项目化教学在《Java程序设计》教学中的应用研究

杨 利，宛 楠，吴新丽

(皖南医学院 1.医学信息学院；2.健康大数据挖掘与应用研究中心，安徽 芜湖 241002)

【关键字】项目化教学；Java程序设计；主动学习

《Java程序设计》是信息类专业的核心课程，是一门理论与实践密切相关的综合性课程，在计算机学科教学中具有十分重要的作用[1]。目前大部分高校《Java程序设计》课程采取的是“课堂”+“实验”+“作业”的教学方式：课堂上教师主要灌输理论知识，实验课上学生完成相应的验证性实验，课后作业也是对相应理论知识的强化训练。这种传统的教学方法很难取得令人满意的教学效果，主要原因在于Java语言架构复杂、理论知识内容繁多、对学生的动手能力要求很高、教学师资力量不足[1-2]。

项目教学法是一种成功的教学模式，以项目为主线、教师为引导、学生为主体，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式[3]。近年来,项目化教学在《Java程序设计》的教学中被广泛采用。周玉新等提出了一种基于案例驱动的创新性Java教学模式，将Java语言的各个主要知识点贯穿于案例的各个不同阶段[4]；苘大鹏等从项目的策划阶段、开发阶段、考核阶段阐述了项目驱动的Java课程教学全过程[5]；乔善平等将项目化教学应用于Java课程的实验教学中[6]；张银丽等依据CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate)工程教育模式的标准，将基于CDIO模式的案例教学法运用于Java教学中[7]；这些都取得了很好的教学效果。

为探讨项目化教学在《Java程序设计》教学中的应用效果，我们在信息管理与信息系统专业的《Java程序设计》课程中尝试项目化教学模式，现将教学方法及效果总结如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择皖南医学院2016级信息管理与信息系统专业的90名本科学生为研究对象，以性别为中心使用分层随机化方法将研究对象分成实验组和对照组。分组前告知学生分组原因、分组期间内的学习内容，所有学生均同意参加教学改革试验，并且知晓分组为随机方式，不能确定自己所在组。

分组理由：①随机分组[8]可以避免选择性偏倚，保证每个研究对象有均等的机会进行分组，均衡干扰因素的影响，使得实验组和对照组的特点大致相同；②已知女生的计算机实践能力普遍弱于男生[9]，因此以性别为中心进行分层随机分组[8]，可保证重要协变量均衡，增加实验组和对照组的可比性。

分组过程：①将研究对象按性别分为男性组(72人)和女性组(18人)；②接着使用随机数字表将男性组分为男实验组(36人)和男对照组(36人)、将女性组分为女实验组(9人)和女对照组(9人)；③合并男女实验组和对照组。

分组结果：实验组男36人，女9人，平均年龄(21.8±0.9)岁，对照组男36人，女9人，平均年龄(22.0±1.1)岁，两组年龄、性别差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.2 教学方法 实验组和对照组学习内容均为“类的特性”，所用教材均为陈国君主编的《Java程序设计基础》(第5版)，授课学时均为8学时，授课教师相同。对照组采取的是“课堂”+“实验”+“作业”的传统教学方式。实验组采用项目化教学方式，共分成9个小组，具体过程为：①教师给出项目名称及项目要求。②教师分析项目。教师不能给出详细的实现步骤，只能大体说明完成该项目需要利用的方法。③小组制定项目计划书。每个小组内部推选出1名组长，组长就项目的实施计划同小组成员展开充分讨论，给出项目实施的具体步骤和时间，教师审查项目计划书并给出相应意见。④小组任务分工。组长根据本组成员特点合理安排项目任务，明确每位成员的任务及合作形式，教师审查任务分工安排。⑤小组实施项目。小组成员根据本组的项目步骤，通过学习在规定的时间内完成自身任务。在项目的实施过程中，教师要进行阶段性的检查、监督和辅导。⑥项目的评估。项目的评估包括小组自我评估、小组间相互评估和教师评估。⑦小组项目总结。每个小组根据项目的实施情况，对比其他小组，结合教师评估，找出项目实施过程中的优缺点并分析总结，形成项目总结报告。

1.3 教学评估 从理论知识掌握情况、实践动手能力、学生对教学的评价3个方面展开教学评估。以问卷的形式调查学生对教学的评价，共有5个教学评价等级：优秀、良好、中等、及格和不及格，采用理论考试考察学生理论知识掌握情况，通过上机表现考核学生的实践动手能力。

1.4 统计学方法 数据的统计和分析使用SPSS 18.0软件。理论考核和上机考核使用均数±标准差表示，实验组和对照组之间的差异使用t检验；分类资料采用Mann-Whitney检验，比较问卷调查各评价指标认可度的差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学生理论、上机考核成绩比较 综合成绩为理论考试和上机考核的平均值，结果显示：实验组上机考核、综合成绩高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，实验组理论考试成绩略高于对照组，差异无统计学意义(P>0.05)。具体成绩及分析见表1。

表1 两组学生理论考试、上机考核成绩比较

组别理论考试上机考核综合成绩实验组74.0±8.681.9±10.178.0±8.4对照组73.3±10.468.8±13.071.0±10.7t0.3485.3383.452P0.7290.0000.001

2.2 学生对两种教学方法的评价 两组学生均对各自的教学方式进行评价，评价完成率100%。结果显示:实验组学生评价“优秀”和“良好”的人数高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 学生对两种教学方法的评价比较

组别优秀良好中等及格不及格总人数实验组152053245对照组691311645Z3.871P0.000

3 讨论

Java语言跟计算机技术发展密切相关，新内容层出不穷，实用性强，对学生的理论和实践都有较高的要求。“课堂”+“实验”+“作业”的教学方式很难取得令人满意的教学效果[10-11]。项目化教学是通过设计并实施一系列完整的项目完成教学活动。其本质上是一种基于建构主义学习理论的探究性学习模式[12]。整个学习过程是一种生活的体验，是情境化、问题化的，是同生活相结合的，学生完全主动，在合作学习中不断解决疑难问题，并完成对知识意义的构建，而不是简单的知识复制，在这一过程中，也能够显著提高学生的语言表达、团队协作等各项综合素质能力。

实验结果显示，项目化教学相对于传统的课堂讲授在《Java程序设计》实践教学中效果明显，学生学习的主动性、创造性明显增强，师生间互动频繁，学生成绩提升明显，学生的评价也很高[13]。在理论教学效果方面，实验组理论考试成绩略高于对照组，差异无统计学意义。总体而言，项目化教学在《Java程序设计》优于传统教学方式。但是传统教学方式在理论教学方面仍有一定的优势，可根据教学内容，合理选择《Java程序设计》的教学方式，对于基础语法部分，理论知识较多，宜采用传统的教学方式；对于高级应用部分，实践知识较多，宜采用项目化教学方式。

目前项目化教学在《Java程序设计》实施中仍存在一定的问题[2]。一是对教师的要求很高，教师要具备过硬理论知识、一定的企业项目经验以及相应的组织协调能力，才能设计出符合教学大纲要求、难度适中的教学项目，同时还要合理安排进度指导学生实施。二是要求学生转变传统的教学方式观念，由被动学习转为主动学习，除学习理论知识外，还要学习沟通交流技巧、语言表达方式、查询资料方法等。虽然项目化教学对教师和学生的要求较高，但只要教师精心组织、合理安排，学生主动学习、相互协作，会达到预期的教学效果。