“金课”标准下Java程序设计课程教学改革研究

伏明兰，陈吕强，肖建于

（淮北师范大学 计算机科学与技术学院，安徽 淮北235000）

1 引言

教育部启动实施“六卓越一拔尖”计划2.0要求建设的双万计划就是“金课建设”计划。包括线上教学、线下课堂、线上线下混合式教学、虚拟仿真和社会实践各类国家级或省级一流课程。要求课程具有高阶性、创新性、挑战度。即课程学完后，学生要具有解决复杂实际问题的知识和能力；课程内容要紧跟国际国内前沿，并反应现实应用需求，具有时代性；同时课程要具有一定的学习难度[1]。

随着各高校对金课的实践，以及互联网、在线教育、在线交流平台等信息技术的发展，相对于单纯的线上或线下课程，将两者结合起来、相辅相成的混合式金课受到越来越多的教师和同学的欢迎，并取得了较好的实施效果。线上线下混合式“金课”模式整合各高校的优质资源，打造精品课程，为高校的教师和学生共享学习资源提供了更多的平台和途径[2]。传统的课堂教学容易使教师和学生陷入以教师的“教”为中心的教学模式中，这导致学生缺乏学习主动性。如何使学生在课堂上主动探索吸收知识、提升能力，将整个课堂的教学中心转移到学生的“学”上来是“Java程序设计”课程教学改革中急需解决的一个问题[3]。依据“金课”标准，采用线上线下相结合的教学方式，对原有的“教室理论+机房练习”概念进行拓展，为学生提供更加灵活、丰富的学习内容与渠道，从而在一定程度上解决上述问题。

2 Java程序设计课程教学现状分析

“Java程序设计”课程的教学目标就是要让学生具有一定的编程能力，并能设计出满足实际应用需求的计算机应用系统。而学生理论知识的积累和实践技能的提高却需要大量时间。有限的教学课时造成教师在教学过程中难以将课程内容完整地讲述，为了照顾大多数同学的学习节奏，教师只能先详细讲述基础知识，再针对每个知识点给出对应例题来加强学习效果。而各个Java类库中的知识点只能留给学生自学。在这种教学模式下，学生想设计大型系统，但都不知道从哪里下手，没有成就感，也就失去了学习的兴趣。课程学完后，学生就算掌握了每个关键词和每条语句，但读、写程序困难，需要频繁地翻阅帮助文档。

结合实际教学情况进行分析可以看出，之所以产生上述问题，主要有以下几个方面的原因。

1.课程内容与其先修课和后续课之间缺少有效衔接，导致学生即使学了所有知识点，但不成体系，无法灵活应用，解决复杂的工程问题时无从下手[4]。

2.教学方法死板。传统的“教室理论+机房练习”的教学方式中，学生并未很好地参与到实际的编程训练中，难以让学生主动去探索，这对实践性比较强的“Java程序设计”课程的学习十分不利。

3.已有的实验教学要求简单，内容陈旧。每次实验的内容为相应知识点设计、相互独立，缺少大型综合性实训内容。课程学完后，学生能够“建”立开发环境、“读”简单程序，“改”简单程序，但却不会“写”程序[5]。

4.课程考核形式与教学目标存在偏差。传统的以笔试为主的考核方式主要考查学生基本语句、基本语法的掌握情况，而对学习过程以及综合实践能力的关注度不够，难以准确评价学习效果。

3 Java程序设计课程教学改革实践

3.1 教学路线设计

线上线下混合式教学模式下，“Java程序设计”课程借助现代教学手段，进行资源共享，发挥线上教学不受时空限制的优势，从而解决教学内容过多与课时不足之间的矛盾，并在一定程度上提高“Java程序设计”课程的“高阶性”和“挑战度”。“Java程序设计”课程的实际教学路线如图1所示。教学过程包含4条并行的教学路线：线下理论课、线下实践课、线上课程和线上作业。“线下理论课”为主线，起提纲挈领的作用，主要讲解基本原理和重难点，并帮助学生解决其他教学路线中遇到的问题。“线上教学”以视频演示为主，主要包括开发环境的配置及大型项目“超市管理系统”的详细设计过程。“线下实践”可以通过模仿线上演示视频，让学生创建一个完整的信息系统。该过程可以培养学生创建大型项目的能力，并提高学生学习编程语言的积极性和自信心。“线上作业”主要是要引导学生读程序，改程序，通过该过程提高学生对基本原理的掌握。

图1 “Java程序设计”课程教学路线图

3.2 “线上教学”路线设计

通过线上教学，学生不仅可以对课程内容进行预习复习，教师还可以设计在线测试题、抢答题调动学生学习积极性，并借助网络交流工具进行课前课后辅导。除此之外，“Java程序设计”课程的线上教学还可以完成如下两个方面的工作。

3.2.1 帮助学生建立完整的知识体系

要让学生具有一定的工程实践能力、建立完整的知识体系，仅通过一门课程的学习是无法达到的，因此需要将“Java程序设计”课程的学习内容融入到整个课程体系中，从而逐步提高学生的工程实践能力。“线上教学”中可以将课程体系中与“Java程序设计”课程联系紧密的先修课程和后续课做适当的复习和讲解。先修课主要有“程序设计基础”、“数据结构”等课程。“程序设计基础”通常是C语言，课程主要侧重于培养学生的编程思想及独立学习能力。Java语言中关键词、流程控制语句等基本知识点与C语言类似。因此，在线下理论课上只讲解Java的发展、与C语言的区别及语法上的注意事项。基本语法中各个知识点的详细介绍可录成线上教学视频供学生查阅和自学，各高校也可对这些资源进行共享。对于“Java程序设计”课程，“数据结构”是其一门重要的先修课，通过该课程的学习，学生可以更加深入地理解计算机所要处理的数据对象的特性和表示方法，掌握对数据对象进行处理的基本操作，能够根据实际应用问题的要求设计出高效的数据结构。“Java程序设计”中“集合抽象”的内容就是让学生在已学数据结构的基础上进一步掌握数据结构的原理和使用方法，从而能够根据实际应用需求灵活使用Java中提供的各种数据结构。利用线上视频和线上作业使学生对“数据结构”的知识温故知新，避免所有知识点都学了，但都连不成线，都是一知半解的情况发生。在“Java程序设计”的数据库编程章节主要学习如何在Java程序中连接和操作数据库，该部分内容的学习需为后续“数据库原理”、“软件工程”课程的学习做好铺垫工作，并为“web程序设计”、“移动开发技术”等课程的学习打下坚实基础。

3.1.2 提高综合实践能力

如果将大型项目的详细设计过程放到线下理论课中进行讲解，这样不仅会占用大量课时，而且学生会因为不能亲自动手操作而逐渐失去学习兴趣。可以将这种比较耗时的复杂系统的详细设计过程录制成视频，以此引导学生逐步完成综合项目的设计与实现。“线上课程”的综合性实验项目“超市管理系统”贯穿整个教学过程，带领学生从简单到复杂、从分散的知识点到系统的设计，逐步提高学生设计大型复杂系统的能力。

4 评价考核模式

“Java程序设计”课程本身具有明显的实践性特征，所以考核内容以及考核的重心应该向着学生实践能力方向转移，如考勤10%+线上作业10%+线下实践20%+项目考核60%。其中项目考核是重点，包含两个综合项目：一个是教学过程中跟着线上教学视频完成的综合项目“超市管理系统”，该项目要求独立完成，整个过程用时较长，考核方式主要是教师按照每个学生的实际完成情况进行评价；另一个是期末学生提交的自拟题目的综合项目，每2-3人1组，项目完成后，每组需提供说明文档、源代码，并进行答辩。教师根据答辩情况、项目的完成情况、项目的难易程度等方面综合考虑给出小组评分。单个学生的成绩还与组内成员的互评成绩挂钩，并且规定组内成员的互评成绩要分等级，比如规定每个小组，互评成绩必须保证有且只有一个“优”，这样可避免大家都互评为优的现象发生。该考核方式的特点是注重实践能力的培养，项目考核所占比重较大，并且线上线下考核相结合，过程和结果并重。

5 结语

本质上来说，“Java程序设计”课程教学不仅要让学生掌握相应的理论知识，更要求学生能够将这些理论转化为工具和技能，并结合实际应用需求，设计和实施项目。以线下教学为主，线下实践、线上教学和线上作业为辅的混合式教学模式可以很好地促使该教学目标的达成。通过该门课程的学习，学生不仅掌握了Java编程技术，而且对现代经济社会中java开发领域有一个较全面的了解，取得了较好的学习效果。