Java在線開放課程建設(shè)初探

摘要：Java作為目前最熱門的程序設(shè)計語言之一，是當(dāng)前很多高校計算機專業(yè)的必修課程。文章簡要介紹Java在線開放課程建設(shè)的背景，分析Java在線開放課程建設(shè)的可行性及意義，詳細闡述Java在線開放課程建設(shè)的主要內(nèi)容，最后討論J&va在線開放課程建設(shè)與使用過程中遇到的若干問題。

關(guān)鍵詞：lava；在線開放課程；網(wǎng)絡(luò)課程

1.Java在線開放課程建設(shè)的意義

從2012年開始，美國一批頂尖大學(xué)開始陸續(xù)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺并在平臺上提供一些供學(xué)生免費使用的優(yōu)質(zhì)課程，這被視為在線開放課程的開端。隨著三大課程提供商edX、Coursera、Udacity的興起，在線開放課程蓬勃發(fā)展。國內(nèi)的一些知名高校幾乎與國際同步開始在線開放課程的建設(shè)，如2012年5月清華大學(xué)成為edX的第一批亞洲高校成員，正式與edX合作；2013年7月，上海交大和復(fù)旦大學(xué)簽約Coursera；2014年5月，網(wǎng)易云課堂與愛課程網(wǎng)合作推出的“中國大學(xué)MOOC”項目正式上線，承接教育部國家精品在線開放課程的任務(wù)。目前，在線開放課程建設(shè)受到越來越多國內(nèi)高校的重視。

在線開放課程之所以受到如此關(guān)注，是因為它具有以下優(yōu)點：①教學(xué)資源和學(xué)習(xí)工具多元化。在線開放課程整合多種形式的數(shù)字化資源和多種社交網(wǎng)絡(luò)工具，形成了形式多樣的課程資源和多元化的學(xué)習(xí)工具。②課程使用方便。在線開放課程使得世界各地的用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)，在家學(xué)習(xí)著名高校提供的優(yōu)質(zhì)課程，從而突破傳統(tǒng)課堂的時空限制。③課程受眾面廣。在線開放課程用戶通過網(wǎng)絡(luò)進行學(xué)習(xí)，能夠滿足大規(guī)模學(xué)生同時學(xué)習(xí)。

Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（以下簡稱Java）是很多高校計算機專業(yè)的必修課程，是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)當(dāng)前主流開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)，課程地位十分重要。浙江師范大學(xué)行知學(xué)院的Java課程是計算機專業(yè)每屆學(xué)生的必開課程，是Web前端開發(fā)、Web系統(tǒng)開發(fā)、移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)；尤其在與國內(nèi)信息安全領(lǐng)域某知名公司簽訂聯(lián)合辦學(xué)協(xié)議后，我們已經(jīng)把網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全方向確定為將來計算機專業(yè)的重點發(fā)展方向，因此網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)相關(guān)課程的重要性愈顯突出。

隨著社會經(jīng)濟和信息技術(shù)的發(fā)展，個人電腦和移動智能終端越來越普及，尤其是在高校計算機專業(yè)中，學(xué)生幾乎人手一臺筆記本電腦和一部智能手機，因此Java在線開放課程用戶已經(jīng)具備良好的硬件基礎(chǔ)。此外，Java課程內(nèi)容由一系列可離散化的知識點組成，比較適合在線開放課程這一新興的教學(xué)模式，因此Java在線開放課程建設(shè)具有良好的可行性。另外，Java在線開放課程的意義還在于能夠為將來開展線上和線下融合教學(xué)提供基礎(chǔ)。

2.Java在線開放課程的建設(shè)內(nèi)容

在線開放課程與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻課不同，它需要提供多元化的數(shù)字化教學(xué)資源，主要包括課程教學(xué)大綱、知識點關(guān)系及學(xué)習(xí)導(dǎo)航、高質(zhì)量的教學(xué)視頻、隨堂講義、同步練習(xí)、學(xué)習(xí)評價方案、其他輔助資源等內(nèi)容，并且提供師生互動與答疑機制等。Java在線開放課程建設(shè)的主要內(nèi)容如下。

（1）課程教學(xué)內(nèi)容知識點的離散化。在線開放課程的一個重要優(yōu)點在于它能夠讓用戶通過碎片化的積累成就系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)?；诎咐腿蝿?wù)驅(qū)動的教學(xué)法有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，在傳統(tǒng)課堂教學(xué)上具有良好的教學(xué)效果并被廣泛應(yīng)用。為了突出案例的趣味性和實用性，所設(shè)計的案例往往包含多個知識點，可能需要較長的時間才能完成；而在線開放課程用戶的時間往往比較零碎，每次在網(wǎng)上學(xué)習(xí)的時間比較短，因此基于綜合案例的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法并不適合在線開放課程的學(xué)習(xí)特點，在線開放課程適合采用更細粒度的教學(xué)單元。為了適應(yīng)這一需求，必須以知識點為基本教學(xué)單位重新組織教學(xué)內(nèi)容，因此在線開放課程建設(shè)的首要任務(wù)是實現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的知識點離散化處理。在Java在線開放課程的建設(shè)中，我們把課程教學(xué)內(nèi)容劃分為68個知識點。

（2）基于知識點的教學(xué)單元設(shè)計。基于知識點的教學(xué)單元設(shè)計是Java在線開放課程設(shè)計的重要內(nèi)容。Java作為一門程序設(shè)計語言課程，主要目的是讓學(xué)生具備使用Java編程的能力。為了實現(xiàn)良好的教學(xué)效果，教師需要將知識點講解融入一個個實例中，因此基于知識點的教學(xué)單元設(shè)計重點是基于知識點的實例設(shè)計?？紤]到在線開放課程的特點，每個教學(xué)單元時間不宜過長，一般要求控制在5-10min之內(nèi)，因此教師在設(shè)計教學(xué)實例時，除了要考慮實例的典型性、趣味性、實用性等，還特別需要注意教學(xué)實例的大小。另外，有些知識點在Java課程知識體系中具有十分重要的地位，如構(gòu)造方法、參數(shù)傳遞、super關(guān)鍵字使用、多態(tài)、接口回調(diào)等，為了能夠讓學(xué)生更好地理解和掌握這些知識點，教師需要設(shè)計多個教學(xué)實例。

根據(jù)不同知識點的特點，我們采用不同的教學(xué)單元內(nèi)部組織形式：有些是先進行知識點講解，后介紹相關(guān)應(yīng)用實例，如在講解for語句時，首先通過一個簡單的例子介紹for語句的執(zhí)行機制，然后通過稍復(fù)雜的例子讓學(xué)生進一步理解for語句的功能；有些是先提出實際問題，再介紹相關(guān)知識點，最后解決問題，如在講解String類常用方法時，首先提出并分析“如何判斷一個字符串是否是回文”的問題，然后再講解需要用到的String類相關(guān)方法，最后使用String類的相關(guān)方法解決“判斷回文”的問題；另外，在某些教學(xué)單元最后，我們提出一個小問題，引導(dǎo)學(xué)生進行下一個單元的學(xué)習(xí)，如在“方法重寫”教學(xué)單元的最后，提出“如何調(diào)用被覆蓋的父類方法”的問題，吸引學(xué)生進入“super關(guān)鍵字”知識點的學(xué)習(xí)。

（3）教學(xué)單元視頻的制作。在線開放課程的視頻比普通公共課的視頻具有更高的要求，要想達到更好的教學(xué)效果，必須采用多種媒體技術(shù)制作教學(xué)視頻，還需要根據(jù)知識點及其實例的特點選擇最適合的媒體技術(shù)進行呈現(xiàn)。例如，一些操作技能性知識點（如JDK的安裝與環(huán)境配置、Eclipse的安裝與使用等）比較適合采用屏幕操作錄像；一些語句功能（如Java流程控制語句等）的講解可采用板書錄像；一些原理性的知識點（如對象的內(nèi)存模型、參數(shù)傳遞等）講解則可借助于靜態(tài)圖片展示或Flash動畫等。教學(xué)視頻的制作是Java在線開放課程建設(shè)工作的重中之重。

（4）視頻教學(xué)單元配套講義的整理。為了提高在線開放課程的教學(xué)效果，除了提供基于知識點的教學(xué)視頻外，還需要整理與之相配套的教學(xué)單元講義。在教學(xué)單元講義中，一般需要提供如下內(nèi)容：教學(xué)目標(biāo)、知識點內(nèi)容、前續(xù)知識點、相關(guān)實例功能及其實現(xiàn)過程、鞏固性提問、參考資料列表等。配套講義可以和教學(xué)視頻相輔相成，共同促進學(xué)生的學(xué)習(xí)并為學(xué)生提供必要的知識拓展。

（5）同步練習(xí)的設(shè)計。為了能夠使學(xué)生所學(xué)的知識和能力得到及時鞏固，教師需要為每個視頻教學(xué)單元設(shè)計同步練習(xí)?？紤]到在線開放課程學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，在設(shè)計同步練習(xí)時，教師需要重點關(guān)注同步練習(xí)的大小和難度。同步練習(xí)不應(yīng)過大，可以與教學(xué)視頻中的實例相當(dāng)或比其稍大；在難度方面，一般是由單一知識點應(yīng)用到多個知識點應(yīng)用，由簡到難，層次遞進，這樣有利于知識的鞏固和編程能力的提升，同時不至于打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，設(shè)計的同步練習(xí)需要有一定的實用性和趣味性，以有利于提高學(xué)生的積極性。

（6）Java程序自動評判系統(tǒng)的設(shè)計。Java作為一門程序設(shè)計語言，最主要的目的是培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，學(xué)生必須進行大量的編程練習(xí)。為了提高學(xué)習(xí)效率，及時對學(xué)生完成的Java程序進行評判與反饋就顯得十分重要，但參加在線開放課程學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)往往較多，通過教師人工評判顯然無法滿足需求，因此需要考慮設(shè)計Java程序自動評判系統(tǒng)。目前，有些用于ACM競賽的0J系統(tǒng)支持對Java程序的自動評判，但這些系統(tǒng)對Java面向?qū)ο缶幊痰奶攸c支持不足，不能很好地滿足Java在線開放課程的需求，因此我們需要對Java程序的自動評判技術(shù)進行研究。

（7）學(xué)習(xí)效果的評價。在線開放課程在教學(xué)組織、學(xué)生層次、學(xué)習(xí)方式等方面與傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在較大的差異，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)效果評價方案也需要作出相應(yīng)的調(diào)整?？紤]到在線開放課程中學(xué)生的學(xué)習(xí)時間比較零碎，因此學(xué)習(xí)效果評價時間不宜過長，適宜采用化整為零，以章節(jié)為單元進行階段性評價；考慮到學(xué)生間的學(xué)習(xí)進度存在差異，空余時間也不盡相同，因此適宜采用分散式自主評價，讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進度進行學(xué)習(xí)評價，另外還可以把學(xué)生的視頻觀看記錄、同步練習(xí)作業(yè)等數(shù)據(jù)作為其學(xué)習(xí)評價的一部分。

（8）其他輔助資源的整理與建設(shè)。在線開放課程建設(shè)除了上述內(nèi)容外，還需要整理和建設(shè)其他輔助資源。例如，整理Java常見問題及回答預(yù)案，以便教師在互動答疑時能夠及時、準(zhǔn)確地回答學(xué)生提出的疑問；提供最新版本JDK和Eclipse安裝包的下載鏈接；提供一些主流Java技術(shù)論壇的鍵接，讓學(xué)生可以在課余時間學(xué)習(xí)交流。

3.Java在線開放課程建設(shè)與使用過程中遇到的問題

首先，教學(xué)視頻的制作需要專業(yè)視頻錄制人員的參與。在線開放課程對教學(xué)視頻提出了更高的要求，因此在課程建設(shè)團隊中，除了要有教學(xué)經(jīng)驗豐富的教學(xué)名師外，還需要有精通視頻拍攝的專業(yè)人員，如攝像師、配音師、動畫制作師等，甚至導(dǎo)演；另外，還需要比較專業(yè)的設(shè)備和場地，如攝像機、攝影棚、專業(yè)視頻編輯平臺等。在Java在線開放課程教學(xué)視頻錄制環(huán)節(jié)，我們邀請浙江師范大學(xué)行知學(xué)院信息技術(shù)傳播實驗教育國家示范中心和學(xué)校電視臺的專業(yè)人員加盟，錄制的視頻質(zhì)量好，工作效率高，反而降低了相關(guān)成本。

其次，Java在線開放課程必須要有相關(guān)平臺的技術(shù)支持。由于浙江師范大學(xué)行知學(xué)院的在線開放課程平臺還在招標(biāo)采購中，因此目前Java在線開放課程已建成的部分資源只能暫時存放在原來的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上。原來的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供課程管理、學(xué)生管理、教學(xué)材料管理、作業(yè)管理、在線測試、互動答疑討論等功能，能夠滿足普通網(wǎng)絡(luò)課程的基本使用。然而，該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對視頻資源的支持并不理想，基于知識點的教學(xué)視頻只能作為教學(xué)資源進行管理和維護，學(xué)生在訪問觀看使用視頻時比較麻煩。另外，隨堂練習(xí)也無法與相關(guān)的教學(xué)視頻建立關(guān)聯(lián)，需要學(xué)生以人工的方式進行選擇，使用起來十分不便。為了能夠讓Java在線開放課程發(fā)揮更大的作用，必須要有相關(guān)平臺的技術(shù)支持。

最后，Java在線開放課程的各個使用環(huán)節(jié)需要進一步探索。由于Java在線開放課程目前還處于建設(shè)階段，我們還是以傳統(tǒng)課程形式為信息類學(xué)生開設(shè)Java，而只是將Java在線開放課程作為一個輔助教學(xué)平臺供學(xué)生課余學(xué)習(xí)?；诮ㄔO(shè)中的Java在線開放課程，我們嘗試“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新的教學(xué)模式：首先，教師要求學(xué)生在課余時間觀看教學(xué)視頻，進行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；然后，教師在課堂上通過提問、答疑等方式幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。學(xué)生對這種新的教學(xué)模式感到新奇，但同時對這種改變還不太適應(yīng)，學(xué)生和教師都需要更長的時間適應(yīng)這種改變。另外，我們嘗試階段性分散自主學(xué)習(xí)評價，由學(xué)生單獨在自己的電腦上完成測試，但由于系統(tǒng)無法鑒別系統(tǒng)用戶的身份，因此無法有效保證評價的公平性。

4.結(jié)語

筆者通過分析Java課程內(nèi)容及其教學(xué)特點，提出建設(shè)Java在線開放課程的設(shè)想并開展Java在線開放課程的建設(shè)工作，主要包含知識點離散化、基于知識點的教學(xué)單元設(shè)計、教學(xué)單元視頻制作、配套講義整理、同步練習(xí)設(shè)計、Java程序自動評判系統(tǒng)構(gòu)想、學(xué)習(xí)效果評價等內(nèi)容。在線開放課程具有開放性、無時空約束、教學(xué)資源多元化等特點，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生很大的影響。然而，在線開放課程有其固有的優(yōu)點和不足，還需要我們在實踐過程中不斷探索和總結(jié)，必須充分考慮課程平臺的技術(shù)特點，才能使課程內(nèi)容和課程平臺無縫對接，從而達到良好的教學(xué)效果。