混合式教學模式下程序設計實踐課程綜合案例的設計與實施

【摘" 要】 隨著信息技術的不斷發(fā)展，新技術新方法不斷涌現。傳統的程序設計教學模式已無法滿足現代教育需求?；旌鲜浇虒W模式是目前最為流行且適合當今形式的教學策略，結合了在線學習與線下教學的優(yōu)勢，為程序設計教學提供了新的路徑。文章旨在設計并實施一套適用于混合式教學模式的程序設計實踐課程綜合案例，以期更好地提高教學效果，培養(yǎng)學生利用所學知識解決問題的能力。通過理論研究以及實踐經驗總結，文章提出了“三段三階”的混合式教學模式，同時進行了綜合案例設計并應用于實踐教學。研究結果表明，該綜合案例能夠有效提升學生的學習興趣，并能較好地提升學生的實戰(zhàn)技能，同時促進了教師教學方法的創(chuàng)新。

【關鍵詞】 混合式教學;程序設計實踐;綜合案例設計

一、研究背景

在互聯網時代背景下，程序設計實踐已成為高校教學的重要組成部分，是培養(yǎng)學生編程實踐能力不可或缺的專業(yè)必修課。但是，由于程序設計實踐課程具有抽象性和邏輯性的特點，往往對學生提出了較高的要求。為了提升教學效果，混合式教學模式被引入程序設計實踐課程的教學中。混合式教學模式是一種將傳統線下教學與互聯網網絡教學相結合的教育方法。它允許學生通過網絡平臺進行自我學習，同時在課堂上與教師進行互動交流。該模式強調學習的靈活性和個性化，鼓勵學生主動參與學習過程。

混合式教學模式結合了擁有傳統教師線下面授教學與新型網絡平臺教學的優(yōu)勢，可以豐富教學形式，為學生提供更加多樣的教學資料以及教學互動等。具體而言，混合式教學的主要優(yōu)勢包括：1. 資源豐富、優(yōu)化教育資源利用;2. 具有高度的靈活性和便利性;3. 支持個性化學習;4. 學生參與度高。由此可見，混合式教學模式通過結合線上線下教學的優(yōu)勢，為學生提供了更加靈活、個性化且資源豐富的學習環(huán)境，同時也為教育者帶來了更高效的教學方式。

當前程序設計實踐課程普遍存在理論與實踐脫節(jié)、學生動手能力不強等問題。這些問題限制了學生創(chuàng)新能力和實際解決問題能力的培養(yǎng)。因此，探索新的教學模式以提高教學質量和學生能力成為必然趨勢。程序設計實踐課程是計算機科學與技術專業(yè)教育中的核心環(huán)節(jié)，但在教學過程中普遍存在以下問題：1. 理論與實踐脫節(jié);2. 缺少足夠的實踐機會;3. 學習資源分散;4. 評價體系單一;5. 學生動機不足;6. 教學內容更新速度跟不上行業(yè)需求;7. 協作和溝通能力培養(yǎng)不足;8. 缺乏真實的項目經驗。

隨著互聯網技術的發(fā)展與革新，網上資源與網絡教學平臺也更加豐富與完善。教師需要把部分傳統的線下教學利用互聯網的優(yōu)勢有效地遷移到線上，形成項目驅動的線上線下一體化的教學模式。其中，課程設計將教學環(huán)節(jié)分為課前、課中、課后，教學內容層次分為初階、中階以及高階，以項目構建需要為課程主線，不再機械地對學習進行線上線下分割，而是線上線下根據教學需求，隨時切換。課程教學以翻轉課堂為原型，在“互聯網+”的背景下，以綜合項目為驅動，互聯網線上課程為學習資源，循序漸進，逐層深入，實現“三段三階”式翻轉課堂教學模式（如圖1）。

“三段三階”混合式教學融合了線上自主學習和線下教師指導的優(yōu)點，有助于學生在理論與實踐之間建立橋梁，并進一步進行階段與層次劃分，以項目為驅動，完成綜合案例設計與實施。該課程綜合案例可以很好地提升學生的學習興趣，有效地提高教學效果，對程序設計實踐類課程設計有很好的借鑒意義。

二、綜合案例設計思路

為了確保案例設計的科學性和實用性，設計程序設計實踐課程的綜合案例時，應充分發(fā)揮學生的主體性、培養(yǎng)團隊協作能力，注重理論聯系實踐、強化項目驅動并要求及時的教學反饋以及進行多樣化成績評定。提高程序設計實踐課程的教學質量需要多方面的努力，需要更新教學理念、優(yōu)化教學方法、借助現代化的教學工具調動學生的參與度以及設置更多真實的項目實踐機會。以下是一些具體的策略：

1. 利用混合式教學模式，充分發(fā)揮線下教學以及網絡資源的優(yōu)勢。

2. 不斷更新課程內容，確保教學內容與當前行業(yè)標準和技術趨勢保持一致。

3. 強化實踐環(huán)節(jié)，通過真實或模擬的項目任務，讓學生在解決具體問題的過程中認識到知識的實用性，調動學生學習的內驅力。同時采用項目驅動的方法，將分散的知識點串聯起來，形成連貫性教學，突出項目的整體性。

4. 培養(yǎng)學生的自主學習能力，引導學生通過開放資源進行自我學習提升，比如B站、開源社區(qū)等。讓學生們明白掌握了學習方法，獲得自我提升的能力，才能立于不敗之地。

5. 注重課堂互動以及團結協作能力。鼓勵學生進行小組討論和協作，以提高他們的溝通能力和團隊工作能力。比如，利用Gitee進行協作式開發(fā)。

6. 借助教學平臺獲得即時的教學反饋，方便教師掌握學生動態(tài)以及知識的掌握情況，便于及時的指導。

7. 善于利用工具，提升各環(huán)節(jié)的學習效率。比如，利用思維導圖回顧總結知識點、利用智能化集成開發(fā)工具進行高效項目開發(fā)、利用版本控制工具進行版本管理以及團隊協作。

8. 建立多種評價機制。教與學是個多方參與的過程，不應只有教師參與評價。評價內容也不應該只是學習的獲得情況，也應該包含過程的參與度、團隊協作能力等。教師評、學生評、小組評、自評等多維度評分才更全面。

三、綜合案例的具體設計與實施

綜合案例包括線上學習模塊、線下實踐模塊以及項目后期成果展示與評價三個部分。線上學習模塊提供基礎知識的學習材料和編程練習，線下實踐模塊通過實驗操作和小組討論加深理解，項目成果展示則要求學生完成一個綜合性的程序設計項目并進行展示以及小組評價。在課程的實施過程中，充分借助現代化教學工具與軟件以及教學平臺。課程總體設計圖如圖2所示。

課程共分為：工具準備、知識準備、項目基礎實現、知識補充、綜合項目搭建以及結課驗收共6部分。

（一）工具準備

充分借助現有網絡平臺以及技術工具，發(fā)揮各種功能優(yōu)勢，助力高效混合式課程建設。以下為本課程用到的部分軟件與平臺：

1. IDEA：在開發(fā)者中享有極高的聲譽，被認為是市場上最好的Java開發(fā)工具之一。它擁有集成版本控制、智能代碼助手以及開發(fā)工具集成等特點是學生進行項目編程非常好的選擇。利用IDEA進行項目開發(fā)可以大幅提高開發(fā)效率，鍛煉學生的編程軟件使用能力，為進入企業(yè)從事軟件開發(fā)工作奠定基礎。

2. Xmind：作為一款思維導圖制作工具，可以將復雜和分散的信息整合成邏輯清晰、層次分明的圖形結構。用在課前的知識鞏固梳理以及課后的知識總結，可以更加快速清晰地理清知識的脈絡，便于學生掌握記憶。同時其用在收集思路、培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維方面都是很好的選擇。

3. Gitee：一個基于Git的代碼托管平臺，是GitHub在國內很好的一個替代方案。它擁有GitHub相似的基本功能，同時針對國內用戶的特點還提供了更加優(yōu)秀的本土服務。本課程中Gitee與IDEA結合使用，不僅能夠延續(xù)GitHub的操作習慣，而且避免了GitHub在國內使用不穩(wěn)定的問題，更符合中國人組織方式的小組項目代碼托管方式更能增強成員之間的溝通，有利于提高開發(fā)效率以及團隊能力的培養(yǎng)。

4. 超星學習通：以其豐富的資源、便捷的數據同步、高效的微服務架構、全面的功能以及優(yōu)秀的課堂互動能力，為教師教學和學生學習提供了有力的支持。這些特點使得超星平臺在教育領域中具有顯著的優(yōu)勢，能夠有效促進知識的學習和傳播。超星課程除了課程對應項目資源，同時為學生提供擴展線上學習資源。

（二）知識準備

通過小任務實現對面向對象程序設計所學基礎與核心知識進行復習鞏固。本課程中項目一主要鞏固基本數據類型、常用運算符、變量與常量、Java表達式的應用以及程序控制語句分支與循環(huán)等內容。項目二通過學習信息管理任務加強常用基礎類（字符串類、日期時間類、Math以及Random等）和常用工具類（Map、Set、List）的用法。

（三）知識補充部分

由于面向對象程序設計課程課時緊張，學生未學習圖形用戶編程（GUI）和JDBC（Java Database Connectivity）編程，為了完成程序設計實踐最終的項目要求需要補充圖形用戶編程與JDBC編程知識。

（四）項目搭建

采用項目驅動的方式推動教學進度與安排。通過前期的知識回顧與歸納，完成項目前期基礎搭建。然后根據項目后期建設需要補充知識點，比如Java圖形界面設計以及基于Java的數據庫連接編程。最后在前期項目的基礎之上結合新學知識內容，完成綜合項目的搭建。本案例采用圖書租賃管理系統作為實踐項目。同時教學管理以及銀行卡管理系統作為實踐練習項目。

（五）結課驗收

要求結合課程學習知識，采用Gitee進行版本管理以及小組協作開發(fā)一款基于圖形界面并連接數據庫的信息管理系統應用。鼓勵學生引用新的知識內容來進一步優(yōu)化完善自己的設計作品。

四、教學效果評估與反思

為了評估綜合案例的教學效果，本文采用了問卷調查、成績分析和學生反饋等多種方法。結果顯示，大多數學生認為該教學模式提高了他們的學習興趣和實踐能力。同時，教師也從中收獲了寶貴的教學經驗。教學需要與時俱進，敢于革新。社會發(fā)展日新月異，企業(yè)對人才的需求不斷變化調整，教師的教學也要抓住教育的本質，與時俱進，在實踐中不斷創(chuàng)新，以培養(yǎng)出符合時代發(fā)展需要的高水平人才。

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