新工科實(shí)踐類課程《Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》線上線下混合式教學(xué)模式研究

陳傳明 俞慶英 夏蕓 郭良敏

摘要：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)同學(xué)接觸到的第一門以對象為主題、以需求為主線的程序設(shè)計(jì)課程，在傳統(tǒng)教學(xué)中普遍存在著學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠、解決問題能力不足、有困難無法及時(shí)得到指導(dǎo)等現(xiàn)象。該文探討了Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的線上線下混合式教學(xué)新模式，通過教學(xué)視頻、在線學(xué)習(xí)測試和線上線下互動(dòng)等教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮教師的個(gè)性化指導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)師生線上線下交流以及學(xué)生之間的分布式協(xié)同合作，從而提升Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：Java語言;面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì);線上線下混合式教學(xué)模式

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2022）15-0140-03

1 引言

新工科發(fā)展新模式要求著力培養(yǎng)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，而大學(xué)生的能力培養(yǎng)離不開課程建設(shè)[1]。Java語言是當(dāng)前最為流行的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言之一，諸多優(yōu)秀的特性使其成為被業(yè)界廣泛認(rèn)可和采用的編程語言，Java語言通常作為國內(nèi)外各高校計(jì)算機(jī)專業(yè)必修的一門程序設(shè)計(jì)課程[2]。相對于本科第一學(xué)期的C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程所解決的問題更復(fù)雜、更貼近日常生產(chǎn)生活，程序需求豐富、代碼量大。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握J(rèn)ava面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法，做到理論和實(shí)踐相結(jié)合。

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，普遍存在學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠、解決問題能力不足、有困難無法及時(shí)得到指導(dǎo)、學(xué)習(xí)漫無目標(biāo)等現(xiàn)象。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)運(yùn)行和管理模式也因?yàn)?020年春季發(fā)生的新冠疫情而遇到諸多困難。隨著新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，線上線下混合式教學(xué)作為一種新型教育學(xué)習(xí)模式應(yīng)運(yùn)而生，它不僅在網(wǎng)絡(luò)上提供教學(xué)視頻，還有單元測試、網(wǎng)絡(luò)論壇、練習(xí)和考試等，為解決Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程傳統(tǒng)線下教學(xué)相關(guān)問題提供了嶄新的解決思路。

2 混合式教學(xué)驅(qū)動(dòng)的課程建設(shè)思路

混合式教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)開放教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合的信息化教學(xué)新模式，由線上教學(xué)和線下教學(xué)兩個(gè)部分組成[3]。線上教學(xué)的課程建設(shè)包括課程資源建設(shè)、線上教學(xué)管理體系建設(shè)等方面;線下教學(xué)的課程建設(shè)包括教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃與設(shè)計(jì)、教學(xué)案例建設(shè)、考核方案設(shè)計(jì)等方面[4]。

其中，課程資源建設(shè)包括課件制作、視頻講解、題庫建設(shè)、作業(yè)庫建設(shè)、試卷建設(shè)等，課程管理體系由課程分析、考核、測評、管理等各項(xiàng)措施組成。混合式教學(xué)需要改革教學(xué)手段和教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，以多種媒體作為媒介，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力，課程建設(shè)總體思路如下。

1）制作和搜集課程學(xué)習(xí)資料，包括錄制或引用與章節(jié)配套的教學(xué)視頻、習(xí)題講解視頻、精選習(xí)題、知識(shí)點(diǎn)精講講義等;

2）完善課程學(xué)習(xí)資料交流平臺(tái)、課程在線答疑平臺(tái)和教學(xué)互動(dòng)平臺(tái);

3）建設(shè)智能課程教學(xué)管理體系，統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)數(shù)據(jù)，個(gè)性化安排每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程;

4）完善智能學(xué)情分析方法，訓(xùn)練出有針對性的教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略，促進(jìn)不同類別學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果;

5）改進(jìn)教學(xué)方法，在教師和混合式課程教學(xué)管理體系的干預(yù)下，最大限度提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與教學(xué)效果。

3 Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程混合式教學(xué)方法改革與創(chuàng)新

本課程以“線上自學(xué)+線下教學(xué)+項(xiàng)目實(shí)踐+大數(shù)據(jù)分析考核”的模式實(shí)施教學(xué)工作，在教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)方式改革、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)效果考核等方面進(jìn)行課程建設(shè)和改革創(chuàng)新主要包括。

1）豐富的教學(xué)資源。通過構(gòu)建“合理配置，資源共享”的教學(xué)資源，結(jié)合平臺(tái)優(yōu)勢，通過“自建+引用”的方式，將教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，視頻內(nèi)容短而且模塊化，按問題組織知識(shí)點(diǎn)，以知識(shí)點(diǎn)開展教學(xué)，進(jìn)行課題的專項(xiàng)講解，有利于學(xué)生注意力的集中。

2）靈活的教學(xué)方式。通過“線下自學(xué)+線下教學(xué)”的教學(xué)方式，讓學(xué)生了解自己知識(shí)的薄弱環(huán)節(jié)、課程的重難點(diǎn)內(nèi)容，讓教師實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并在課堂教學(xué)中有針對性進(jìn)行講解。

3）合理的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況密切相關(guān)，有針對性地解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的重難點(diǎn)問題。

4）科學(xué)的評價(jià)體系。建立科學(xué)合理的考核方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，完善教學(xué)效果評價(jià)、學(xué)生學(xué)習(xí)情況評價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)效果的規(guī)范、準(zhǔn)確評價(jià)。

3.1在線平臺(tái)建設(shè)及教學(xué)組織方案

1）在線平臺(tái)建設(shè)

本課程教學(xué)面向計(jì)算機(jī)專業(yè)一年級的多個(gè)班級，由課程負(fù)責(zé)人在超星學(xué)習(xí)通（安徽師范大學(xué)赭麓學(xué)堂）平臺(tái)[5]上創(chuàng)建課程，并將課程團(tuán)隊(duì)老師及助教加入其中，每位老師管理自己的班級，共同創(chuàng)建課程資源，供所有老師和學(xué)生共享。

在教學(xué)活動(dòng)中設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，針對教學(xué)目的和教學(xué)重難點(diǎn)，通過歸納互動(dòng)問題、精選討論案例等方式，加強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)過程中的主動(dòng)參與，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和創(chuàng)新能力。

第一次課堂教學(xué)時(shí)，向?qū)W生介紹本課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系中的位置和作用，本課程未來的應(yīng)用場景和社會(huì)價(jià)值，以及本課程的教學(xué)要求、考核方式、平時(shí)成績構(gòu)成、課程成績的結(jié)構(gòu)比例等。

明確每次教學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)、重難點(diǎn)內(nèi)容，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生對前期教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，設(shè)計(jì)教學(xué)方案、組織教學(xué)過程。

2）課堂教學(xué)組織與實(shí)施

在日常教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)情況，實(shí)施課堂授課活動(dòng)。在課堂講授過程中，全面把握本課程教學(xué)的深度、廣度，注意課程內(nèi)容的前后銜接，積極運(yùn)用靈活多樣的教學(xué)方法，著重闡述基本理論和基本概念，結(jié)合平臺(tái)中的相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息，有針對性的釋疑解難，重點(diǎn)講解課程難點(diǎn)、重點(diǎn)。

利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行線上教學(xué)和教學(xué)活動(dòng)管理，以一次教學(xué)活動(dòng)為例，包括以下內(nèi)容：

A. 發(fā)布通知：上課前一周左右發(fā)布，提醒、告知同學(xué)們下次課的學(xué)習(xí)安排、相關(guān)任務(wù)。包括任務(wù)點(diǎn)的學(xué)習(xí)、文字、課件、教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)，復(fù)習(xí)作業(yè)、預(yù)習(xí)作業(yè)等。

B. 發(fā)布作業(yè)：從作業(yè)庫中選擇本周復(fù)習(xí)作業(yè)、下周預(yù)習(xí)作業(yè)，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，發(fā)布作業(yè)。作業(yè)提交截止時(shí)間約定為上課前一天的18：00。

C. 資源建設(shè)：題庫、作業(yè)庫、活動(dòng)庫、任務(wù)點(diǎn)等資源的持續(xù)維護(hù)和建設(shè)。

D. 作業(yè)批改：查看學(xué)生的任務(wù)完成情況，批閱作業(yè)中的主觀題部分。

E. 推送預(yù)警信息：上課前2-3天，篩選出任務(wù)完成比例偏少的同學(xué)，向這些同學(xué)推送提醒信息。強(qiáng)化過程管理，盡早發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)度落后的同學(xué)，督促學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

F. 統(tǒng)計(jì)分析：上課前1天，查看同學(xué)們的作業(yè)完成情況，從答題結(jié)果中分析同學(xué)們知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)、掌握的薄弱環(huán)節(jié)，以便在下一次課堂教學(xué)時(shí)有針對性重點(diǎn)講解。

G. 教學(xué)實(shí)施：教學(xué)過程中，每15分鐘左右做一次教學(xué)活動(dòng)（投票、問卷、討論等形式），一是了解學(xué)生對課堂所授知識(shí)的理解情況，實(shí)時(shí)查看教學(xué)效果;二是以活動(dòng)參與情況判斷學(xué)生聽課的認(rèn)真程度、投入程度，根據(jù)互動(dòng)結(jié)果實(shí)時(shí)掌握教學(xué)效果，根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)教學(xué)進(jìn)度。

3）教學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)

在教學(xué)活動(dòng)中設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，針對教學(xué)目的和教學(xué)重難點(diǎn)，通過歸納互動(dòng)問題、精選討論案例等方式，加強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)過程中的主動(dòng)參與，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和創(chuàng)新能力。

互動(dòng)內(nèi)容和互動(dòng)方式的設(shè)計(jì)，主要在備課階段完成，授課過程中也可以根據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)際情況，現(xiàn)場選擇互動(dòng)方式設(shè)計(jì)互動(dòng)內(nèi)容。依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，設(shè)計(jì)線上、線下相結(jié)合的教學(xué)互動(dòng)方式，每次互動(dòng)均有相關(guān)活動(dòng)記錄。教學(xué)互動(dòng)形式主要包括：投票、選人、搶答、主題討論、隨堂練習(xí)、問卷、評分等等。表1是某次教學(xué)活動(dòng)所設(shè)計(jì)的教學(xué)互動(dòng)內(nèi)容。

4）輔導(dǎo)答疑

做好線上教學(xué)的同時(shí)，安排答疑時(shí)間和地點(diǎn)，做好學(xué)生的輔導(dǎo)、答疑工作，線下輔導(dǎo)與線上輔導(dǎo)相結(jié)合，通過QQ、學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行線上輔導(dǎo)。以個(gè)別答疑為主，對共性的問題進(jìn)行集體輔導(dǎo)。

學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)的“討論”功能，發(fā)帖尋求幫助，老師、助教、其他同學(xué)均可以對所提問題進(jìn)行回答、討論。

5）作業(yè)批改

結(jié)合教學(xué)要求布置適量課程預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)作業(yè)，作業(yè)形式包括專項(xiàng)練習(xí)題、單元測驗(yàn)、課堂匯報(bào)等，每次課均安排適量的課程作業(yè)，以強(qiáng)化教學(xué)效果，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

課程作業(yè)以線上作業(yè)為主，便于統(tǒng)計(jì)分析。對所布置的每一次作業(yè)，都認(rèn)真細(xì)致地批改，作業(yè)批閱界面如圖1所示。由學(xué)習(xí)通平臺(tái)自動(dòng)做好作業(yè)成績登記，平時(shí)作業(yè)的完成情況是對學(xué)生進(jìn)行過程性考核的重要依據(jù)之一。

3.2 教學(xué)資源配置

本課程的教學(xué)資源包括課程資源、軟件資源、教學(xué)設(shè)備資源等。

1）課程資源

A. 教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表等常規(guī)教學(xué)資源

具體包括：《Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》課程教學(xué)所需的教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、考核方案等常規(guī)教學(xué)資源。

B. 知識(shí)點(diǎn)資源

結(jié)合教學(xué)大綱和教材章節(jié)內(nèi)容，將本課程共分解成92個(gè)知識(shí)點(diǎn);知識(shí)點(diǎn)是課程建設(shè)的基礎(chǔ)，課程組老師以章為單位負(fù)責(zé)若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并負(fù)責(zé)該知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)建設(shè)任務(wù)。

C. 課件資源

· 知識(shí)點(diǎn)課件：將知識(shí)點(diǎn)講授清楚，知識(shí)點(diǎn)PPT主要為錄制教學(xué)視頻服務(wù)。

· 教學(xué)課件：以章為單位，課堂教學(xué)使用的課件。

D. 視頻資源

· 通過“自建+導(dǎo)入視頻”相結(jié)合的方式建設(shè)和搜集視頻資源;

· 知識(shí)點(diǎn)視頻：根據(jù)知識(shí)點(diǎn)課件錄制的視頻，講解時(shí)間不超過15分鐘，將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的基本概念、基礎(chǔ)語法、應(yīng)用情景講解清楚;

· 視頻資源：根據(jù)課程內(nèi)容在相關(guān)課程平臺(tái)搜索、導(dǎo)入優(yōu)秀視頻資源。

· 自建：更加貼切本課程教學(xué)內(nèi)容，更加自由;

· 平臺(tái)導(dǎo)入：導(dǎo)入優(yōu)秀的資源，供學(xué)生學(xué)習(xí)。

E. 題庫資源

· 自建：根據(jù)知識(shí)點(diǎn)搜集、制作相關(guān)試題;

· 導(dǎo)入：根據(jù)示范資源導(dǎo)入相關(guān)試題。

2）軟件資源

軟件資源主要包括軟件開發(fā)工具和相關(guān)軟件文檔。軟件開發(fā)工具主要有：Eclipse、JDK、JDBC驅(qū)動(dòng)和StarUML;軟件相關(guān)文檔有：JDK文檔和Thinking in Java電子文檔等。相關(guān)資源均發(fā)布到線上教學(xué)平臺(tái)中。

3）教學(xué)設(shè)備資源

本課程線上教學(xué)要求學(xué)生擁有電腦和智能手機(jī)，因?yàn)槌绦蚓帉懪c調(diào)試在電腦上操作更加便捷，而課堂互動(dòng)使用手機(jī)更加方便。

教師在進(jìn)行線上教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以配備筆記本電腦、臺(tái)式電腦、智能手機(jī)、數(shù)位屏、手寫筆等設(shè)備。其中筆記本電腦（內(nèi)置話筒和揚(yáng)聲器）用于在線直播授課，數(shù)位屏用于在授課過程中進(jìn)行屏幕書寫（充當(dāng)板書作用）。

日常課堂教學(xué)環(huán)境下，要求學(xué)生配備智能手機(jī)，教師配備筆記本電腦和智能手機(jī)。

3.3 教學(xué)評價(jià)

1）課程目標(biāo)

目標(biāo)1：針對計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的具體問題，利用面向?qū)ο蠡菊Z法體系和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)一般方法，建立求解模型，并編程實(shí)現(xiàn)。

目標(biāo)2：運(yùn)用面向?qū)ο蠡纠碚?、設(shè)計(jì)方法，根據(jù)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域軟件開發(fā)的特定需求，完成軟件模塊的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

目標(biāo)3：強(qiáng)化利用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想，分析和研究計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的對象特征，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，并驗(yàn)證通過。

2）課程考核方式與考核標(biāo)準(zhǔn)

為評價(jià)課程目標(biāo)的達(dá)成情況，檢驗(yàn)課程教學(xué)效果，考核學(xué)生分析問題、解決問題的能力，本課程考核采用過程性考核和期末終結(jié)性考核結(jié)合的方式，兩者各占50%比例。過程性考核包括課堂測試（線上線下結(jié)合）、課程作業(yè)（線上）、單元測驗(yàn)（線上）、期中考試（線下）等多種方式。期末終結(jié)性考核為線下閉卷考試。

3）成績管理

過程性考核的各部分權(quán)重以及成績管理方式在線上學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置和管理。在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)設(shè)置了各項(xiàng)目的權(quán)重以及課程活動(dòng)等部分的評分方式，線下成績可人工錄入。在整個(gè)線上教學(xué)過程中，均通過該平臺(tái)進(jìn)行成績管理。

圖2展示了過程性考核成績管理方式，各項(xiàng)占比為：課程作業(yè)30%，課堂互動(dòng)15%，課程視頻學(xué)習(xí)10%，線上討論5%，線上測試20%，線下期中考試20%?？记诓挥?jì)入平時(shí)考核成，如果一學(xué)期曠課累計(jì)達(dá)到1/3，不允許參加本課程的期末考核。

通過超星學(xué)習(xí)通的成績管理功能，可以設(shè)置各項(xiàng)成績所占權(quán)重以及相關(guān)參數(shù)，利用其成績統(tǒng)計(jì)功能可以實(shí)時(shí)查看學(xué)生的成績情況。

4 結(jié)束語

為彌補(bǔ)和完善傳統(tǒng)線下教學(xué)模式的不足，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，本文主要研究Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的線上線下混合式教學(xué)模式。本課程已完成模塊化知識(shí)點(diǎn)教學(xué)視頻、題庫、作業(yè)庫等等教學(xué)資源的建設(shè)，積累了寶貴的線上線下混合式教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并形成較完善的后續(xù)建設(shè)方案。

線上線下混合式教學(xué)模式重構(gòu)了教學(xué)流程、優(yōu)化了教學(xué)方法，促進(jìn)了師生的課后交流與互動(dòng)，教師可以在線上對學(xué)生進(jìn)行有效的個(gè)性化輔導(dǎo)，緩解了學(xué)生的畏難情緒，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。同時(shí)，線上教學(xué)管理實(shí)現(xiàn)一切學(xué)習(xí)均有記錄，能讓學(xué)生和老師充分、實(shí)時(shí)地掌握每位同學(xué)的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到精細(xì)化教學(xué)的目的。通過混合式教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用問題的能力，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱立軍，楊中秋，李漫紅，等.新工科背景下程序設(shè)計(jì)競賽課程建設(shè)的研究與探索[J].高教學(xué)刊，2021（3）：96-99.

[2] 李金忠，黃雪梅，夏潔武.新工科背景下融合CDIO和翻轉(zhuǎn)課堂的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2019（11）：58-63.

[3] 俞慶英，陳傳明，夏蕓.翻轉(zhuǎn)課堂在《C語言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018，14（10）：163-165.

[4] 顏慧.異步教學(xué)和同步教學(xué)有機(jī)結(jié)合的在線教學(xué)模式研究與實(shí)踐——以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)為例[J].計(jì)算機(jī)教育，2021（2）：22-25，34.

[5] 安徽師范大學(xué)赭麓學(xué)堂[EB/OL]. [2021-08-02]. http：//ahnu.gj.chaoxing.com/portal

【通聯(lián)編輯：王力】