面向工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的Java多維度混合教學(xué)模式探討

袁利永，倪應(yīng)華，于 莉

（浙江師范大學(xué)行知學(xué)院 工學(xué)分院，浙江 金華 321004）

0 引 言

Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程（以下簡稱Java）在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)體系中具有十分重要的地位。工程應(yīng)用能力培養(yǎng)是應(yīng)用型本科獨(dú)立院校教育的最主要目標(biāo)，尤其是工程應(yīng)用背景非常濃厚的計(jì)算機(jī)專業(yè)，工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的重要性顯得更為突出[1]。計(jì)算機(jī)編程能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力的核心體現(xiàn)，是學(xué)生應(yīng)用技能和創(chuàng)新思維的重要表現(xiàn)。作為一門程序設(shè)計(jì)類基礎(chǔ)性課程，Java的課程地位十分突出，在最新修訂的浙江師范大學(xué)行知學(xué)院相關(guān)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中，Java不僅是學(xué)校計(jì)算機(jī)普通生專業(yè)、計(jì)算機(jī)三校生專業(yè)和計(jì)算機(jī)專升本專業(yè)的必修課程，也是電信、電子技術(shù)等專業(yè)的選修課程，它對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有十分重要的影響?？傊琂ava對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)具有十分重要的意義[2]。

然而，對照計(jì)算機(jī)專業(yè)工程應(yīng)用能力培養(yǎng)目標(biāo)要求，傳統(tǒng)Java教學(xué)主要存在以下幾個(gè)問題：第一，傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于工程應(yīng)用能力培養(yǎng)。傳統(tǒng)Java教學(xué)采用“語法規(guī)則或知識點(diǎn)講解→案例演示→實(shí)驗(yàn)練習(xí)”的教學(xué)模式。首先，這種以教師講授為主、學(xué)生練習(xí)為輔的教學(xué)模式影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，阻礙了教學(xué)質(zhì)量的提高，不利于學(xué)生分析問題、解決問題以及工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。其次，由于理論課與實(shí)驗(yàn)課之間存在一定的間隔，理論課堂上教師講授的內(nèi)容到上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生往往已經(jīng)忘記了很多，因此這種理論與實(shí)驗(yàn)分離的教學(xué)模式效率較低。第二，教師和教學(xué)案例缺乏工程應(yīng)用背景。一般的Java任課教師缺乏Java項(xiàng)目的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，目前的Java教學(xué)及實(shí)驗(yàn)案例一般來源于教材，或教師根據(jù)知識點(diǎn)設(shè)計(jì)的簡單案例。這些教學(xué)和實(shí)驗(yàn)案例的主要目的是為了驗(yàn)證語法知識，或?qū)崿F(xiàn)一些經(jīng)典算法，具有一定的針對性和典型性，但往往缺乏工程應(yīng)用背景，這使學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)如何應(yīng)用到實(shí)際工程中缺乏深刻的認(rèn)識，不利于學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。第三、教學(xué)活動(dòng)缺乏課外延展。學(xué)生要想學(xué)好程序設(shè)計(jì)語言，必須要進(jìn)行大量的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，需要走出課堂、甚至深入企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)。然而，目前的Java教學(xué)活動(dòng)僅局限于理論課堂和實(shí)驗(yàn)課堂，還沒有把教學(xué)活動(dòng)延展到課堂之外，不利于拓展學(xué)生的視野，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

企業(yè)兼職教師為提升學(xué)生的工程應(yīng)用能力提供了一種新的渠道[3]。然而，由于他們?nèi)鄙俳虒W(xué)理論和方法，也沒有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)效果往往難以保證。相反，學(xué)校的專職教師一般都具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但缺乏實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。如何以學(xué)生工程能力為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)專任教師和企業(yè)兼職教師的優(yōu)勢互補(bǔ)是值得研究的問題。

另外，慕課作為一種新的教學(xué)形式，具有工具資源多元化、不受時(shí)空限制、易于使用、課程受眾面廣等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到國內(nèi)外高校與教育機(jī)構(gòu)的重視[4]。但慕課也存在如學(xué)習(xí)過程管理不嚴(yán)、課程缺乏系統(tǒng)性、缺乏與教師的直接交流等缺點(diǎn)[5]。如何結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式和慕課的優(yōu)勢，以提升學(xué)生工程應(yīng)用能力為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式和慕課教學(xué)的有機(jī)融合，是非常值得研究的問題。

1 Java多維度混合教學(xué)模式

鑒于Java在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)課程體系中的重要地位，筆者以學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，對Java多維度混合教學(xué)模式的相關(guān)內(nèi)容展開討論。

第一，校企合作的Java慕課資源建設(shè)。要進(jìn)行線上線下混合模式教學(xué)，首先要做好Java慕課資源建設(shè)。Java慕課（線上）資料主要包括課程教學(xué)視頻、課程大綱、課堂講義、單元練習(xí)、單元測試、課程項(xiàng)目、補(bǔ)充教材等內(nèi)容。程序設(shè)計(jì)語言課程一般采用案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，教學(xué)案例、單元練習(xí)、綜合性課程項(xiàng)目等是進(jìn)行Java慕課教學(xué)的載體，它的質(zhì)量對于教學(xué)效果以及工程應(yīng)用能力培養(yǎng)具有十分重要的影響。因此，面向工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的Java線上資源改造與建設(shè)主要圍繞教學(xué)案例、單元練習(xí)和綜合性課程項(xiàng)目展開。為了建設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的教學(xué)案例、單元練習(xí)等線上資源，筆者與一家具有多年Java項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的本地軟件公司合作，從實(shí)際工程中提煉適合教學(xué)與學(xué)生實(shí)踐的經(jīng)典教學(xué)案例和課程實(shí)踐項(xiàng)目。筆者認(rèn)為好的教學(xué)案例必須具有典型性、針對性、實(shí)用性等特點(diǎn)，單元練習(xí)設(shè)計(jì)主要關(guān)注實(shí)用性、層次性和開放性，綜合性課程項(xiàng)目則強(qiáng)調(diào)綜合性、實(shí)用性和開放性。具有典型性的案例能夠使學(xué)生以“任務(wù)”為載體，從特殊到一般，舉一反三，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生邏輯思維能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，而具有實(shí)用性的案例能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生將探究欲望轉(zhuǎn)換為主觀愿望。層次性則要求以易到難的案例難度設(shè)計(jì)，要把案例中新知識點(diǎn)的量控制在合適的范圍，同時(shí)適量地引入前面所學(xué)的知識點(diǎn)，以便復(fù)習(xí)和綜合前面所學(xué)知識。開放性則是給學(xué)生留有發(fā)揮的余地，為學(xué)生發(fā)揮想象力和自由創(chuàng)作留有充分的空間，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力?？傊?，以工程應(yīng)用能力為導(dǎo)向，對Java慕課中的教學(xué)案例、單元練習(xí)、綜合性課程項(xiàng)目等資源進(jìn)行建設(shè)是開展混合式教學(xué)的重要前提。

第二，線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式探索。線上線下混合教學(xué)是慕課教學(xué)模式（線上）與傳統(tǒng)教學(xué)模式（線下）相結(jié)合的一種新型教學(xué)模式。這種混合教學(xué)能夠結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式和慕課模式的互補(bǔ)優(yōu)勢。然而，要成功應(yīng)用這種新的教學(xué)模式，還需要解決以下幾個(gè)問題：①從有利于培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力角度出發(fā)，如何分配線上線下教學(xué)內(nèi)容；②如何組織有效的、線上線下相混合的教學(xué)過程，以進(jìn)一步提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此，以學(xué)生工程應(yīng)用能力為導(dǎo)向，研究探索以Java慕課為基礎(chǔ)、線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)是需要重點(diǎn)考慮的問題。

第三，專任教師和企業(yè)兼職教師合作的教學(xué)模式探索。專任教師往往具有大量的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，掌握豐富的教學(xué)方法并具有良好的表達(dá)能力，但往往缺乏Java實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)經(jīng)歷，對一些知識和技能如何在實(shí)際工程中應(yīng)用的理解不夠深刻。來自軟件公司的企業(yè)兼職教師往往具有豐富的Java項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對一些知識和技能在實(shí)際工程中如何應(yīng)用有著十分深刻的理解，但并不掌握相關(guān)教學(xué)方法，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，需要探索專任教師和企業(yè)兼職教師合作的線下教學(xué)模式，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。然而，這種新的教學(xué)模式還存在一些問題亟待解決：①如何合理分配專任教師和企業(yè)兼職教師的教學(xué)任務(wù)；②如何實(shí)現(xiàn)專任教師和企業(yè)兼職教師的優(yōu)勢互補(bǔ)；③如何解決企業(yè)兼職教師教學(xué)時(shí)間受限的問題。因此，以學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，專任教師和企業(yè)兼職教師合作的線下教學(xué)模式探索也是需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

第四，課內(nèi)教學(xué)與課外拓展相結(jié)合的教學(xué)模式探索。要培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，不僅需要拓展教學(xué)內(nèi)容，還需要將教學(xué)活動(dòng)從課內(nèi)拓展到課外。例如，帶領(lǐng)學(xué)生到軟件公司實(shí)地參觀，了解行業(yè)動(dòng)態(tài)和軟件公司的企業(yè)文化等；引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注Java技術(shù)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，了解Java語言及其他程序設(shè)計(jì)語言的最新動(dòng)態(tài)；組建Java語言開發(fā)興趣小組，組織Java技術(shù)沙龍，甚至參與企業(yè)兼職教師的項(xiàng)目等活動(dòng)。通過上述課外活動(dòng)拓展學(xué)生知識面和視野，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)Java程序設(shè)計(jì)的興趣，提高他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

2 Java多維度混合教學(xué)模式實(shí)施方案

面向工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的Java多維度混合教學(xué)模式的總體實(shí)施方案見圖1。

圖1 Java多維度混合模式總體實(shí)施方案

圖1所示的實(shí)施方案主要包括以下4塊內(nèi)容。

第一，校企合作的Java慕課資源建設(shè)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，筆者重點(diǎn)開展具有工程應(yīng)用背景的Java教學(xué)案例、單元練習(xí)、綜合性課程項(xiàng)目等資源的建設(shè)工作，在設(shè)計(jì)教學(xué)案例時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注案例的針對性、典型性、實(shí)用性等特點(diǎn)。第一步，按知識點(diǎn)分解Java內(nèi)容；第二步，建立便于學(xué)生自學(xué)的知識點(diǎn)導(dǎo)航地圖；第三步，為每個(gè)知識點(diǎn)或若干個(gè)小知識點(diǎn)設(shè)計(jì)具有典型性、實(shí)用性的教學(xué)案例。在設(shè)計(jì)單元練習(xí)時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注單元練習(xí)的實(shí)用性、層次性和開放性，以當(dāng)前單元知識點(diǎn)為主，結(jié)合前面已學(xué)單元的知識點(diǎn)，同時(shí)為引入后續(xù)單元知識點(diǎn)埋下伏筆，從而設(shè)計(jì)出具有實(shí)用性、綜合性、層次性和開放性的單元練習(xí)。在設(shè)計(jì)綜合性課程項(xiàng)目時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)重點(diǎn)關(guān)注實(shí)用性、綜合性、開放性等要求。為了設(shè)計(jì)出具有上述特點(diǎn)的綜合性課程項(xiàng)目，筆者與從事Java項(xiàng)目開發(fā)的軟件企業(yè)合作，從其實(shí)際開發(fā)案例中提煉適合教學(xué)實(shí)踐的綜合性課程項(xiàng)目，加強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

第二，Java線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式探索。第一步，教師準(zhǔn)備線上資源，具體需要完成兩個(gè)工作：①制作教學(xué)視頻等數(shù)字材料，明確知識要點(diǎn)和關(guān)鍵問題；②將前面準(zhǔn)備的資源發(fā)布到學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)課程平臺，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)和問題反饋。第二步，學(xué)生自主線上學(xué)習(xí)，具體完成以下內(nèi)容：①觀看視頻等數(shù)字材料，安排時(shí)間自主學(xué)習(xí)和研究，解決視頻和作業(yè)題中的問題；②針對自己無法解決的問題，在學(xué)習(xí)平臺上進(jìn)行反饋，以便教師合理安排后面線下學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方式。第三步，師生互動(dòng)線下教學(xué)。線上線下混合模式中課堂活動(dòng)按如下兩種方式進(jìn)行：①針對課程基礎(chǔ)知識部分的教學(xué)，根據(jù)學(xué)生在線上學(xué)習(xí)中反饋的問題，教師在課堂上進(jìn)行集中講解，引導(dǎo)學(xué)生去掌握理解；②針對課程應(yīng)用性知識拓展部分的教學(xué)（如單元練習(xí)、綜合性課程項(xiàng)目等），教師先根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)出一些跟實(shí)際聯(lián)系緊密的應(yīng)用問題，對學(xué)生進(jìn)行分組，分組內(nèi)部進(jìn)行分工協(xié)作，促使學(xué)生更好地掌握和運(yùn)用課程所學(xué)的知識，訓(xùn)練學(xué)生的知識遷移和創(chuàng)新能力。第四步，教師課后教學(xué)反思，具體實(shí)施方法包括：①對學(xué)生進(jìn)行測試和考核，評價(jià)混合模式教學(xué)的效果；②通過問卷的形式了解學(xué)生對線上線下混合教學(xué)的滿意度和看法；③通過線上線下混合教學(xué)實(shí)施過程中得出的成效和存在的問題進(jìn)行教學(xué)反思，在后續(xù)實(shí)踐中不斷改進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)方案，進(jìn)一步提升后續(xù)教學(xué)的效果。筆者正在對計(jì)算機(jī)專業(yè)2016級和計(jì)算機(jī)專升本2017級兩個(gè)教學(xué)班開展不同教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)，后面將根據(jù)教學(xué)效果、調(diào)查問卷結(jié)果等，分析兩種教學(xué)模式下，學(xué)生的參與度與主動(dòng)性、教師工作量、教學(xué)效果等方面的差異。

第三，專任教師和企業(yè)兼職教師合作的教學(xué)模式實(shí)踐。為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，充分發(fā)揮專任教師和企業(yè)兼職教師各自的優(yōu)勢，筆者正在實(shí)踐專任教師和企業(yè)兼職教師合作的教學(xué)模式：①從合作軟件企業(yè)中遴選表達(dá)能力強(qiáng)、有豐富的Java項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師擔(dān)任Java課程兼職教師；②請企業(yè)兼職教師盡可能多地參與課程教學(xué)計(jì)劃制訂、慕課資源建設(shè)與改造等工作；③企業(yè)兼職教師主要負(fù)責(zé)短期綜合性課程項(xiàng)目的指導(dǎo)工作，這樣做主要考慮兼職教師教學(xué)時(shí)間有限的實(shí)現(xiàn)情況。

第四，課內(nèi)教學(xué)與課外拓展相結(jié)合的教學(xué)模式探索。為了培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，拓展學(xué)生的知識面和視野，筆者正在探索課內(nèi)教學(xué)和課外擴(kuò)展相結(jié)合的教學(xué)模式：請企業(yè)兼職教師到學(xué)校給學(xué)生作最新Java開發(fā)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、就業(yè)薪資、行業(yè)遠(yuǎn)景發(fā)展等情況介紹；帶領(lǐng)學(xué)生到軟件公司實(shí)地參觀，了解行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和軟件公司的企業(yè)文化；組建Java語言興趣小組，組織相關(guān)技術(shù)沙龍，組織學(xué)生參加藍(lán)橋杯軟件設(shè)計(jì)大賽，遴選優(yōu)秀學(xué)生參與企業(yè)兼職教師指導(dǎo)的項(xiàng)目實(shí)踐等。重點(diǎn)探索課外拓展活動(dòng)目標(biāo)、組織時(shí)機(jī)、組織形式等內(nèi)容。

3 結(jié) 語

目前，筆者正在針對部分Java教學(xué)班開展相關(guān)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。盡管從傳統(tǒng)教學(xué)模式遷移到多維度混合教學(xué)模式，教師需要付出更多的努力，但從目前的教學(xué)效果看，多維度混合教學(xué)對于促進(jìn)學(xué)生工程應(yīng)用能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)具有很大幫助。

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