基于OBE的Java程序設計課程教學模式改革探索

謝靜 蔣秀林

（蚌埠醫(yī)學院 計算機教研室，安徽 蚌埠 233030）

摘? 要：將OBE理念引入到《Java程序設計》課程的教學中，根據(jù)學生的學習目標構建教學模塊，并從理論教學、實踐教學和教學考核3方面具體闡述，實踐證明，采用這種教學方法可有效提高教學效果并增強學生學習的主動性。

關鍵詞：OBE;Java程序設計;教學探索

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）21-0132-03

Abstract： This paper proposes the idea of introducing the theory of OBE in java program teaching， sets up the teaching model based on the learning objectives of the students， and describes the reform process from theory teaching， practical teaching and the educational examination， effective results can be achieved in teaching by this method， and also enhance students' learning initiative.

Keywords： OBE; Java programming; teaching exploration

伴隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，Java因具有跨平臺、分布式、安全性高、健壯性、多線程的特性[1]，已成為軟件開發(fā)領域的主流技術，在互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、移動平臺及各種計算機的開發(fā)應用中已被廣泛應用，發(fā)展前景廣闊[2]。我校自2008年起將Java程序設計語言作為部分專業(yè)的程序設計必修課程，旨在使學生了解面向?qū)ο蟪绦蛟O計的基本思想和基礎知識，初步掌握使用Java進行軟件開發(fā)的能力，以提高學生的自主學習、分析問題和解決問題的能力，通過該課程的學習，使學生具備一定的創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學習奠定良好的基礎。

OBE（Out-comes-Based Education，簡稱OBE）教育模式起源于西方國家的教育改革，是20世紀90年代，美國教育家William G. Spady提出的，其核心思想是“以學生為主體、以成果為驅(qū)動”的成效為本教育理念[3]?！耙詫W生為本，以產(chǎn)出為導向”的OBE教育模式能夠清楚地關注和組織整個教學過程中的每個教學活動。

部分學者提出：在以學習結(jié)果為基礎的教育模式下，老師要實現(xiàn)特點的教學目標，就必須根據(jù)學生要實現(xiàn)的學習目標制定教學計劃，并對不同特點的學生區(qū)別對待;在整個教學執(zhí)行過程中規(guī)劃學生的學習方案，使學習方案以實現(xiàn)學習結(jié)果為目的。驅(qū)動教育系統(tǒng)運作的動力不再是教科書或教師的經(jīng)驗，而是學生的產(chǎn)出，這與以內(nèi)容驅(qū)動和重視投入的傳統(tǒng)教育模式形成鮮明對比[4]。通過結(jié)果導向，學生和老師能夠快速實現(xiàn)學習和教學目標，真正實現(xiàn)學以致用[5]。

為提高教學質(zhì)量，我們在Java程序設計課程中引入OBE教學理念，根據(jù)學生的學習目標不同制定不同的教學內(nèi)容，對Java程序設計的理論教學與實踐教學及課程考核方案等進行教學改革研究與探索。

一、以往教學中存在的問題

（一）學生程序設計水平參差不齊

Java作為面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言，學習Java語言之前，需要先學習c或c++語言。Java和c/c++有許多的相同的地方，教材上也有許多重復的內(nèi)容。對于同樣的內(nèi)容，不同學生的掌握程度不一樣，有部分學生通過前期課程的學習，已經(jīng)具備較好的編程基礎和程序設計思想，自學能力也較強;還有部分學生，還不能很好的理解編程和編程語言。這就造成學生的差異，有部分同學認為Java課程較簡單，學起來較輕松;有部分同學認為該課程太復雜，學起來難度較大;更有同學根本聽不懂。這就使老師不好把握分寸，想上好Java程序設計課并不容易。

（二）教學方式不科學

以往的教學方式采用的是以教師為中心，以知識導向為主的教學模式，教師更多關注教學內(nèi)容，直接講結(jié)論，不講發(fā)現(xiàn)結(jié)論的過程，希望學生能夠按照教師的要求完成學習任務，達到教師規(guī)定的學習目標。而Java程序設計課程涉及的概念多且抽象。教師授課時主要依賴電子課件進行理論教學，又因受限于教學時數(shù)和教學進度的安排，理論課往往淪為電子課件的展示課，教師與學生的互動減少，學生對教學活動的參與不夠[6]。

這種教學方式下，教師將學生視為具有同等能力和同等水平的對象進行統(tǒng)一教學，沒有考慮學生個體的差異，從某種程度上限制了對學生潛力的挖掘和思維能力的培養(yǎng);學生將主要精力放在對教師所授知識的總結(jié)、整理及應用方面，而在自主學習、擴展性學習能力方面關注不多。

（三）實踐教學缺乏系統(tǒng)性

Java是一門實踐環(huán)節(jié)占較高比重的課程，以往的實驗課自主設計的內(nèi)容很少，多是對理論課所講授的內(nèi)容做驗證，實驗內(nèi)容多是針對教材中每個知識點設計，實驗內(nèi)容較單一、枯燥且前后缺乏關聯(lián)性。此外，學生在實踐環(huán)節(jié)中的關注點往往是語法規(guī)則，多是對書本上的例題的照抄或模仿，很少深入分析問題、體會程序開發(fā)的思想并融入自己的設計。這就造成了多數(shù)學生即使完成了所有的實驗題目，仍然對系統(tǒng)開發(fā)的概念、方法沒有清晰的認識，做不到融會貫通，且沒有通過一些綜合的項目實訓，對面向?qū)ο蟪绦蛟O計的總體思想也很難把握[7]。

（四）考核方式單一，考核內(nèi)容不合理

以往對Java程序設計課程的考核主要采用筆試的方式進行，考核內(nèi)容也多是一些概念性和記憶性的內(nèi)容。這就造成了部分學生忽略實際編程能力的提高，僅對一些知識點或概念進行記憶性的學習。在這種考核方式下，高分并不能反映真實的教學情況，也不能體現(xiàn)出學生的學習能力和創(chuàng)造能力，更難體現(xiàn)考核的目的和意義。因此，需要根據(jù)該課程和學生的特點，找出合適的考核方式[8]。

二、基于OBE的Java教學改革

（一）在明確教學目標的前提下調(diào)整課程設置

在過去的教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)部分學生不知道Java程序設計這門課程的教學目標，也不明白這門課程對后期的學習和工作的作用。為了讓學生更好地理解課程教學目標，我們利用第一次理論課來介紹該課程的學習目標及與該課程相關的后期學習方向，使學生知道Java課程學習的最終目標為：培養(yǎng)抽象思維能力，利用面向?qū)ο蟮乃枷?、方法，能夠使用Java語言開發(fā)出一些簡單的桌面系統(tǒng)應用程序，為實現(xiàn)該目標，就必須先掌握Java的基本概念和語法，并能理解面向?qū)ο蟪绦蛟O計的方法。在實現(xiàn)上述目標的基礎上才可以繼續(xù)學習Android開發(fā)、Jsp開發(fā)以及J2EE企業(yè)開發(fā)等。

為此，我們結(jié)合各個專業(yè)的不同需求，對教學課時進行了調(diào)整。信息管理和信息系統(tǒng)專業(yè)的Java課程教學學時數(shù)由原先的60學時調(diào)整為現(xiàn)在的72學時，理論和實驗各占36學時;而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的總學時數(shù)則調(diào)整為78學時，其中理論課為38學時，實驗課為40學時。為使對Java的實際應用有更多的了解，我們在Java課程教學結(jié)束之后，開設了兩門與Java密切相關的限選課——Android程序開發(fā)和Jsp網(wǎng)站開發(fā)。

（二）基于OBE的課程教學改革

OBE教育模式強調(diào)的是以學生為中心、以學生的學習成果為導向，其核心理念就是根據(jù)學生不同的學習目標，劃分不同的學習結(jié)果。而學習目標又由學生的個性發(fā)展和學習能力的差異來確定，因此確定學生預期學習成果是OBE教育模式實施的第一步。學習Java程序設計的課程的學生主要來自信息管理、信息系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)這3個專業(yè)。不同專業(yè)的學生不僅學習背景不同，而且對Java程序設計的興趣和目標也不同，有的學生僅希望對課程有大概了解，掌握一些理論方面的知識;有的學生則希望在掌握基本理論知識的基礎上能夠熟練掌握實際操作;而有的學生則希望能夠進行更深層次的學習。面對不同目標的學生，教師要設計不同的教學內(nèi)容，這就需要先設計教學內(nèi)容，對教學內(nèi)容進行模塊化劃分，在學生確定學習目標后，將相應的學習模塊推薦給學生。根據(jù)不同學生的需求，我們將Java教學內(nèi)容劃分為對應模塊，如表1所示。

（三）基于OBE的實踐教學環(huán)節(jié)改革

Java是一門對實踐性和動手能力要求較高的課程，實踐課的目的在于提高學生的動手能力和知識綜合運用的能力。通過實踐教學，將Java語言內(nèi)容和面向?qū)ο蟮木幊趟枷胂嘟Y(jié)合，訓練學生的計算思維，培養(yǎng)學生的自主學習能力，提高學生的團隊協(xié)作能力[9]。故而，改革實踐教學尤其重要。

因?qū)W生的學習目標和對知識的掌握程度均存在一定的差異，基礎薄弱的學生在面對復雜實驗時心理上會產(chǎn)生畏難的情緒，進而逐漸喪失學習的興趣;而簡單的實驗又很難激起基礎較好的學生的興趣，燃起這部分學生的斗志。因此，可根據(jù)學生選擇的學習目標，因人而異地開展實踐教學。具體實施可以從以下幾個方面做起。

首先，將實驗項目分為三個部分：1. 基礎實驗部分，實驗目的是培養(yǎng)學生的基本動手能力。此部分實驗多是驗證性實驗，要求驗證結(jié)果的正確性，只要學生按照實驗指導書內(nèi)容完成即可，例如，JDK安裝配置、判斷輸入的數(shù)據(jù)類型、打印商城庫存清單等。2. 設計性實驗部分，此部分的實驗目的是培養(yǎng)學生的綜合運用知識的能力。教師給出實驗題目要求，學生根據(jù)掌握的知識設計和實現(xiàn)題目要求，例如，搭建流水線、隨機點名器、超市購物、新用戶辦理銀行賬戶業(yè)務、統(tǒng)計文件中的字符數(shù)、USB接口程序、簡易計算器，模擬物流快遞系統(tǒng)等。3. 提高性實驗部分，這部分的實驗目的是對學生已掌握的知識進行鞏固和加強，并培養(yǎng)學生獨立解決問題和擴展學習的能力。教師給出結(jié)合具體應用或項目的實驗需求，學生獨立分析、設計并編程實現(xiàn)，如：水果超市管理系統(tǒng)、管家婆軟件、飛機躲子彈小游戲等題目。如上“JDBC數(shù)據(jù)庫操作”這個模塊的實踐內(nèi)容時，若學習目標為“簡單了解”的學生可不進行此內(nèi)容的實踐操作;而學習目標為“掌握基本操作”的學生可對照教材上的例題完成驗證性的實驗;而選擇學習目標為“深層次的學習”的學生則要根據(jù)個人學習能力，在驗證性實驗的基礎上進行擴展實驗，如開發(fā)“水果超市管理系統(tǒng)”、“管家婆”軟件等。

其次，進行分組實驗教學。每組由3-4名學生組成，這些學生的學習目標一致，采用分工合作的形式共同完成項目開發(fā)，每組設有項目經(jīng)理，程序開發(fā)員和測試人員，即模擬項目實訓，培養(yǎng)學生的團隊合作精神和工程實踐能力。

此外，積極引導并鼓勵學生參加各類程序設計大賽。如“籃橋杯”全國軟件和信息技術大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”等大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。這些競賽對于提高學生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識都有積極的促進作用。因為這些競賽的題目都具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性，許多題目來自于企業(yè)實際項目和科研院所的科研課題，充分體現(xiàn)了“立足行業(yè)，結(jié)合實際，實戰(zhàn)演練”的指導思想[10-11]。

（四）基于OBE的考核方式改革

考核結(jié)果應能客觀地反應學生的學習情況?；贠BE的考核方式應結(jié)合相應的學習目標，主要評價學生在相應的學習目標下學習達成度情況?；贠BE的Java課程的考核主要由以下幾部分組成（如表2）。

該考核方式在2016級開設Java程序設計的三個專業(yè)中實施，達到了預期的效果，這種考核方式更有利于對學生的能力進行綜合評價，激發(fā)學生的學習熱情，提高教學效果。

三、結(jié)束語

OBE教育模式，是對傳統(tǒng)教育模式的革新，我們將OBE理念引入到Java程序設計課程中，基于OBE教育模式對Java程序設計課程中的理論教學內(nèi)容、實踐教學環(huán)節(jié)、考核方式進行改革，雖然這大大增加了教師的工作量，但這種教學模式以學生學習結(jié)果為導向，使得學生真正成為了課程的最大受益者。教學改革任重道遠，一切改革工作都要以促進學生成長為目的[12]。在Java教學中引入OBE教育理念，能夠?qū)崿F(xiàn)將人才培養(yǎng)從以教師的知識傳授為主向以學生綜合能力為主的根本轉(zhuǎn)變。

參考文獻：

[1]雍俊海.Java程序設計教程（2版）[M].北京：清華大學出版社，2007：2-3.

[2]孫偉.《Java程序設計》課程的教學改革與實踐[J].計算機時代，2015（11）：84-85.

[3]SPAD Y W G.Outcome-based education：critical issues and answers[M].Arlington：American Association of School Administrators，1994.

[4]余燁.基于OBE的Java程序設計課程教學改革[J].計算機教育，2017（6）：95-100.

[5]顧佩華.基于“學習產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-28.

[6]邢國春，李紫薇.基于Java語言的項目驅(qū)動教學的透明性研究[J].長春師范學院學報：自然科學版，2010，29（3）：132-134.

[7]劉冰，羅來俊.基于任務驅(qū)動的JAVA教學研究[J].考試周刊，2012（15）：111-112.

[8]張春鳳.優(yōu)化信息技術課堂教學的有效策略[J].教育信息技術，2009（7）：36-38.

[9]劉春娟.實訓項目教學模式在教學實踐中的應用[J].陜西學前師范學院學報，2013，29（3）：23-26.

[10]李敏杰.程序設計競賽對學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].福建電腦，2015（8）：60-61.

[11]黃海芳，方麗，余宇華.基于競賽的程序設計類課程教學改革[J].電腦知識與技術，2015（6）：115-16.

[12]王文冰，李輝.以實例貫穿課堂的面向?qū)ο蟪绦蛟O計課程教學改革[J].計算機教育，2011（1）：91-94.

*基金項目：安徽省質(zhì)量工程項目“新工科背景下以OBE理念為指導的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)程序設計類課程教學改革探索與實踐”（編號：2018jyxm0796）;安徽省質(zhì)量工程項目“計算機基礎與程序設計”（編號：2018mooc281）;蚌埠醫(yī)學院質(zhì)量工程項目“基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)程序設計課程教學模式研究與實踐——以《Java程序設計》課程為例”（編號：2017jyxm26）

作者簡介：謝靜（1985-），女，漢族，安徽滁州人，碩士，講師，研究方向：圖像處理，虛擬現(xiàn)實。