景智慧生活解决方案，HMS则是在操作系统之上提供的一系列华为移动服务，为开发者提供了极大的便利。因而，本课程结合华为的HarmonyOS系统和HMS服务的内容，让学生进一步深入理解移动应用开发需求、架构等原理在技术上的应用与实现。其中，特别介绍了HarmonyOS 4.1的诸多分布式特性，让学生能够了解未来分布式移动客户端设备的生态发展趋势。此外，结合移动互联网领域特有的软件工程技术为学生提供一个完整的服务器端的技术基础。其中主要包括在移动互联网领域中的需求获取、需求分析、后端体系结构、人机交互、移动测试、微服务和DevOps等软件工程知识。

学习本课程后，想在移动互联网领域就业、创新、创业的同学能够：

1、较深入理解移动互联网领域的发展规律和未来趋势；

2、对移动互联网领域前端APP端系统、后端服务器端系统乃至与相关的社会生态环境系统具有系统级的认识和分析能力；

3、有较强的动手能力，能够具有一定的系统分析和软件设计的能力，熟练移动端开发技术（HarmonyOS、HMS等），服务器端技术（SpringBoot，SpringCloud等），做到理论与实践相结合；

4、具备自学习的能力以适应软件技术的快速变化，能够通过自学的方式在较短时间内掌握系统软件的使用；

5、能够综合应用各类方法、技术和工具，运用工程技术方法解决复杂性软件问题；

6、具备语言、交流、写作等基本的软件从业能力，认同现行的法律、道德和伦理；

7、充分理解团队合作的重要性，具备个人工作与团队协作的能力、人际交往和沟通能力以及一定的组织管理能力。

课程软件工程部分重点落在如何获取移动互联网需求、后端架构设计、DevOps、云原生和微服务等方面，对实践部分提供理论支持。课程实践部分结合华为DevCloud为学生提供了一整套DevOps开发环境和工具链，高效进行移动应用后端开发。在DevCloud环境中指导学生体验全开发周期，让学生领会DevOps的思想和精髓。

项目成果、创新点及成效

1.教材建设：

本人主编教材《移动应用开发（高级）》已于2021年10月出版，是国内第一本基于HarmonyOS和HMS系统性介绍移动应用开发的教材，是华为“1+X”职业技能等级证书配套系列教材。

2.慕课建设

相关内容已录制在线开放课程：“华为1+X移动应用开发高级课程”于2021年6月上线，已有超过1500人选修。具体网址如下：
https://developer.huaweiuniversity.com/portal/courses/HuaweiX+CBGHWDCN150/about

3.平台建设

SEECODER平台中具备HarmonyOS开发微课程功能，可以学习相关资料，完成课程学习、案例实践和最终考核。

学生可以自动构建开发的鸿蒙应用并进行相应的自动化测试工作。

SEECODER数据分析系统基于CC2020中提出的KSD-T模型（知识-能力-行为态度在任务中的体现）进行构建。不同于传统教学中仅仅针对学生知识水平而忽略实践的评判标准，分析系统通过学生在任务中表现出的知识、能力和行为态度三个维度，对学生的软件工程学习情况进行更全面的分析。

Developer子系统主要记录学生在小组项目合作中的操作行为，判断学生在项目中的参与程度和全面程度：学生是否有积极参与到团队项目中？学生是否进行了较完整的编程与学习过程？根据以上信息，分为小组得分和个人得分进行评价，老师可以根据直观的分数了解学生的学习情况。目前主要捕捉学生的commit信息、缺陷信息、需求信息和部署信息，并进行分析。

Eval子系统中的题目都遵循K-S-D（知识-能力-行为）三维度进行分数设置，每位学生都有一颗“能力树”，用于综合评价学生的做题学习情况。

学生在完成评测卷内相应的客观题后，分析系统会根据题目的K-S-D信息更新学生的能力树。在分析系统上可以直观地看到学生每一项知识点的掌握程度。

4. 获奖

2021年智能基座奖教金获得者。

2022年主持教育部-华为产学合作协同育人项目《南京大学HMS课程和实践平台建设》，优秀结题。

2022年“移动互联网软件工程”入选南京大学华为智能基座项目金课课程。

2022年度获评教育部产学合作协同育人项目优秀项目案例。

2022年鸿蒙生态人才建设峰会上荣获“鸿蒙生态人才建设春雨奖” 。

2023年主持教育部-华为产学合作协同育人项目《鸿蒙移动应用开发课程和实验体系建设》。

2023年度教育部产学合作协同育人项目华为优秀成果奖。

2023年获评华为 HDE 开发者专家。

本项目创新点是构建符合新工科建设和移动应用领域发展需要的HarmonyOS和HMS课程体系和实践教学体系，具体包括:

1.探索“多角度切入”的HarmonyOS和HMS课程体系

项目从生态需求、技术架构、实际开发技术等多角度切入，将HarmonyOS和HMS作为课程内容引入南京大学软件工程教学体系。

2.探索“创意导向”的HarmonyOS和HMS课程教学方法

未来的消费者移动应用领域需要拥有交叉学科知识和创意思维的人才，依据新工科人才培养的要求，课程教学方法应着力探索以“创意”为导向，有助于培养学生设计思维、工程思维、工程管理思维、跨文化沟通素养等的教学方法，并教会学生以人文关怀的精神去开展相关学习和社会实践。

3.探索“DevOps全周期”的HarmonyOS和HMS课程实践体系

本人主导研发的SEECODER平台基于k8s、gitlab、jenkins等开发工具形成了完整DevOps生命周期的软件工程教学平台。在SEECODER上完成开发基于HarmonyOS的相应的移动应用开发评测模块，记录学生在平台中的所有活动，进行AI智能分析，对其软件工程能力进行评价，从而促进学生自主的进行练习，及时获取评价反馈，增加动手积极性。

应用及推广情况

课程受到国家级一流本科课程负责人--北京大学孙艳春老师和杭州市“万人计划”教学名师吴明晖老师的积极评价；与华为等公司深度合作的产教融合及SEECODER云平台在课程中智能化支撑都获得了广泛认可；伴随华为1+X认证在哈尔滨工业大学、浙大城市学院、南京城市职业学院等20多所国内院校进行推广，得到了师生的广泛好评。

2023年8月5日，在华为HDC开发者大会高校人才生态论坛上进行《南京大学HarmonyOS课程建设经验分享》主题报告，现场人数200人。

2023年12月3日，在中国计算机教育大会智能计算系统大会论坛上进行《南京大学鸿蒙生态人才建设实践经验分享》主题报告，现场人数300人。

2023年12月14日，接受澎湃新闻采访，微博热搜第41位。

2024年1月18日，在鸿蒙千帆启航活动南京分会场进行《鸿蒙生态实践经验分享》，现场人数200人。

2024年6月22日，获评华为“鸿蒙先锋：优秀鸿蒙人才培养奖”。

经验总结

在华为鸿蒙系统应用开发教学案例中，关键的成功要素主要体现在课程体系的创新、丰富的教学资源、理论与实践的紧密结合、产学合作的深度融合以及先进工具的使用。课程将HarmonyOS和HMS系统融入移动互联网软件工程专业选修课，结合我国软件新兴技术与国际通用技术，满足国家产业发展需求。

通过编写教材、录制慕课、开发在线学习平台，为教师和学生提供了丰富的教学资源和参考资料，提升了教学效果。课程设置涵盖移动应用开发需求、架构、服务器端技术等内容，注重理论与实践相结合，培养学生的实际动手能力。

此外，与华为等企业的深度合作，通过项目实践和平台建设，增强了学生对实际开发环境的了解，提高了教学的实际应用效果。先进的SEECODER平台和DevCloud环境，提供了完整的DevOps开发环境和工具链，帮助学生体验全开发周期，掌握企业最佳实践。

这一教学案例带来了许多启示。首先，充足的教学资源是提升教学效果的基础。通过编写教材、开发慕课和在线学习平台，为教学提供了重要支撑。其次，理论与实践相结合，通过具体的项目实践和案例教学，可以帮助学生更好地理解和掌握所学知识，提升其实际应用能力。再次，产学合作的价值不容忽视，与企业的深度合作有助于课程内容的更新和实际应用的贴合，提升学生的就业竞争力。最后，先进的开发工具和平台支持，可以为教学提供便利，提升学生的学习体验和实践效果。

下一步将持续更新教学资源，定期更新教材、案例和课程内容，确保与最新技术发展同步；加强师资培训，通过培训和实践，不断提升教师对鸿蒙系统的掌握和教学能力；增强市场推广和宣传，通过举办讲座、论坛和媒体宣传，提升市场对鸿蒙系统的认可度，增强学生和家长对课程的信心；深化产学合作，进一步加强与企业的合作，增加学生的实习和实践机会，提升其实际开发能力和就业竞争力。