應用型本科Java課程混合式教學創(chuàng)新研究

鄔卓恒，姜全坤

（廣東理工學院，廣東 肇慶 526100）

0 引 言

應用型本科教育是隨著科技發(fā)展和高等教育由精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)變的過程中形成的一種新型教育類型。廣東理工學院的教學定位是應用型本科教育。Java 是計算機和軟件工程專業(yè)的重要課程之一，對學生應用型培養(yǎng)十分重要。Java 課程的單一教學方式在并不能滿足應用型復合人才培養(yǎng)的要求。設計Java 課程的線上線下混合式教學模式豐富教學形式，利用網(wǎng)絡資源、提升教學效果。彌補單一線上課程的缺點，培養(yǎng)學生自主學習能力、提升學生的知識應用能力。

1 混合式教學的現(xiàn)狀

混合式教學起源于e-Learning，混合式教學能把傳統(tǒng)教學和線上教學的游行結(jié)合起來，既能發(fā)揮教師的引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的作用，又能體現(xiàn)學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性。從混合式教學模式的實現(xiàn)方式上可以分為：基于活動的混合式教學模式、基于資源的混合式教學模式。

自2008年MOOC出現(xiàn)后，MOOC 的蓬勃發(fā)展。2012年被稱為“MOOC 元年”。2013年被稱為“中國MOOC 課啟動年”。由于新冠肺炎的影響學校延遲開學，學校展開網(wǎng)絡教學，參與學習的人數(shù)在2020年爆發(fā)式增長，這進一步推動慕課的發(fā)展。SPOC 是在MOOC 的基礎上提出。小規(guī)模限制性在線課程很好地彌補了MOOC 的缺陷，并推動了MOOOC 和傳統(tǒng)課堂教學的融合，基于MOOC 和SPOC 的混合式教學逐漸成為混合式教學的主流。

基于MOOC 的混合教學模式可以分為以下類型：以慕課為主，融入本地化教學管理的混合教學模式；以慕課為開放資源為主，以本地個性化為肢體的混合式教學模式；整合開放教育資源，完全本地個性化的混合教學模式。Java 的混合式教學模式基于活動的教學模式，采用整合開放資源的完全本地化的教學模式。

2 Java 程序設計課程教學現(xiàn)狀

2.1 Java 程序設計課程開設現(xiàn)狀

Java 程序設計是軟件工程專業(yè)、計算機科學與技術的基礎設計類課程，具有很強的實踐性。計算機及其相關領域發(fā)展迅速，企業(yè)對畢業(yè)生的專業(yè)要求不斷提高，應用型本科必須強化學生在“解決復雜問題”能力方面的訓練和培養(yǎng)，使其能很好地適應快速變更的社會需求。我校教師授課任務重、備課壓力大，信息化教學手段使用較少，多數(shù)授課方式都以講練為主，授課方式單一，老師講學生做。在傳統(tǒng)的教學模式中教師無法將項目中的經(jīng)驗和課程理論相結(jié)合、無法布置有效的實踐性啟發(fā)性強的作業(yè)。學生在結(jié)束課程后，沒有實際的應用技術的積累，能力達不到企業(yè)用人要求。

學生自我約束能力弱、自我學習能力弱不能有效的通過自我學習彌補課程上的不足。學生自我學習絕大多數(shù)是通過網(wǎng)絡，網(wǎng)絡學習資源紛繁復雜、難易不同、良莠不齊。學生的鑒別能力較弱，很難從網(wǎng)上獲得直接有效的學習資源。

2.2 Java 程序設計課程傳統(tǒng)教學模式存在的問題

傳統(tǒng)的教學模式中，只有在期末考試中才能獲得學生學習情況的定量分析。課程結(jié)束后獲得定量分析只能提升在下一年的授課時的策略，但是下學期的教學對象又發(fā)生了改變。學生學習情況數(shù)據(jù)的滯后性和不完整性，影響教學計劃的調(diào)整和實施，進而影響教學效果、學習效果。

傳統(tǒng)的教學模式，沒有充分的利用網(wǎng)絡資源，單一傳統(tǒng)的教學模式，并不能充分的調(diào)動學生積極性、不能利用學生碎片化時間?，F(xiàn)階段關于Java 程序設計課程的改革與探索多集中于教學的設計，并沒有從教學模式上做出改變與探索。

我校Java 程序設計課程開設面向兩個專業(yè)：軟件工程與計算機科學與技術。軟件工程專業(yè)大一上下兩個學期共48×2個課時。學生中文理生混合，編程基礎差，計算機基礎知識薄弱、語法知識匱乏、缺乏計算機思維和編程思維，編程過程中容易產(chǎn)生知難而退的不良情緒，甚至對Java 程序設計課程失去興趣，進而影響其他專業(yè)課程的學習。計算機科學與技術專業(yè)專升本學生一個學期，32 個課時，專升本學生學情更為復雜。

3 Java 程序設計課程的混合式教學設計

以Java 程序設計課程為例探索應用型本科高校中如何使用混合教學模式，提升學生專業(yè)知識的應用能力、提升學生自主學習能力、提升對行業(yè)新知識的掌握及發(fā)現(xiàn)能力、提升老師應用信息化技術的能力、使用平臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計能力分析學生的學習習慣和學習效果、探索混合式教學模式給學生和老師帶來的提升和改變。

Java 程序設計課程的混合式教學模式基于活動的教學模式，采用整合開放資源的完全本地化的教學模式。包括三個核心模塊：線上教學平臺模塊、線上練習模塊和線下教學模塊，如圖1所示。線上教學模塊中整合了線上免費資源，本校開放資源，該模塊核心內(nèi)容是教學資源的分享，此部分教學資源包括，視頻資源、免費電子圖書資源、相關知識點解析資源等。特別是視頻資源，針對課程中的每一個知識點展開了詳細的講解和舉例，不用受課時的限制。此模塊可以布置客觀題作業(yè)并能自動評分，學生可以及時獲得自己工作的反饋，也可以節(jié)省老師的時間。學生通過學號登錄平臺通過班級編號加入網(wǎng)上班級，查看、觀看、下載分享相關資源，若課上有不懂得知識點，可以通過找到相關視頻進行再學習。此模塊在混合式教學模式中的基礎，讓學習在離開課堂時還能繼續(xù)，學生通過自己課下的碎片化時間進行學習。

圖1 混合式教學模型

線上編程平臺的功能是提供編程題目，學生上傳代碼，平臺自動給出評判。此平臺是有一個排名機制，可以激勵同學們不斷地學習，也基于排名建立相應的激勵機制，引導學生多寫程序防止學生眼高手低。

線下教學是混合式教學的重中之重，任何線上都不能替代面授課程的作用?；旌鲜浇虒W模式中的線下教學基于線上平臺完成，兩者相輔相成。線下教學分成兩個部分：理論教學和實踐教學。理論教學主要講解Java 程序設計課程的基本理論知識和相關的語法知識。實踐教學的重點內(nèi)容是培養(yǎng)學生在理論知識的指導下的編程能力。編程能力包括兩部分內(nèi)容：編程技巧和編程思維。在實踐教學中讓學生熟練掌握編程技巧和逐步形成編程思維。

課堂理論教學分成三個部分：回顧與導入、知識講解、知識總結(jié)與布置客觀題作業(yè)。首先，基于平臺發(fā)布的客觀題目作業(yè)回顧上節(jié)課的知識，基于平臺發(fā)布預習任務開始導入課程，學生在預習任務中觀看相應的教學視頻和資料。其次，線下課程基于預習任務展開教學，線下講解的側(cè)重點在于課程知識的重點和難點知識，授課時進行雙向的交流。在授課的過程中比，可采用案例驅(qū)動或分組任務的方法進行。最后，發(fā)布作業(yè)。課堂實踐課教學是基于理論課的內(nèi)容設計編程題目，題目分成易、中、難三個類型。容易題目幫助學生鞏固基礎語法知識此部分題量較多。中等題目主要鍛煉學生的拓展能力和解題能力，數(shù)量較少。難度較大的題目一般是綜合性的題目，實踐性較強，綜合本節(jié)課的所有知識點。實踐教學過程包括：編程演示、學生編程、布置編程作業(yè)。整體教學流程如圖2所示。

圖2 教學流程圖

4 教學實踐與應用

4.1 學情分析

此次實施教學的專業(yè)對象是2020級專升本學生1～4班，共197 人，周課時2，總課時32。其中由非計算機類專業(yè)升到計算機科學與技術專業(yè)的學生占63%。其中計算機類專業(yè)占37%。計算機類專業(yè)是指：計算機技術專業(yè)、軟件技術專業(yè)、網(wǎng)絡技術等專業(yè)。其中有14%的學生是文科專業(yè)轉(zhuǎn)專業(yè)來的。學過Java 程序設計課程的占42%，未學過占58%。開課測試中，一共有161 位同學參與了測試，71%的學生分數(shù)在40 分以下，6%的同學能獲得及格情況。測試題目為基礎概念，滿分為100 份。

此次授課對象知識背景復雜，基礎不同，對知識的學習能力和理解能力也不同。單一的課堂教學不能全面兼顧學生。采用混合式教學方式可以有效地兼顧基礎薄弱的同學。

4.2 教學實施

將教學資源整合到“智慧樹”平臺，構(gòu)建線上課程，針對專升本計算機科學與技術專業(yè)線上資源和線下課程對應關系如表1所示。線上課程一共302 個視頻資源和其他文獻資源，每個視頻資源平均是6 分鐘，約為30 小時的課程，如圖3智慧樹課程視頻資源圖所示，平臺會從兩個角度記錄資源使用情況：從資源角度，記錄觀看人數(shù)、觀看次數(shù)，如圖4所示；從學生角度，記錄學生的學習時常。

圖3 智慧樹課程視頻資源圖

圖4 智慧樹視頻資源使用情況圖

表1 線上線下內(nèi)容對照表

首先每周發(fā)布預習任務如圖5所示，學生完成預習任務觀看線上視頻。其次，線下課程講解知識，講解實踐內(nèi)容，布置客觀題作業(yè)和編程作業(yè)。最后，學生在平臺完成理論作業(yè)和編程作業(yè)，反饋結(jié)果。智慧樹平臺會記錄每個同學的學習時常學習次數(shù)等內(nèi)容，客觀題作業(yè)會及時給出評判，記錄分數(shù)，編程平臺會給出編程代碼的正確與錯誤，記錄分數(shù)。平臺記錄學生學習情況和作業(yè)情況便于監(jiān)督學生學習。期末時，視頻資源的平均觀看率為93%，除幾組異常數(shù)據(jù)外，學生的視頻觀看時常大于26 個小時，參與情況良好。實施一個學期后，課程綜合編程題目完成良好。四個班的綜合平均分75.82 分，其中優(yōu)良比例為36%，中等的比例為40%。

圖5 課程預習任務發(fā)布圖

5 結(jié) 論

Java 程序設計課程的混合式教學模式，整合資源形成網(wǎng)上學習資源平臺和編程練習平臺，此平臺可以被重復優(yōu)化利用。此資源平臺可以節(jié)省老師實踐。平臺全天候開放并可以準確記錄學生的學習情況，及時反饋學生情況，提升學生學習能力。未來將線上學習平臺、考試平臺、編程平臺相結(jié)合，整合形成一個統(tǒng)一的平臺會提升混合式教學的可操作性，對混合式教學的推廣起到積極作用。