新工科背景下WEB类课程“四三式”教学体系研究

徐 儒

(长江师范学院 大数据与智能工程学院, 重庆 涪陵 408100)

近些年来,由于大数据、云计算、人工智能、深度学习等技术的兴起,对计算机类应用型人才的需求日益显著[1],特别是对WEB开发类人才的需求与日俱增。与此同时,2014年2月26日,国务院总理李克强在主持召开国务院常务会议中明确提出了“加快构建以就业为导向的现代职业教育体系,引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型[2]”的重要部署,为地方普通本科院校向应用技术型大学的转型发展指明了方向。为了适应社会对WEB开发类应用型人才的需求,本文以地方本科院校新工科转型为契机,以我校大数据与智能工程学院WEB开发课程“网页编程技术”为研究对象,对新工科时代背景下的WEB开发类课程的教学体系进行研究和探索,从教学的内容、形式、方法和评价4个方面,每个方面细分为3个环节,构建起“四三式”教学体系构架,并对构架的进行改革探索和实践。

1 研究背景

我校大数据与智能工程学院从2002年起在计算机科学与技术专业开设了“网页设计与制作”课程,随后该门课程被学校增添到公共选修课程库,供全校本专科层次的非计算机专业学生选修学习。与非计算机专业公共选修课程相比,计算机专业必修课程所讲授的“网页设计与制作”，不但在内容和难度上有所增加,对学生的要求也有明显提高。

随着信息技术的不断更新迭代,“网页设计与制作”课程的教学内容也跟随着时代的步伐同步发展。2018年人才培养方案修订中将“网页设计与制作”修订为“网页三剑客”,2012年人才培养方案修订中将“网页三剑客”课程名称更改为“网站建设及网页设计”,并增加了综合网站建设的实训内容,2015年人才培养方案修订中将“网站建设及网页设计”更名为“网页编程基础”,同时将“JSP程序设计”“PHP程序设计”和“ASP.NET程序设计”3门动态编程课程与新增加的“JQuery程序设计”和“Web前端开源框架应用”2门前端设立课程一起,共同称为网站设计类课程,主要侧重于培养学生网站的前端UI设计+后台代码编程的综合开发实践能力。

经过10余年的沉淀和凝炼,“网页编程技术”课程作为计算机专业核心课程,其教学内容始终坚持与时俱进、推陈出新,教学方法和手段坚持不断探索和改革创新,在课程的理论教学和工程实践2方面都取得了丰硕的成果。

2 传统课程存在弊端和不足

传统“网页编程技术”课程主要采用理论+上机实践的教学体系。其中在理论教学方面,主要以教材为主、通过课堂集中制的学习方式进行知识点讲解;上机实践方面主要采用上机练习进行验证性实验。传统课程中由于课程设计的不科学性,使得理论与实践课时分布不合理,且多门课程存在知识点重叠、交叉的情况。归纳起来主要有以下弊端和不足：

(1) 受课程总学时数的影响,大多数授课的课时集中在基础性、原理性知识的讲解上,无法深入探讨和分析各知识点的综合特性,特别是当前比较流行的新技术、新方法、新动向无法通过课堂时间让学生充分了解、理解、消化。

(2) 由于Internet发展迅速,涉及网页编程的相关技术也在不断地推陈出新,直接导致“网页编程技术”课程的教材更新频率快,为此,任课教师将投入大量的时间和精力来进行新教材的熟悉,直接影响教学质量和效果。

(3) 传统“网页编程技术”课程在教学和实践环节中,都涉及大量的文本、图形、图像、音频视频、动画等素材和资源,传统教学中没有搭建起该门课程的素材资源库,需要素材资源时只能临时从网上下载,临时下载的资源，一方面质量不高,而且劳力费神,另一方面，独自下载的资源分布在师生各自手中,形成数据孤岛,无法实现资源的共享,造成素材资源的浪费。

(4) 在进行期末的课程考核评价中,由于传统“网页编程技术”课程属于应用性较强的程序设计类课程,因此在对界面设计和代码功能实现的评判中,主要采用感官判卷的考核评价方式,即任课教师根据判分标准,感官地给学生提交的期末作品评出最终成绩。然而“网页编程技术”课程由于除了技术开发之外,同时也要考虑到人机交互的界面友好程度、图片动画等素材的协调程度、整体搭配效果、颜色的选取、算法的优劣、代码的风格等多种因素的影响,因此仅仅依靠感官评价的判卷方式,容易受任课教师的个人偏好、知识结构等影响,很难得出准确的判分结果,整个判卷过程缺乏准确的科学性、公平性和公开性。

(5) 传统“网页编程技术”课程是一门实践动手能力比较强的课程,仅有理论基础并不能够完成一件网站作品的制作,还需要反复的实践项目训练。通过项目实践训练,把理论知识进行消化理解并融会贯通,其过程会涉及到理论、实践等多方面的实际问题,需要在教师的指导下完成。传统教学方法在师生进行问题探讨、实践训练的指导方面,没有形成系统性、规模性、连贯性的互动模式,缺乏提高学生理解消化知识的有效途径。

有鉴于此,对WEB开发类课程“网页编程技术”进行调研分析,同时结合多位专业任课教师一线教学的十几年经验基础,对“教学内容”“教学进程”“教学方法”和“教学评价”4个方面进行探索研究,按照教学进行的先后顺序,将教学的“四个方面”分别细分成“三典环节”“三段环节”“三法环节”和“三评环节”的教学体系,简称“四三式”教学体系,从教学的内容、形式、方法到评价上为“网页编程技术”课程的课程教学探索出一套切实可行、便于操作的“四三式”教学体系,从而优化教学过程,增强教学实效,扭转长期以来理论与实践脱节、学习与产业脱节的被动局面,提高学生应用实践的创新能力,培养社会正在需要且直接可用的WEB开发类应用型人才。

3 “四三式”教学体系构架

所谓“四三式”教学体系,是以教学的内容、进程、方法和评价为研究对象,由“内容模式阶段”“进程控制阶段”“方法教学阶段”和“考核评价阶段”4个教学阶段组成，且每个阶段分别设计了3个执行环节的一种教学设计模式,其中“内容模式阶段”主要设计了典型素材、典型案例、典型资源的“三典环节”[3];“进程控制阶段”主要设计了理论的初级、中级、高级的课程三段式和课堂的课前5 min引入、课中35 min讲解和课尾5 min总结的课堂“三段环节”;“方法教学阶段”主要设计了三维互动法、案例探究法和线上线下法的“三法环节”;“考核评价阶段”主要设计了学生自评、学生互评、任课教师评阅的“三评环节”。简称“四三式”教学体系。通过“四三式”教学体系构建起“网页编程技术”课程的教学改革体系,从而提高“网页编程技术”类课程的教学实效。

3.1 “四三式”教学体系

在教学内容模式上构建起典型素材、典型案例和典型资源的“三典环节”教学体系,其中典型素材引领课程的实践教学项目,典型案例充实课程的实践教学项目,典型资源丰富课程内容、延伸第二课堂的拓展学习。

在教学进程控制上按照理论和实践分别构建“三段环节”,其中将理论课细分为初级、中级和高级的课程三段式教学进程,便于学生由浅入深、由简到繁的掌握课程知识;将课堂教学细分为课前、课中和课尾的课堂三段式教学进程,其中课前5 min进行当堂课的知识引入、课中35 min做详细讲解、课尾5 min做总结归纳,便于课程关联知识的前后传承。

在方法教学上构建起三维互动法、案例探究法和线上线下法的“三法环节”教学体系,其中在教师、学生、多媒体三者之间构建起三维互动的教学方法[4],在实践教学环节中构建起案例探究的教学方法,并通过课堂和网络平台构建起线上线下答疑的教学方法。

在考核评价上构建起学生自评、学生互评、任课教师评阅的“三评环节”教学体系。学生期末考试的作业成绩主要由3部分构成,即自己首先给自己的作品自评一个合理的分值并给出依据理由,然后再给同班同学的作品匿名评价一个分值并给出依据理由。学生与学生之间相互评价形成学生互评环节。最后教师再根据评分依据给学生给出一个教师评价分值。学生最终的总成绩由3方成绩求加权平均,并将逐个环节的评分依据匿名公开。通过对不同用户角色设置不同的权重,使得最终的考核评价结果更加公平、公正和公开。

3.2 “网页编程技术”课程的“四三式”教学体系研究

(1) 内容模式阶段。是在教学内容上以知识点为纲要,通过典型素材引领“网页编程技术”的教学,以典型案例充实“网页编程技术”的实践教学,以典型资源丰富和延伸“网页编程技术”第二课堂构建的一种教学体系。其中：典型素材环节主要从文本、图像、图像、动画、音视频等方面进行网页素材的准备[5];典型案例环节主要以周边、熟悉的人和事物为实体对象,进行特定教学案例的准备,从而加深知识点的理解,让案例有一种接地气的真实感[10];典型资源环节主要从教学课件、影视频教学资料、BBS等专题网站、官方微博、学习网站等方面进行教学内容相关知识点的参考学习,一方面加深理解和消化教学内容,另一方面对自我学习的提高提供资料参考,注重第二课堂乃至第三课堂的延伸,从而积极鼓励、指导学生参加各种学科竞赛、开展创新创业项目并记入学分,培养学生创新意识,提高创新能力。

(2) 进程控制阶段。是在教学形式上构建的一种教学体系[11],它将“网页编程技术”课程的理论和实践分别按照初级、中级、高级3个环节的顺序依次讲授。其中,理论课程中的初级环节主要讲解基础知识,中级环节主要是对2个或多个知识点应用的能力提高,高级环节主要是对所有知识点的灵活应用,并综合提高编程效率。实践课程中的3个环节与理论课程的初级、中级、高级保持一致,以确保实践课教学能与理论课教学同步,避免实践课教学的随意性。同时,进程控制阶段还包括将每节课45 min设计成课前、课中和课尾的课堂进程3环节,即每节课的课前5 min的知识引入或者实践项目效果展示、课堂中35 min的知识讲解和课尾5 min的要点总结和归纳。

(3) 方法教学阶段。是在教学方法上由师生之间、生生之间、人机之间的三维互动式教学法,与案例探究式教学法和线上线下问题答疑法共同构建起的一种方法教学体系。同时每次2节课之间的10 min休息时间,师生开展探讨和答疑教学内容,交流国内外最新技术的动态或咨询[8],同步掌握学生的学习情况。对课后存在疑难问题的,提供QQ、课程留言系统等线上/线下的答疑工具和平台[9],充分发挥互联网络服务于教学的功能。

(4) 考核评价阶段。在教学内容介绍后,对项目实践的考核评价主要分成学生自评、学生互评和教师评阅3个环节,各环节根据不同的权值进行评价。其中：学生自评主要让项目开发者对自己的项目进行总体功能说明,并就其主要优点、采用技术、使用方法和实用群体等方面进行自我描述或评价;学生互评主要是为了避免教师因个人偏好、知识结构而引起的感官评价,造成判卷结果不准确、不科学的情况,从而让自己、同班同学和教师根据不同的权值设置,对项目作品群策评价,提高考核评价中的科学性和合理性;教师评价环节主要从总体上对项目进行评价,并参考学生自评、互评的相关意见,最终得出合理的最终结果。

“网页编程技术”课程“四三式”教学体系构架设计如图1所示。

图2 “网页编程技术”课程“四三式”教学体系构架设计

根据教学进程的先后、主次顺序,从教学内容、教学进程、教学方法和教学评价4个方面对“网页编程技术”课程的教学进程研究可得,4个阶段的研究内容在时间上相互独立、内容上又相辅相成,缺一不可。上一阶段是下一阶段的基础和前提,下一阶段又是上一阶段的必然结果,通过下一阶段的最终结果,可以更好地为上一阶段提供反馈,并反作用于上一阶段,为决策参考提供依据。“网页编程技术”课程中“四三式”教学体系各阶段和环节的相互关系如图2所示。

图2 “网页编程技术”课程群中“四三式”教学体系各阶段和环节的相互关系

“四三式”中各阶段各环节相互独立又互为一体,通过以应用型人才培养为目标[10],构建 “四三式”实践教学体系,设计和开发出一套适合于“网页编程技术”课程的教学方案,从而建立起集素材、教学方法、疑难解答[11]、群策评价于一体的特色鲜明的“网页编程技术”课程教学资源库,更好地为“网页编程技术”类课程的教学和实践服务。

4 “四三式”教学体系的实践及应用效果

“四三式”于2013年在长期总结教学经验的基础上,首先提出了其基本思想和理念模型,同年率先在“网站建设及网页设计”课程中开展试运行,经过2年的应用和不断修改完善,该教学体系于2015年在“网页编程技术”课程中开展实际应用,并获得我校教改立项(项目编号JG15315)。由于理念先进、教学效果应用良好,该项目于2017获得我校教学成果一等奖(证书编号201609)。

通过“四三式”教学体系的实际应用,近3年学生成效显著,其中指导学生发表专业相关论文累计47篇,立项全国大学生创新创业训练计划国家级项目1项、重庆市级项目57项、校级项目274项,指导学生在历届“互联网+”大学生创新创业、挑战杯、蓝桥杯、“三创大赛”、电子商务大赛等比赛中,多次荣获国家级、重庆市级奖项,部分获奖情况见表1。

表1 2017—2018年WEB类课程学生部分比赛项目获奖情况

5 结语

为适应新新工科背景下社会对应用型网站设计类人才的需求[12],针对现有WEB开发类课程“网页编程技术”传统教学体系存在的弊端和不足,提出了基于WEB开发类课程的“四三式”教学体系的基本思想,分别从教学内容、进程、方法和评价4个方面对应用型WEB开发类人才的培养和教学进行研究和探索。现该“四三式”教学体系已应用到“网页编程技术”课程的理论和实践教学中,经过近3年的实践检验,成效显著。