基于OBE的Java語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革研究

張鑫

（哈爾濱華德學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與人工智能學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150025）

1 引言

Java自誕生之日起，就因具有平臺無關(guān)性、面向?qū)ο蟆⒍嗑€程、安全性高等特性，成為網(wǎng)站開發(fā)、移動應(yīng)用開發(fā)以及管理工具的首選開發(fā)語言。目前，全國各高校的計算機專業(yè)，基本都是以Java語言程序設(shè)計作為編程的入門工具，尤其是在一些新的技術(shù)領(lǐng)域都涉及Java語言。因此，在很多高校的計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中，學(xué)習(xí)和掌握J(rèn)ava已成為共識。

成果導(dǎo)向教育OBE（Outcome Based Education）教育理念，也稱為能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。它是于1981 年由Spady 等人提出的一種先進的教育理念。其核心思想就是“以學(xué)生為主體，以成果為驅(qū)動”的成效為本教育理念[1]?；诖四康?，我校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)Java語言程序設(shè)計課程中引入OBE教學(xué)理念，旨在幫助教師改進教育教學(xué)、管理，幫助教師指導(dǎo)學(xué)生工作。

2 Java語言程序設(shè)計教學(xué)中存在的問題

2.1 學(xué)生學(xué)習(xí)編程能力不均衡

Java語言程序設(shè)計作為入門級的編程課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)時，因為學(xué)生個體之間存在的認(rèn)知差異，對編程的抽象方法理解不一致，不同學(xué)生的掌握程度也就不一樣。這就造成有些學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)編程很容易，有些學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)編程難度較大，讓教師在授課時的教學(xué)方法把握不好分寸。

2.2 教師教學(xué)方式不科學(xué)

以往Java 語言程序設(shè)計教學(xué)方式采用按照教材的章節(jié)分布，以知識導(dǎo)向為主，講授知識的基本概念和語法，在課堂上基本都是采用PPT教學(xué)方式，并且局限于教學(xué)課時和教學(xué)進度的安排，降低了教師與學(xué)生之間的交流，學(xué)生對教學(xué)活動的參與不多。而且教師也未能很好地針對學(xué)生個體差異因材施教，從某種程度上限制了學(xué)生的編程潛能和創(chuàng)新能力。

2.3 實踐教學(xué)設(shè)計與行業(yè)不貼近

Java 語言程序設(shè)計的實踐部分的實驗內(nèi)容往往是針對教材中特有的知識點而設(shè)計，實驗內(nèi)容比較單一、枯燥，并且對后續(xù)的知識學(xué)習(xí)并沒有很好的關(guān)聯(lián)性。學(xué)生在完成實驗內(nèi)容時，更注重語法規(guī)則，并沒有深刻理解題目的通俗含義，沒有理解面向?qū)ο蟮谋玖x，學(xué)生多是按照教材中的答案敲到計算機里，這樣造成學(xué)生對問題分析、編程思想理解不深入。教材上的實踐案例并不能貼近行業(yè)發(fā)展的實際情況，不能把前期學(xué)習(xí)的內(nèi)容和后續(xù)學(xué)習(xí)的知識貫穿在一起，設(shè)計出貼近行業(yè)真實的綜合項目實訓(xùn)，這也造成多數(shù)學(xué)生對編程思維沒有清晰的認(rèn)識，對知識還不能融會貫通。

2.4 課程考核方式不合理

Java語言程序設(shè)計考核方式往往采用平時成績+期末筆試的方式進行，平時成績基本都是由學(xué)生出勤和課堂表現(xiàn)組成，而期末筆試考核內(nèi)容多是概念性和記憶性的知識點，編程題目較少，這就造成一部分學(xué)生往往忽視編程能力的學(xué)習(xí)，更多去記憶一些理論知識，考核成績既不能反映學(xué)生對編程能力和創(chuàng)新能力的掌握程度，也不能反映教學(xué)情況和考核的意義[2]。因此，需要根據(jù)Java 語言程序設(shè)計的課程目的和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，設(shè)計出科學(xué)的課程考核方式。

3 基于OBE的Java語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革

3.1 突出課程教育目的，調(diào)整課程設(shè)置

教育的根本任務(wù)是立德樹人，在課程教學(xué)的過程要把思想政治貫穿教育教學(xué)的全過程。在教學(xué)中要制定德育工作目標(biāo)，實現(xiàn)全員育人、全過程育人、全方位育人的體系。專任教師也是思想政治教師，強化示范引領(lǐng)效應(yīng)，使社會主義核心價值觀內(nèi)化于心、外化于行。著力增加愛國主義教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀，增強民族的榮譽感和社會責(zé)任感。

在過往的Java 語言程序設(shè)計的課程講授過程中，教師并沒有向?qū)W生講授這門課程的教學(xué)目的，這就使學(xué)生不能理解Java 語言程序設(shè)計課程對后續(xù)的課程起到什么樣的作用。為了讓學(xué)生更好地理解Java 語言程序設(shè)計課程教學(xué)目的，教師在講授課程的過程中，要著重培養(yǎng)學(xué)生的計算思維的能力，理解面向?qū)ο蟮纳顚雍x，并且通過學(xué)校與行業(yè)、企業(yè)積極合作，充分發(fā)揮校企合作的作用，設(shè)置一些適合行業(yè)需求的簡單應(yīng)用程序案例。但前提是在教學(xué)過程中，更好地講授課程的基本概念和語法，讓學(xué)生能夠靈活運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識。

結(jié)合計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的需求，對Java語言程序設(shè)計的教學(xué)課時進行了調(diào)整。從原來的40學(xué)時調(diào)整為現(xiàn)在的64 學(xué)時，理論課程占32 學(xué)時，實踐課程占32 學(xué)時，加大了實踐課程的比重。并且在教學(xué)過程中重點對Java 語言的基本語法、面向?qū)ο蟮娜筇匦?、集合、輸入流、異常處理、JDBC訪問數(shù)據(jù)庫、多線程和網(wǎng)絡(luò)編程等內(nèi)容作了側(cè)重學(xué)時分配。并結(jié)合Java語言程序設(shè)計課程的性質(zhì)，將課程安排在學(xué)院的實驗室機房內(nèi)授課，實驗室授課能夠提供真實的實踐環(huán)境和模擬企業(yè)氛圍，從而使學(xué)生直觀、全方位地了解各種設(shè)備和應(yīng)用環(huán)境，真正加深對理論、操作的體會。這樣保證了學(xué)生可以隨時運行計算機來調(diào)試程序，增強學(xué)生的對編程的理解能力。教師也提高了授課的靈活性，能夠及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的反饋問題，側(cè)重知識講授的重點[3]。

3.2 基于OBE的課程教學(xué)方法的改革

在Java語言程序設(shè)計的教學(xué)設(shè)計和實施過程中，教師特別重視想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么，這也是OBE教育理念中強調(diào)的4 個問題中的第1 個問題。這也就要求，教師在講授課程前，需要確定學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)成果。對于計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，Java語言程序設(shè)計需要學(xué)生能夠掌握基本理論知識，并且能夠熟練掌握實際操作，從而能夠進行更深層次的學(xué)習(xí)。那么教師在授課時，會著重這些方面的傳授。尤其是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用Java 解決和處理實際問題的思維方法與基本能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣、風(fēng)格?；诖四康?，計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將Java語言程序設(shè)計這門課程設(shè)定為以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，建立課前—課后的分布式課堂環(huán)境。課前，教師通過在線平臺將課程需要預(yù)習(xí)的課件、視頻以及課程的各個重要知識點的導(dǎo)圖等內(nèi)容推送到學(xué)生的手機端，讓學(xué)生能夠?qū)σv授的課程有足夠的預(yù)習(xí)時間。課后，教師收集在課堂上學(xué)生不清楚的知識點，再次將知識點細(xì)化，重難點分析解釋，以及將相關(guān)復(fù)習(xí)資料發(fā)送到學(xué)生手機端[4]。通過課前—課后的教學(xué)方法，消除了課上和課下的界限，讓學(xué)生在一個自發(fā)性的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)，從封閉課堂轉(zhuǎn)向開放課堂，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和計算思維。這樣也能讓教師準(zhǔn)確把握每名學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，及時把握每名學(xué)生的學(xué)習(xí)進程。

OBE教育理念中強調(diào)的第2個問題，就是為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果。Java 語言程序設(shè)計是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修課，也是基礎(chǔ)課，通過此課程的學(xué)習(xí)，重點培養(yǎng)學(xué)生對后續(xù)課程的理解，并且培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和動手能力；同時，也為后續(xù)課程Java Web應(yīng)用開發(fā)和Java開發(fā)綜合實戰(zhàn)打下基礎(chǔ)。在課程的講授過程中，教師需要讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力的提升，才能真正培養(yǎng)滿足行業(yè)企業(yè)需求的高素質(zhì)人才。

3.3 基于OBE的實踐教學(xué)方式的改革

Java 語言程序設(shè)計課程是一門實踐性和動手能力要求較高的課程，實踐教學(xué)的目的就是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合知識的運用和自主動手解決問題的能力。在制定課程實踐部分時，要把Java語言的基本知識和語法、面向?qū)ο缶幊痰乃枷虢Y(jié)合起來，鍛煉學(xué)生的計算思維能力，并且培養(yǎng)學(xué)生的團隊交流、溝通協(xié)作能力。如何有效地幫助學(xué)生取得這些成果，這也是OBE教學(xué)模式強調(diào)的第3個問題。

傳統(tǒng)的Java 語言程序設(shè)計的實踐部分的實驗題目過于陳舊、與實際應(yīng)用相脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生在實際開發(fā)中不知如何運用所學(xué)的知識去解決設(shè)計問題。教師在講授課程中需要加入真實的案例進行循序漸進式的操作，讓學(xué)生理解為什么應(yīng)用課程里的這些知識點，這些知識點如何去運用到真實案例中，也可以讓學(xué)生進一步分析如何解決問題，促使學(xué)生增強編程興趣[5]。這樣能夠把學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性充分調(diào)動起來，思維也能夠更加開闊，想象的空間也更加靈活，讓學(xué)生自主地思考、挖掘、摸索和體會。教師需要認(rèn)真觀察和記錄學(xué)生們遇到的問題，并及時幫助學(xué)生解決問題，使學(xué)生盡可能少走彎路。教師還可以對學(xué)生們遇到的共性問題，做示范性講解，用真實案例去說明，讓學(xué)生能夠在課堂上將學(xué)到的知識進行消化。學(xué)生一旦對編程產(chǎn)生濃厚的興趣，那么就會自然產(chǎn)生對知識的求知欲望，體會開發(fā)成功的成就感，從而激發(fā)學(xué)生們的編程積極性和熱情。

教師在實踐教學(xué)過程中，還可以將學(xué)生進行分組實驗。學(xué)生采用分工合作的方式完成項目的某一模塊，模擬真實行業(yè)的協(xié)作分工，每組還需要根據(jù)實驗的整體過程設(shè)置項目經(jīng)理、程序員和測試人員，通過學(xué)生積極動手參與，不僅鍛煉了學(xué)生的編程能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的團結(jié)合作能、協(xié)調(diào)溝通能力、工程實踐能力和團隊創(chuàng)新能力[6]。同時，教師也要更加關(guān)注每個學(xué)生對實際項目的了解程度，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)方向、進度、質(zhì)量，起到引導(dǎo)、規(guī)范的作用，讓學(xué)生在團隊協(xié)作中更加主動。

教師應(yīng)積極鼓勵學(xué)生參加各類技能設(shè)計比賽，比如“全國大學(xué)生編程大賽”“藍(lán)橋杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等各類大學(xué)生技能設(shè)計比賽。通過引導(dǎo)學(xué)生參加比賽，讓學(xué)生將知識運用到實際項目中，以提高學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新意識，而且通過這些技能競賽為學(xué)生就業(yè)提供更多機會。

學(xué)院應(yīng)積極尋求與國內(nèi)外的知名企業(yè)開展深層次、緊密的合作，聘請企業(yè)的工程師給學(xué)生們授課，發(fā)揮企業(yè)在人才培養(yǎng)中的作用，企業(yè)技術(shù)人員與教師共同組織和帶領(lǐng)學(xué)生們完成真實項目的設(shè)計、施工、調(diào)試和維護，使學(xué)生真正進入企業(yè)項目實戰(zhàn)，提高項目的實際運作能力，形成校企共建、共管的格局。通過學(xué)習(xí)不同類型的項目，可以彌補校內(nèi)案例經(jīng)驗不足和實際運作能力匱乏的缺陷，最大限度達(dá)到理論和實際相結(jié)合[7]，使學(xué)生能夠真正領(lǐng)悟團隊合作精神，同時培養(yǎng)解決問題的能力。

3.4 基于OBE的課程考核方式的改革

課程的考核成績應(yīng)該是客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，衡量學(xué)生的課程知識點掌握情況，以及利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。如何考核學(xué)生已經(jīng)取得的學(xué)習(xí)成果，是OBE教育理念中強調(diào)的第4 個問題。傳統(tǒng)的Java 語言課程設(shè)計的考試方式采用平時成績+期末考試的組合方式合計學(xué)生的最終成績。這往往不足以體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，通過對課程考核方式的改革，讓學(xué)生能夠理解和掌握課程的知識點，能夠?qū)⒅R點應(yīng)用于實際的能力，注重其實用性[8]。

Java 語言課程設(shè)計課程新的考核方式是將傳統(tǒng)的考核組合方式更加細(xì)化，將平時成績設(shè)置成為不單單是學(xué)生出席情況、課堂表現(xiàn)等基礎(chǔ)考核，更增加了平時作業(yè)和實踐項目考核，考核主要檢查學(xué)生在平時作業(yè)和實踐項目活動中動手能力提高和發(fā)展的過程，其中包含學(xué)生參與教學(xué)活動各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)及完成項目的質(zhì)量；將期末考試成績劃分為筆試試卷成績和課程設(shè)計成績。筆試試卷以基本知識為主，輔助常用算法實例來填補代碼的形式來完成算法的設(shè)計。而對于課程設(shè)計，更應(yīng)該注重項目設(shè)計、需求分析、代碼完整性和課程報告的撰寫。除此之外，學(xué)生也可以通過整體考核方式來進行考核，對于真實項目的實施過程，學(xué)生需要回答完成的進程和遇到的困難，并且進行項目演示答辯，這樣不僅鞏固了學(xué)生的編程能力，也鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力。該課程考核方式在本學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2020級學(xué)生中實施，達(dá)到了預(yù)期的效果，有利于對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、分析能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力的綜合評價。

4 結(jié)語

隨著我國以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式為代表的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的要求也進一步提升，這對于我校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作也提出了挑戰(zhàn)?；贠BE的Java語言程序設(shè)計的教學(xué)改革，是對傳統(tǒng)Java課程教學(xué)模式的創(chuàng)新，而且也是一項非常深遠(yuǎn)、意義重大的工作?；贠BE的教育理念對Java語言程序設(shè)計課程中的課程培養(yǎng)目標(biāo)、理論教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點、實踐教學(xué)的方向性、課程考核的多樣性等都提出了系統(tǒng)化的要求，這些要求雖然加大了教師的知識儲備和教學(xué)工作強度，但該課程改革是以學(xué)生學(xué)到了什么為導(dǎo)向，使得學(xué)生真正學(xué)得明白，用得明白，成為課程改革的最大受益者。