《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)碎片化研究與實(shí)踐

邱珊

（武漢華夏理工學(xué)院，武漢 430223）

0 引言

“碎片化”（Fragmentation）一詞，原意是指完整的東西破成諸多零塊[1]。美國著名未來學(xué)家阿爾溫一托夫勒在《第三次浪潮》一書中指出:這是一個碎片化的時代，時間碎片化、信息碎片化、受眾碎片化、媒體碎片化[2]。網(wǎng)絡(luò)(尤其是移動互聯(lián)網(wǎng))等新技術(shù)和新應(yīng)用的普及加速了這種轉(zhuǎn)變。碎片化已成為社會發(fā)展的趨勢，如今，“碎片化”已應(yīng)用于政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、傳播學(xué)和教育學(xué)等多個不同領(lǐng)域中。

碎片化時代已經(jīng)來臨，高校教學(xué)的傳統(tǒng)模式也在受到“碎片化”的沖擊。現(xiàn)代大學(xué)生沒有耐心接受枯燥的長篇大論，更在意個性化需求和自我感受。因此，研究更接地氣的“碎片化”教學(xué)模式對于提高教學(xué)質(zhì)量很有必要。

1 《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)[3]

《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程是為武漢華夏理工學(xué)院信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和軟件工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門面向就業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，共64學(xué)時。是學(xué)生繼“C”之后學(xué)習(xí)的第二門編程語言，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。

本課程主要內(nèi)容包括Java語言基本概念、基本語法規(guī)則、Java面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法、Java圖形用戶界面設(shè)計(jì)、Java事件處理機(jī)制、Java異常處理機(jī)制、Java多線程機(jī)制、輸入輸出流、Java集合操作、網(wǎng)絡(luò)編程和數(shù)據(jù)庫編程等。

學(xué)生普遍反映該課程理論部分理論性強(qiáng)，概念多，比較抽象，從面向過程（procedure-oriented）的C語言過渡到Java這樣一門面向?qū)ο?object-oriented)的語言，對很多學(xué)生來說，仍然是一個思維方式的完全轉(zhuǎn)變。課程的設(shè)計(jì)和應(yīng)用部分涉及圖形用戶界面、多線程、集合操作、輸入輸出、網(wǎng)絡(luò)編程等，內(nèi)容廣泛，綜合性和應(yīng)用性較強(qiáng)。學(xué)生感覺在64學(xué)時內(nèi)完成該課程的學(xué)習(xí)，任務(wù)重，難度大。

2 《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體思路和存在的問題

針對《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程的以上特點(diǎn)，我們提出《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體思路：實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)定為面對實(shí)際問題能夠編程解決，具有熟練編寫程序的能力，而不追求理論的完整，不追求使用復(fù)雜的算法；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，強(qiáng)調(diào)對基礎(chǔ)概念的熟練掌握和運(yùn)用；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按章節(jié)內(nèi)容組織，按照授課章節(jié)的次序，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容依次累加。累加式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)了學(xué)生對總體知識和能力的把握，加強(qiáng)了對所學(xué)知識綜合運(yùn)用的能力。

上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體思路符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)也有助于學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容及時驗(yàn)證，訓(xùn)練鞏固，強(qiáng)化對理論知識的理解和運(yùn)用，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在前些年的教學(xué)中實(shí)施效果總體不錯，提升了學(xué)生對Java語言的實(shí)踐運(yùn)用能力。但是在近幾年的實(shí)施的過程中，我們發(fā)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)對學(xué)生來說內(nèi)容過大，過多，學(xué)生不能按照規(guī)定時間完成。造成這個問題的原因有兩個：

第一：上機(jī)學(xué)時偏少。

該課程64學(xué)時中，只有16學(xué)時的實(shí)驗(yàn)，以一次課兩學(xué)時為例，也就是說學(xué)生平均在課堂上課三次才去實(shí)驗(yàn)室做一次實(shí)驗(yàn)，作為一門概念多，應(yīng)用多的課程，這三次的課堂授課所講授的內(nèi)容反映到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，通常是一次實(shí)驗(yàn)時間無法消化完成的。

第二：現(xiàn)在的學(xué)生更傾向于微型化、碎片化、移動化的學(xué)習(xí)方式。

筆者從事Java語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)工作多年，發(fā)現(xiàn)從12級的學(xué)生開始，學(xué)生使用手機(jī)的頻率大大高于以往的學(xué)生。他們這一代的學(xué)生，與萬維網(wǎng)一同誕生，萬維網(wǎng)對他們來說，就是與生俱來的，又適逢中國互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，QQ、微信、空間、微博等社交平臺和自媒體等碎片化的信息平臺是他們獲取資源的重要方式，已成為他們生活的標(biāo)配。這也造成了近幾年的學(xué)生上課的專注度明顯不如往屆學(xué)生，他們沒有耐心聆聽宏大的系統(tǒng)理論，沒有耐心一次性完成復(fù)雜的任務(wù)。

3 《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)碎片化實(shí)踐

針對上述問題，從15級培養(yǎng)方案開始，將《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程的上機(jī)學(xué)時從16增加到32，總學(xué)時64保持不變，并在16-17-2學(xué)期軟件工程專業(yè)的《Java語言程序設(shè)計(jì)》課程中開始實(shí)施。在實(shí)施過程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)線上線下雙模式教學(xué)以及時間、地點(diǎn)和內(nèi)容的碎片化。

3.1 線下教學(xué)

（1）時間碎片化

在該課程每周兩次的課時中，一次在教室，一次在機(jī)房。在教室的講授為集中式教學(xué)，以教師為主，主要講解基本概念，借此建立清晰的宏觀體系。在機(jī)房的課時則靈活多樣。如果前一次在課堂的講授內(nèi)容，足以支持2學(xué)時的完整的實(shí)驗(yàn)，則由教師先講解實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟，并將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書發(fā)給學(xué)生，由教師指導(dǎo)，學(xué)生為主體獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。另外，如果前一次的授課內(nèi)容作為一個完整的知識點(diǎn)，還有少量沒有完成的，教師可以繼續(xù)完成，然后剩下的時間再布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求。總之，在時間安排上，每周第一次課以教師為主體，而第2次課由教師主導(dǎo)，學(xué)生為主體。

在這種教學(xué)模式中，可以看出，課程學(xué)時在教師和學(xué)生之間較為平均地切換，避免了長時間由教師占領(lǐng)課堂的弊端，有更多的時間由學(xué)生支配，學(xué)生能夠及時對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)鞏固，體會到“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用”的樂趣和滿足感。

（2）地點(diǎn)碎片化

如前所述，在該課程每周兩次的課時中，一次在教室，一次在機(jī)房。目前武漢華夏理工學(xué)院的教室均為多媒體教室，配置有計(jì)算機(jī)和投影儀，而教育技術(shù)中心的機(jī)房則是1臺教師機(jī)和多臺學(xué)生機(jī)，教師機(jī)和學(xué)生機(jī)之間通過教師端和學(xué)生端軟件進(jìn)行連接傳屏，機(jī)房基本沒有配備黑板和投影儀。

①在教室的教學(xué)，以教師為主，在多媒體教室中安裝能夠編譯運(yùn)行Java代碼的真實(shí)的開發(fā)環(huán)境，通過黑板板書、PPT演示、程序運(yùn)行和教師的語言和肢體動作，能夠有效地吸引學(xué)生的注意力。這種教學(xué)方式有助于基本概念的理解和宏觀體系的建立?；靖拍詈秃暧^體系的構(gòu)建是在沒有黑板和投影的機(jī)房難以完成的。

②在機(jī)房的教學(xué)，通過機(jī)房的教師端和學(xué)生端軟件工具的使用，教師可以將概念的講解，Java應(yīng)用與程序的運(yùn)行和演示緊密地結(jié)合起來,學(xué)生一人一機(jī)，可以更為清晰地觀察和理解程序代碼的撰寫過程和運(yùn)行結(jié)果。教師講解演示后，學(xué)生可以馬上進(jìn)行操作，對所學(xué)內(nèi)容能及時驗(yàn)證，訓(xùn)練鞏固，程序出現(xiàn)問題可以得到教師的及時指導(dǎo)。

在這種教學(xué)模式中，教學(xué)在多媒體教室和機(jī)房之間平均切換，學(xué)生在教室里可以加強(qiáng)對基本概念和體系結(jié)構(gòu)的理解，在機(jī)房可以提高實(shí)踐動手能力?？臻g的切換也讓學(xué)生對每次的課程學(xué)習(xí)保持新鮮和好奇感。筆者在授課過程中的體會是，在這種教學(xué)模式中，教師需要注意授課內(nèi)容的次序，讓新章節(jié)的講授在教室開始，并根據(jù)情況實(shí)時調(diào)整，盡量將概念性較強(qiáng)的內(nèi)容放在教室上，而需要教師講授的章節(jié)收尾的部分可以挪到機(jī)房完成。

（3）內(nèi)容碎片化

與上述時間和空間碎片化相對應(yīng)，將以前比較大的內(nèi)容比較多的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分解，增加了靈活性，方便學(xué)生針對某個知識點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行練習(xí)和鞏固，更好把握每個知識點(diǎn)和應(yīng)用，學(xué)生更加明確要完成哪些任務(wù)，降低了學(xué)習(xí)的難度。圖1顯示的是沒有碎片化之前的實(shí)驗(yàn)。圖2顯示的是碎片化之后的實(shí)驗(yàn)。

圖1 碎片化之前的實(shí)驗(yàn)

圖2 碎片化之后的實(shí)驗(yàn)

3.2 線上教學(xué)

《Java語言程序設(shè)計(jì)》為校級精品資源共享。所有的學(xué)習(xí)資源(教學(xué)課件、課程視頻、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等)都在網(wǎng)絡(luò)平臺共享，學(xué)生課上課下均可訪問，不受時間地點(diǎn)的限制，進(jìn)一步體現(xiàn)教學(xué)時間和地點(diǎn)的碎片化。線下(即課上)學(xué)習(xí)有疑問的地方，學(xué)生通過線上(即課下)網(wǎng)絡(luò)平臺提供的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行回顧復(fù)習(xí)和討論交流，提高學(xué)習(xí)效果。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)碎片化的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

針對有些課程提出的“實(shí)驗(yàn)碎片化導(dǎo)致思維碎片化”，“碎片化教學(xué)導(dǎo)致只見木不見林”的問題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)碎片化的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是先結(jié)構(gòu)化，再碎片化，從整體到部分再到整體，達(dá)到1+1>2的教學(xué)效果。因此在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)首先對實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)和內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，形成一個有關(guān)聯(lián)的整體，然后對實(shí)驗(yàn)碎片化應(yīng)做到“形碎而神不碎”，碎片化的實(shí)驗(yàn)從任務(wù)和內(nèi)容角度力求獨(dú)立化，但各實(shí)驗(yàn)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性并未切斷，知識點(diǎn)前后貫通，學(xué)習(xí)變成一個完整的過程[4]。

《Java語言程序設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按章節(jié)內(nèi)容組織，按照授課章節(jié)的次序，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容依次累加。因此在碎片化之前，已經(jīng)對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，形成了一個有機(jī)的整體，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)碎片化奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

碎片化教學(xué)模式順應(yīng)時代的發(fā)展和學(xué)習(xí)方式的改變，這種模式改變了傳統(tǒng)的滿堂灌的授課方式，轉(zhuǎn)向“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的引導(dǎo)式、啟發(fā)式、探究式和合作學(xué)習(xí)式教學(xué)模式。整體看來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過時間、地點(diǎn)和內(nèi)容的碎片化排解了學(xué)生的畏難情緒，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生體會到“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用”的樂趣和滿足感，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，更好地發(fā)揮學(xué)生主動性。

[1]百度全科.https://baike.baidu.com/item/%E7%A2%8E%E7%89%87%E5%8C%96/2369218?fr=aladdin.

[2]吳建材.碎片化時代高校教學(xué)改革的問題和探索.時代教育,2015,5.

[3]邱珊.Java語言程序設(shè)計(jì)精品資源共享建設(shè)與實(shí)踐.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2016.11.

[4]候爽.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)碎片化研究.計(jì)算機(jī)教育，2015.9.