新工科背景下面向應用型人才培養(yǎng)的程序設計課程教學方法研究

鄧競偉 鄧凱英 賈麗娟

摘要：在新工科背景下，作者針對Java程序設計課程體系現(xiàn)狀，分析了Java程序設計課程在高校計算機專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要性，并對該課程教學進行了研究與探討，提出設計Java程序設計課程的教學目標、教學體系以及教學改進方法，以期能夠提高學生的學習積極性和主觀能動性，從而達到較好的教學效果。

關鍵詞：新工科;教學改革;程序設計;項目式驅(qū)動教學法

中圖分類號：G717? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）22-0100-04

● 引言

近年來，隨著游戲軟件的開發(fā)、智能手機、大數(shù)據(jù)、人工智能等領域的飛速發(fā)展，編程語言作為基礎的技術支撐，備受人們的關注。另外，在新工科背景下，基于MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、SPOC的混合式教學模式改革實踐得到了很多教育人士的重視。

新工科人才培養(yǎng)最基本的問題是能力的培養(yǎng)，即要注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，因而高校學生計算機編程能力的培養(yǎng)是新工科人才培養(yǎng)的一項十分重要的工作。[1-3]筆者所在學校是一所民族高等院校，所在學院對學生的培養(yǎng)定位于使學生具有良好的職業(yè)道德和綜合素質(zhì)以及扎實的計算機相關理論知識，能夠運用所學知識和技術解決實際問題，具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和團隊精神。學生畢業(yè)后能夠從事大型軟件項目的開發(fā)和適應社會需求變化對高素質(zhì)軟件工程專門人才的基本要求。

● 課程體系現(xiàn)狀分析

Java程序設計是面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法，其作為計算機相關專業(yè)的實踐型和應用型較強的課程之一，在計算機相關專業(yè)課程建設中具有相當重要的地位。[4]因此，此Java程序設計是計算機軟件開發(fā)人員必須掌握的一門基本技術。[5-6]該課程講述Java程序設計的基本語法、面向?qū)ο蟮娜筇匦裕ǚ庋b性、繼承性和多態(tài)性）概論以及關于JDK（Java Development Kit）類庫的專題，如I/O流、圖形用戶界面、多線程程序設計和數(shù)據(jù)庫訪問的編程技術等。通過學習該課程，學生可以掌握Java程序開發(fā)工具JDK的配置及應用，理解Java中的數(shù)據(jù)類型、運算符和表達式的應用，掌握運用Java語言編寫具有面向?qū)ο筇匦缘拇a的能力，培養(yǎng)良好的編程、設計風格以及調(diào)試技巧，并具有用Java開發(fā)項目的能力。然而，Java程序設計課程的教學大多采用理論課堂先在教室授課，從最基本的概念和基礎知識（如數(shù)據(jù)類型、運算符、表達式）開始講解的方法。[7]因此，Java語言程序設計的教學改革顯得尤為重要。

● 課程教學模式

線上教學改變了傳統(tǒng)的備課模式、互動模式、教學形式以及心理態(tài)勢。學生能夠主動學習、師生高效互動是筆者多年追求的目標。

1.強化課堂互動

教師要根據(jù)專業(yè)特點和學生基礎等，充分利用網(wǎng)絡資源，優(yōu)選適宜內(nèi)容提供給學生，要求學生自主觀看視頻預習并提出問題，讓學生帶著問題去學習，還可以通過課堂教學與學生探索和交流;同時，學生之間也可以展開討論與交流，將學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，從而提高學生學習的自主能動性。[8]

2.實時查漏補缺

在傳統(tǒng)教學模式中，作業(yè)都是在課后完成的，講解作業(yè)最快也要在下一次課堂上進行，而線上教學則不同，尤其是客觀題，教師可以實時批改和統(tǒng)計作業(yè)，這樣就可以第一時間掌握學生對知識的掌握情況，并能及時查漏補缺。

● 課程改革

Java程序設計實驗課要求學生在實驗前認真閱讀實驗指導書中的相關內(nèi)容，并明確實驗目的和實驗任務，在實驗前做好預習準備工作，即熟悉程序流程、調(diào)試方法、步驟以及對實驗結(jié)果的分析方法等。教師還要要求學生獨立完成實驗并做好實驗記錄，按照實驗報告的具體要求寫出完整的實驗報告。

1.注重理論聯(lián)系實際，突出實踐教學

Java語言程序設計是一門理論性和實踐性并重的課程，實驗是本課程重要的教學環(huán)節(jié)，只有通過實驗才能加強學生的感性認識，進而使其掌握使用方法，運用所學的理論知識分析和處理問題。

本課程是筆者所在學院軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，共48學時，其中理論課有36學時，實驗課有12學時。教師在教學中要按照教學大綱的要求，采用理論和實踐相結(jié)合的方式調(diào)動學生學習的主動性和積極性，進而達到教與學的融合。理論與實驗教學的具體內(nèi)容如表1所示。

2.重視課程設計，引用項目式驅(qū)動教學法

結(jié)合當前企業(yè)需求和高校的人才培養(yǎng)目標，教師應重視課程設計，可采取項目式驅(qū)動教學模式。

（1）項目式驅(qū)動教學法

為了提升學生的動手能力和學習興趣，在實際教學過程中，教師可以引用項目式驅(qū)動教學法，把項目拆分成若干模塊，每個模塊包含幾個知識點，教師主要講解基本知識，并在學生完成項目過程中起到引導作用。

（2）選擇合適的項目

項目式驅(qū)動教學法首先要選擇難度適中、功能齊全的項目，并且此項目盡可能地涵蓋Java程序設計課程所學到的所有知識點。另外，需要注意的是，Java程序設計是基礎編程課程，此課程的先修課程是C語言程序設計，大部分學生的綜合編程能力不是很強，如果選擇太難的項目，學生做不出來會打消積極性。

（3）項目式驅(qū)動與小組合作法

為了提升學生解決實際問題的能力，筆者在傳統(tǒng)的課程安排基礎上增加了此課的課程設計，對學生進行分組，每組分配一個項目，每個組都設有組長和組員，組長負責分配任務，課程設計結(jié)束后，每位學生都參加答辯，介紹自己所做的內(nèi)容。這樣不僅能夠提高學生對此課程的學習興趣，而且鍛煉了學生解決實際問題的能力，同時也增強了學生的團隊精神。

3.加強校企合作，熟悉企業(yè)編程思想

為了培養(yǎng)高素質(zhì)軟件工程專門人才和推動培養(yǎng)學生的應用能力，高校必須加強與企業(yè)之間的合作。這樣一方面可以了解企業(yè)需要，熟悉企業(yè)編程思想，實時調(diào)整培養(yǎng)方案;另一方面可以避免出現(xiàn)知識的滯后性，及時修訂適合高校教學體系的教材，以此來配合Java程序設計課程教學改革，使其能夠順利完成。

4.鼓勵學生多參加項目開發(fā)大賽

要想提高學生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力，僅憑課堂上學習的知識是遠遠不夠的，應多鼓勵和引導學生參加課外實踐或者大賽，這是一種很好的提高手段。學生通過參加競賽不僅可以提高動手能力，還能鍛煉團隊合作精神，增強自信心，并對后續(xù)課程內(nèi)容的學習有新的目標和方向，從而得到全面發(fā)展。

● 考核方式與教學效果反饋

在本課程的考核過程中，需要加強過程考核，筆者進行了如下設置：平時成績30%（考勤50%和作業(yè)50%）、實驗成績20%（包括實驗報告70%和實驗考試30%）以及期末考試50%。

本次考核內(nèi)容符合教學大綱要求的范圍和教材包括的知識范圍，考查了基本理論、基本知識和基本技能，考核的內(nèi)容難易程度適中，考核方式合理，并且能夠較好地反映學生對相關知識的掌握情況。課程成績分布如圖1所示。

除此之外，在正常教學任務完成以后，教師可以給學生布置綜合性難度適中的三個小項目，由學生參考上課講的案例來完成這些小項目，以大作業(yè)的方式提交并撰寫課程設計指導日志作為期末成績，最終成績由三部分（平時成績20%、項目成績40%、答辯成績40%）組成。同時，要求實驗目的、實驗設備、實驗過程敘述完整，言簡意賅，對實驗結(jié)果有具體分析，總結(jié)實驗收獲、遇到的問題和解決的辦法，實驗報告撰寫規(guī)范、整齊。課程設計成績比例分配如表2所示。

課程設計是對學過的所有面向?qū)ο蟮木幊趟枷胍约熬幊谭椒ǖ目偨Y(jié)、回顧和實踐，學生確定設計題目后，要明確本次課程設計所要用到的技術點，回顧之前學習的知識點，或者到網(wǎng)上搜索以及查閱相關的書籍來搜索資料。通過編寫一個基于Java的應用系統(tǒng)綜合實例來掌握Java語言編程技巧。教師可以根據(jù)學生提交的設計論文（包括程序主要完成的功能、設計思路和框圖、主要代碼，程序中有何創(chuàng)新、有何收獲和存在的不足以及需要改進的地方，程序功能的實現(xiàn)和平時的表現(xiàn)）進行考核。課程設計成績分布如圖2所示。

圖1和圖2能夠較好地反映學生對相關知識得掌握情況，可以看出大部分學生掌握得不錯，個別學生還有待提高，總體達到了預期效果。

● 結(jié)論

本文通過分析Java程序設計課程體系現(xiàn)狀，提出了對Java程序設計課程進行改革的方式方法，改變了教學手段，并對理論教學和實驗教學的學時和內(nèi)容進行了調(diào)整，增加了課程設計，由此突出了項目任務驅(qū)動法應用于Java程序設計課程的實踐教學模式，提升了學生的編程和解決實際問題能力，取得了很好的教學效果，達到了提高教學質(zhì)量的目的，更重要的是，使學生的未來就業(yè)前景更加廣闊。

參考文獻：

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[3]孫璐榮，王家寧，姜楠楠.面向“新工科”的Java程序設計課程項目驅(qū)動式教學模式改革研究[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（17）：199.

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[6]程珍，池凱凱，李燕君，等.項目驅(qū)動和翻轉(zhuǎn)課堂相融合的教學模式在Java程序設計教學中的應用[J].計算機教育，2018（02）：91-94.

[7]劉長旺.基于工程實踐能力培養(yǎng)的Java程序設計課程教學改革研究[J].教育教學論壇，2017（25）：134-135.

[8]馬金霞.“翻轉(zhuǎn)課堂”教學法在C語言教學中的應用[J].信息與電腦，2019（20）：250-251.

作者簡介：鄧競偉（1980—），女，博士，講師，研究領域為復雜網(wǎng)絡、教育教學方法研究。鄧凱英（1982—），女，博士，副教授，研究領域為軟件開發(fā)、計算機教學方法研究。賈麗娟（1979—），女，碩士，副教授，研究領域為軟件開發(fā)、計算機教學方法研究。

基金項目：教育部人文社科規(guī)劃基金項目（No.19YJAZH010），西北民族大學引進人才項目（No.xbmuyjrc201916，xbmuyjrc201632），西北民族大學一流本科課程（YLKC-106）和計算機文化基礎慕課項目。