面向混合學習的Java課程教學設計

吳玫 王海暉 李偉波 呂濤

摘 要：傳統(tǒng)“面對面”課堂教學在大學生能力培養(yǎng)中存在學生學習不主動、動手能力較差、創(chuàng)新能力不足等問題，對此提出3種組件構成的“混合學習”策略，進行Java課程教學。實踐表明，采用該教學方法，可提升學生主動學習Java課程的意識，提高學生的編程能力和團隊合作能力，為計算機行業(yè)培養(yǎng)出有創(chuàng)新思維的人才。

關鍵詞：混合學習；Java；教學研究

DOI：10.11907/rjdk.172307

中圖分類號：G433

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2018）004-0220-02

Abstract：In traditional “face-to-face” classrooms， students are not active， and lack of practical skills and personal innovation. This paper presents a blended learning strategy for the Java course which consists of three components. Results show that students learning enthusiasm in this course is significantly improved. It confirms the positive effect on improving students programming ability and team spirit， which is important for cultivating innovative talents of IT industry.

Key Words：blended learning； Java； teaching research

0 引言

隨著MOOC、微課、云課堂、知乎等新興開放教育方式的崛起和發(fā)展，傳統(tǒng)的面對面課堂教學模式正在受到?jīng)_擊。國內(nèi)外學者都非常重視這些新興教學模式的研究。與此同時，國內(nèi)外計算機行業(yè)的高速發(fā)展，使得計算機專業(yè)學生就業(yè)形勢持續(xù)看好。武漢工程大學軟件工程專業(yè)2013年入選國家“卓越工程師”計劃，在此背景下，武漢工程大學計算機科學與工程學院（以下簡稱計算機學院）軟件工程專業(yè)教育更需要培養(yǎng)具有國際化視野、良好編程動手能力的高科技人才——卓越工程師。

最近幾年，互聯(lián)網(wǎng)+時代“混合學習”成為高校教育研究的熱點?；旌蠈W習是指電子學習與傳統(tǒng)課堂學習相結合的一種新的學習策略，教學不再局限于課堂內(nèi)，學生通過互聯(lián)網(wǎng)進行課下補充學習。而傳統(tǒng)的“面對面”課堂，受教師能力、學校經(jīng)費、設施設備的限制，課程實驗多為基礎型和驗證性實驗，使得學生的創(chuàng)新思維訓練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)都有欠缺。

國內(nèi)外研究報告表明，“混合學習”比“課堂面對面教學”、“在線學習”兩種方式的學習效果更好，能更好地體現(xiàn)學生作為學習主體的主動性、積極性和創(chuàng)造性[1]。美國專家預測，在2020年前，美國高等教育中大多數(shù)課程都將以混合學習或網(wǎng)絡方式存在[2]。

1 混合學習教學設計

Java課程是軟件工程專業(yè)低年級的專業(yè)主干課[6-7]，主要采用下列3種組件構成“混合學習”策略。

1.1 混合學習資源

（1）課堂教材為英文版《Introduction to Java Programming， Eighth Edition》，并結合《Core Java Volume I-Fundamentals（Ninth Edition）》和《Think in Java》中的例子進行講授。這些英文版教材都有對應的中文版發(fā)售，方便英語能力不強的學生補充學習。

（2）武漢工程大學“微特學院”的Java課程學習網(wǎng)站，提供了課程歷年習題、教學視頻等學習資料及學習指導。

（3）在互聯(lián)網(wǎng)上，類似MOOC、GitHub、CSDN、知乎、Cnblog、stackflow、百度、google、網(wǎng)易云課堂、QQ課堂的網(wǎng)站，提供了大量免費的開源代碼、學習視頻等學習資料?？赏ㄟ^布置作業(yè)，引導學生使用這些互聯(lián)網(wǎng)資源開展線下補充學習。

（4）建立在線課程QQ群作為討論組，組織在線討論。

1.2 教學方式多樣化

1.2.1 雙語教學與案例教學

（1）雙語教學。Java編程語言是以英語為基礎的一門編程語言。Java語言描述、最新開發(fā)環(huán)境和文獻資料基本都首先用英語發(fā)布和記載表達。針對這一特點，武漢工程大學軟件工程專業(yè)在Java課程教學中，選用了美國大學最新原版英文教材《Introduction to Java Programming， Eighth Edition》，并采用英文授課、中文輔助答疑的方式。采用英語授課的教學方法與教學手段是課程教學設計的關鍵和切入點。這一改革舉措將有助于幫助學生培養(yǎng)獨立查找互聯(lián)網(wǎng)英文文獻的能力，為學生今后從事與國際軟件行業(yè)相關軟件外包行業(yè)方向的工作打下良好基礎。

（2）案例教學。課堂教學需要直接反映“卓越工程師”計劃創(chuàng)新教育的目的和培養(yǎng)目標，實行啟發(fā)式、驅動式、案例式、討論式的教學方式，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)新意識，提高教學質量。在教學過程中，以實例貫穿始末，理論聯(lián)系實際，運用生動、實際的案例調動學生學習積極性，避免空洞的理論學習。同時，在講授一個章節(jié)所有知識點后，接著用一個實例回顧該章節(jié)全部知識要點，幫助學生對知識點進行串聯(lián)，加深記憶，避免知識點碎片化、零散化。

（3）“開放性”綜合實驗設計環(huán)節(jié)。Java課程是一門實踐性很強的課程，必須通過上機操作才能掌握所學知識。實踐部分：①在實驗中進行兩兩分組，學生自由組合，以討論方式完成綜合性實驗設計任務，以小組協(xié)作方式進行學習，提高學生的團隊合作意識和能力；②布置“開放性”綜合實驗設計任務。以“帶報時功能的桌上時鐘+日歷”為例，學生完成“報時+日歷”功能的同時，也充分發(fā)揮各自創(chuàng)新能力，查閱文獻后，設計繪制出外形各異的時鐘。小組內(nèi)學生合作完成實驗任務，并在網(wǎng)上提交實驗報告，以答辯形式進行實驗成績考核。

1.2.2 網(wǎng)上學習、課堂教學與競賽相結合

主要做法有：①建立課程QQ群，在群里與學生進行互動；②建立云平臺課程（武漢工程大學微特學院Java課程）學習網(wǎng)站；③測試分期中測試、實驗課綜合測試、期末測試3次進行。期中測試和期末測試的題型、難度相當，作為pre-test和pro-test檢測學生實施教學法后的編程能力有多大提高；④教師在網(wǎng)上批閱作業(yè)，并及時將結果反饋給學生，在課堂上就學生作業(yè)中常見的問題集中點評；⑤鼓勵學生使用MOOC、GitHub、CSDN、知乎、Cnblog、stackflow、百度、google、網(wǎng)易云課堂、QQ課堂中的資源查閱文獻，自主學習，并通過作業(yè)完成情況檢驗學生的學習進度；⑥積極組織學生參加國家級、省級“藍橋杯”、“挑戰(zhàn)杯”等大賽，申報國家級、省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，參加省級、校級“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽項目。在各級大賽和競賽中，培養(yǎng)和鍛煉大學生的創(chuàng)新能力、Java編程能力和團隊合作交流能力，最終達到幫助、鼓勵學生通過混合學習方式學好Java課程的效果。

1.3 混合學習課程內(nèi)容變化

在總教學課時不變情況下，由于引入了中、英文雙語教學講授和網(wǎng)上學習方式，需要重新安排講授內(nèi)容和知識點，在有限的課時內(nèi)，突出介紹與實際應用密切相關的知識點，突出講授知識重點和難點。

傳統(tǒng)Java課程安排中，對基本程序設計的概念，如循環(huán)、逐步求精等基本程序設計技術，對象和類等章節(jié)設置的學時較多。內(nèi)容改革后，較多學時用在講解Java和C++的語法區(qū)別上，并著重講解GUI程序設計、高級GUI、異常處理、并發(fā)、網(wǎng)絡編程等知識點。

優(yōu)點在于：①避免重復講授學生已掌握內(nèi)容，根據(jù)計算機專業(yè)的課程設置，學生在大二學習Java課程前，已在大一學習了C或C++語言編程，在這些先導課程里，學生對基本程序設計的概念、面向對象程序設計中對象和類的概念已有所了解和掌握；②重點突出，經(jīng)講授后，學生可使用具體的、可視化例子，編寫出更面向實際應用的、健壯的程序。

2 學習效果

為評價“混合學習”的效果，對學生進行問卷調查，判斷“混合學習”過程評價中教學法、教師點評、設置綜合性實驗、綜合性實驗難度對提高學生的Java編程能力是否有幫助。共發(fā)放52份問卷，回收有效問卷52份。

結果表明：①在使用雙語教學法上，65.38%學生選擇了“滿意”以及“非常滿意”，在回答開放性問題（“提出建議”）部分，學生認為英文書比較難理解知識點，但對于長遠發(fā)展比較有效，需要衡量自己的標準；②對綜合性實驗環(huán)節(jié)，76.9%學生選擇了“滿意”以及“非常滿意”，認為比單一的驗證性實驗效果更好；③對綜合性實驗題目難度，92.4%學生選擇了“滿意”以及“非常滿意”，認為該題目發(fā)揮了自己的創(chuàng)新能力；④在“教師點評”效果上，80%學生選擇了“滿意”以及“非常滿意”，認為教師點評對提高學生Java編程能力有幫助；⑤在Java課程學習中，71.15%學生經(jīng)常使用互聯(lián)網(wǎng)查閱文獻。

此外，運用“混合學習”策略開展Java課程后，學生參加項目和競賽后獲得的成果更加豐富。如學生參加甲骨文杯“全國Java程序設計大賽”、湖北省級“藍橋杯”大賽并獲獎，第一作者指導的本科生獲得2015、2016、2017年湖北省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目3項資助，獲得1項軟件著作權，被錄用及發(fā)表了兩篇科研論文。

3 結語

實踐證明，面向“混合學習”的學習策略具有良好的靈活性，綜合了在線學習和“面對面”課堂教學兩者的優(yōu)點，能調動大學生對Java編程語言的學習興趣和熱情，并對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力有促進和提高作用，也為其它課程教學改革提供了參考和借鑒。

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（責任編輯：何 麗）