基于云服务的Java Web自主学习模式研究

胡刚林

摘要：云平台具有不受时空限制，随时随地快速获取的特征。因此，在云平台上搭建Java Web课程学习环境可以实现课程的开放性;根据CBE以能力培养为目标的教学理念，设定以教学为目标的项目目标，并分解为阶梯步骤型的小型项目集合，并撰写相应的项目书，在配套的微课资料指导下，学会自我调试练习，体现了基于项目任务驱动的微课指导教学特点;在遇到难以解决的问题时，在班级BBS讨论平台截图和留言，在老师启发式的指导下学生共同讨论解决，培养团队合作精神。通过这种模式的教学使学生积极发挥主观能动性，培养了研究精神和再创造能力。

关键词：云服务;CBE;自主学习模式;微课辅助

中图分类号：G642.3     文献标识码：A        文章编号：1009-3044（2018）35-0090-03

Abstract： Cloud platform as an online operating system platform can quickly acquire anywhere or anytime. Whats more， these courses are open， we can log on the learning system of cloud computing courses freely， because it runs on cloud platform. According to the thinking of CBE， we set a teaching goals of building up software project and then divided the project into seventeen steps， for which We compiled every step project guidance book or recorded micro-course online videos. With these help， students can study by themselves online and find the problems answer which they encounter， which mainly embody the characteristic of open task-driven and micro-course assistance teaching. We developed an on-line discuss platform for all of us to upload pictures or messages to describe the problems which students encountered and with the help each other including their teachers， the problems can be resolved， which cultivated students ability and team spirit. Taking this mode of teaching， students can actively bring into play the initiative and foster a research or creative thinking for them.

Key words： Cloud Service; CBE; Autonomous learning mode; Micro-courseassistance

1 概述

Java Web技术的基础就是核心Java平台，而Java属于跨平臺的语言，因此想要在计算机上运行Java Web程序需要JRE环境，要开发调试Java Web项目就需要安装JDK并配置环境变量以及安装和配置开发工具Eclipse，这对刚接触Java Web的学生来说可能有些复杂、安装配置的过程中可能会遇到一些问题，同时换一台电脑又要重新配置运行环境和开发调试环境才能学习Java Web。因此，利用学校的云服务资源，搭建Java Web云开发环境，就可以随时随地快速开始学习Java Web。为培养学生程序调式能力，我们根据CBE理论的指导，设计了基于微课的开放式任务驱动教学模式。在该模式下，学生需要有明确的目标，有完备的理论、实训知识指导书及视频，对疑难问题有老师指导和同学之间互相讨论的条件下，反复实践练习。因此，在云服务的支持下，学生拥有不受空间和时间限制且稳定的调式环境和一整套阶梯成长的辅助资料，在不受开发环境错误的干扰下，让学生从发现自身错误中成长，提高学习效率，锻炼程序调试能力。

2 Java Web程序设计教学存在的问题

2.1 资源固化的实训环境

Java Web作为以Java为开发语言的企业级开发框架，语法严格，学生需要循环往复递推式学习才能掌握相应知识和技能，这需要大量的时间。因此，在普通机房开展教学，学生的练习时间难以保证。

2.2 僵化的实验实训教学模式

我校之前的教学模式是理论与实践严格分隔开来，所有学生完成统一的理论课后，再进行实验。Java Web程序设计作为一门技术实用性很强的学科，学生上机练习时，面对理论课遗留下来的大量试验验证任务，并且实践练习时因为步骤不熟练的原因也会遇到各种“疑难杂症”，基础稍差的同学难以完成，实验课难以达到锻炼学生能力的目的。

由于Java Web作为一门程序语言，调试难度大，书本知识太刻板，对技术细节问题不能写得太啰唆，视频资料也缺乏针对性，因此，学生在对知识点进行往复递推式学习和练习中，很容易对遇到细节问题不知所措，老师也无法同时响应大量学生随时寻求帮助的需求。

2.3 缺乏对问题的深化讨论

Java Web程序设计调试中出现的问题五花八门，有些连熟练程序员也会一时迷惑，因此学习中需要深化讨论才能打开思路深化知识，因此，有些问题老师也很难当堂课给学生明确答复，需要时间去查阅资料才能解决。由于学生人数多，老师也只能做到更正学生错误，因此，学生缺乏机会去深入理解问题原因。

3 自主学习模式设计

3.1 Java Web程序设计课程自主学习模式

“以能力为基础的教育（Competency based education）”简称CBE，在Java Web程序设计语言学习中，调试能力的培养是CBE理念的具体化之一。Java Web程序设计作为企业级信息化开发应用平台，初学者调试难度大，技能要求高，对编程中可能出现的问题需要学生有持之以恒的韧性去发现和解决问题。

针对Java Web程序设计课程教学中存在的问题及我们的培养目标，我设计了课程自主学习模式。该模式借鉴CBE的教育理念，以程序员能力要求来设定教学目标，再把这个目标分解成可行的16个阶梯教学单元项目（每周完成一个项目），并撰写相应单元项目指导书及实验指导书与相关的参考资料，根据每个教学单元项目的特点录制分步骤演示的微课视频，并放置在开放的云实验环境中，并设置班级网上讨论区，实现自由的实验实训和自由讨论学习环境。教师在理论课上对基本的知识及相关资料知识进行讲解，并分步骤演示单元项目后，学生自主在单元项目所提供资料和微课视频的辅助下独立完成规定的任务。当遇到技术问题时，积极主动查阅资料，独立思考解决问题，也可以在班级网上讨论区寻求帮助，在教师有针对性的启发指导下深挖问题本源，融会贯通所学知识。

3.2 Java Web程序设计课程自主学习模式教学实施

实施该自主学习模式，学生需要依次经历七个层级流程学习，最终完成一个单元学习任务，如图1所示。

学生在该教学模式下，从第1个单元项目开始，循序渐进逐步完成以后的每步单元项目，也即只有完成当前步骤的单元项目才能选择进行下一步骤单元项目，直至第16个单元项目完成，这样就完成了Java Web程序设计学习任务，并同步完成了整个Java Web程序实训项目。在这个过程中学生学习到了知识，同时锻炼了程序调试能力。

3.2.1 学生自主实践的开放式实验环境搭建

学生循环往复的递推式的学习需要大量的时间，没有充足课时满足如此大量的操作练习，因此利用实验室现有的私有云平台搭建了一个面向全校的开放式实验环境，学生只需要用浏览器连接登录云平台，就能获取不受时间和空间限制的开放式的开发环境和学习资源。

3.2.2 单元项目划分

根据Java Web项目的特点及教学任务的需要将项目划分为16个单元子项目，由学生分16周时间分别完成，每个单元划分为七层的教学层级。当然，由于是初学者，需要在单个单元项目的7层之间或16个单元项目之间进行重复往返练习。因此，采用开放式教学供学生课下远程登录云实验平台线调试程序。二维层级划分模型如图2所示。

3.2.3 单元项目教学教材及相关参考资料编写

Java Web程序设计是一门实用性很强的学科，虽然理论深厚，但对于以培养应用技能为目标的学生来说，了解初步的理论知识后，通过反复练习，尤其是实战式项目练习后才能满足企业对人才的技能要求。因此，编制了一套适用我校学生特点的项目式教学的教材及相关技术细节指导参考书，以满足我校学生对Java Web程序设计知识系统学习需求。

3.2.4 单元项目操作的步骤演示微课录制

学生对知识的认知领悟都是从初级到高级逐步演化过程，对知识点需要反复学习领悟。因此，录制了一个个单元项目操作的步骤演示微课放在云平台上，以满足学生模拟实训的需求。

3.2.5 面授讲解與课件制作

面对面讲解相关的理论知识，手把手演示单元项目调试步骤，使学生更具体的理解技术细节。结合实验内容形成理论指导实践的知识完备的教学课件，即在课件中插入每个调试步骤的截屏图片，详细讲解涉及的理论知识，使学生“吃透”每步骤的原理，对所学知识有更全面理解，以此提升实践能力。并在此基础上接受学生的学习反馈，不断完善课件和逼近学生真实情况，并同步更新微课视频，使课件和微课真正成为学生的实践的指南。

3.2.6 学生实践练习协议说明

对于这种自主学习模式的学习步骤必须形成官方的协议，并告知学生，要求学生严格按照规定的学习步骤学习，遵守学习纪律和记分规则。

3.2.7 云上BBS讨论指导在线平台搭建

学习知识需要有个知识学习、讨论指导和反馈思考再深化领悟的反复过程，因此搭建了云上BBS讨论指导在线平台，以满足学生之间及师生之间的课后交流、学习、指导。

3.2.8 单元项目检查表及理论总结与考查题编制

每当完成一个单元项目后，都需要对完成的功能进行验证和检查。只有测试正常后，才能进行下一单元的练习。并以检查和验证结果作为平时的考核成绩。并在此基础上加强理论复习总结，加强技术的理论修养，并完成单元理论考查作业。以此作为阶段性的知识总结，实现实践和理论结合，能力培养和知识掌握同步。

为了使单元理论总结和单元理论考查有质量保证，必须编制单元理论总结文档集和单元理论考查题库，形成知识系统完备的Java Web程序设计理论知识体系和试题考查体系。

4 课程考核

Java Web云课堂自主学习模式课程教学以培养能力为目标，理论指导实践，因此课程考核应采用多元化考核方式，以满足全方位促进学习和培养能力的目的。把平时的学习态度和单元实践检查和单元理论考查计入期末成绩，分别占总成绩的10%、30%和10%，期末理论考试只占总成绩的50%。理论是实践指导，是学科基础，但实践是锻炼能力的途径，是学习目标，把自主实践的考核提升到重要位置体现了该教学模式能力本位的思想。

5 教学效果

自从采用这种新的教学模式以来，学生实践思维能力得到了提升，对计算机这种技术型很强学科，在任务驱动和理论的指导下，学生通过大量的自主实践，使技术从知识很自然地形成思维方式，转化为解决问题的工具，潜移默化地提升了计算机能力。通过期末考试成绩和大量的学生学习后调查反馈证明该教学模式对提升该门功课的教学效果是显著的，如表1改革前后教学效果对照表所示。

6 结束语

教师在设定的目标的指引下准备好16个单元项目指导书及相关辅导资料，并根据单元项目指导书录制相应的微课视频，并放置在云平台上，利用学校私有云及虚拟化技术提供的虚拟平台开展Java Web程序设计教学。在该教学模式下，实现了不受地域和时间限制的开放式学习，线下项目式的微课辅助，线上人人参与在线讨论，教师随时随地指导。

在整个实践教学过程中，学生高度自我参与，锻炼了学生知识综合能力，培养了学生问题分析和创造性思维能力，以及严谨、求实的态度和不断求索的精神，同时使学生享受到了探索、发现的乐趣。因此，云课堂自主学习模式教学是培养应用型人才的重要途径之一，在培养学生学习基础知识、掌握科学研究方法，提高动手能力、创造和创新理论能力等方面发挥着重要作用。

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