对分课堂的《Java程序设计》教学方法

河南科技学院信息工程学院 李晓辉

新乡医学院医学工程学院 李明彩

针对Java程序设计课程在教学中存在的问题，将对分课堂模式引入课程教学中。基于对分课堂教学模式，采用隔堂对分的方式对讲授、内化吸收、交流环节进行改进，同时，构建了知识巩固与再吸收环节。实践表明，采用该方法学生的自主学习和解决实际问题的能力有了较大的提高，学习效果较好。

Java语言作为当今最流行的程序设计语言之一，倍受广大程序设计人员的关注，根据TIOBE开发语言排行榜，近年来，Java语言处于前列。因此，大部分高校计算机科学与技术相关专业都开设了Java程序设计课程，一方面通过Java语言的学习，培养学生面向对象程序设计的基本思想，为后续课程的学习打下良好的基础；另一方面提高实践技能，以期适应就业或者职业发展的需要。然而，Java程序设计在教学中仍存在一些问题，教师进行了教法学法改革，但学习效果却不够理想。

1 Java程序设计课程教学中存在的问题

Java教学过程中存在多种问题，影响了课堂教学效果。（1）采用传统的课堂教学方式，传统的教学方式注重老师的教，教师是课堂的主体，侧重于知识的传授，虽然存在与学生的互动，却不能够充分调动学生学习的积极性，更有甚者，学生在课堂上放弃学习。（2）学生的自主学习能力有待提高，在中学学习过程中，学生养成了教师指导、家长督促的习惯，进入大学阶段后，仍然依赖于教师或者家长，Java程序设计课程的学习局限于课上时间，却忽略了课下的巩固和练习。（3）师资实践技能不足，Java程序设计教师大多没有工业软件开发经历或经验，理论知识较强，工程实践能力较弱，不能进行系统开发，课程任务或者案例局限于验证某些知识点，而缺乏对学生的吸引力。（4）学生对课程的重视程度不高，该课程属于专业基础课，学生大多更重视专业核心课程，缺乏对本门课程的正确认识。

2 基于对分课堂的《Java程序设计》教学方法

对分课堂是复旦大学李学新教授提出的教学模式，核心理念是将课堂教学时间分为两部分，一部分用于教师讲授，另一部分用于学生讨论。教学过程分为紧密联系、相互支撑的三个环节，分别为讲授(Presentation)、内化吸收(Assimilation)和讨论(Discussion)，也被称为PAD课堂，因此将对分课堂理念引入《Java程序设计》课程，有助于吸取教授式和讨论式课堂的精华。

Java程序设计实践性较强，注重操作能力培养，需要知识巩固和再吸收，本文采用隔堂对分的方式，将教学过程分为4个阶段，如图1所示。

图1 Java程序设计教学过程

（1）课堂讲授，在第一次课的第二节进行，教师完成对章节体系和框架的梳理，知识点的划分，以及重点难点内容的分布，针对章节知识，针对性的布置课后的作业或者程序设计任务。本阶段使学生对学习内容有一个整体的认识，明确需要学习的内容，同时Java程序设计实践性比较强，需要通过程序设计任务，提高编写程序和调试程序的能力。

（2）内化吸收，该环节在第一次课结束后课余时间进行，学生根据课堂讲授的知识体系，进行学习。学习的形式主要采用3种形式：一是通过教材学习，学习教材上的知识点或者案例，知识体系比较全面严谨，但程序设计的效果不够直观；二是通过微课或者慕课，采用观看视频的形式进行学习，可以使用碎片化时间针对知识点学习，但知识不够系统；三是采用程序设计培训机构的视频进行学习，视频大多实战型比较强，但讲解内容过细，学习效率不高。根据教学经验，采用教材和视频相结合的方式，以教材为主，重点、难点以及不理解的知识通过视频进行学习。然后，通过完成程序设计任务，进一步促进对知识点的理解，通过调试程序，提高解决实际问题的能力，达到内化吸收的效果。

（3）课堂讨论，该环节在第二次课的第一节进行，为了提高讨论的效果，将讨论分为三个步骤。首先是分组，分组在课前完成，根据学生的知识基础、性别、积极程度等条件，将学生分为若干小组，各组之间的情况要平均，为了避免无效讨论，每组选组长1名，组长负责本组的讨论进度的安排。其次是讨论，每组针对课后学习和完成程序设计任务中遇到的问题进行讨论，并在组内进行解决，每位成员均需要发言。教师可重点了解各成员遇到的主要问题或理解不太清楚的问题。然后是讲解，讲解分为小组讲解和教师讲解，在教师的安排下，每组提出各自的问题，再由其他小组进行讲解；对于比较重要的问题或者共性问题，教师进行着重讲解，同时教师结合课程的重点、难点，对一些小组进行提问，小组选取组员进行回答。

（4）知识巩固与再吸收。本环节侧重于利用学习的知识解决实际问题，主要包含实验课和课外小组两种形式。在实验课中，教师通过对学习章节知识点的归纳总结，结合实际问题，给出实验内容和要求，学生在实验课上完成程序的编写。在课下，期望更加深入进行Java项目开发的学生，可加入程序设计课外小组，进行企业级的项目开发，提高综合应用能力。

3 对分课堂在Java程序设计课程的实践

（1）课程情况分析

Java程序设计课程开设于大一年级第二学期，从课程情况来看，在已修C语言程序设计课程的基础上，重点学习JavaSE的核心语法和面向对象程序设计技巧，实践性强，培养程序设计的实战技能。从学生情况来看，学生已逐渐习惯于大学的教学和学习，有一定的积极性，但自主学习的习惯尚未养成，仍需要教师在教学过程中进行学习任务安排，甚至了解任务完成情况，实践技能较弱，适合采用对分课堂模式进行教学。

（2）教学实践过程

以课程内容第5部分继承与接口之继承性为例，进行实践。继承性包括继承的概念、继承的原则、子类的声明、子类的构造方法等内容。在课堂讲授阶段，对继承的概念、继承的原则进行详细讲解，引出继承性的关键就是子类的创建以及子类构造方法的定义，列出继承性知识思维导图，如图2所示。并将其具体的操作留作作业，同时，将知识点、课下作业和参考资料发布在对分易平台中供学生查看。内化吸收阶段，通过查看教材，学生基本上能够掌握继承的概念、继承的原则和子类的声明，但子类的构造方法和子类对象的使用，需要结合学习视频进行学习，对于不太理解的内容做好笔记；课堂讨论阶段，两个教学班共60人，按照每组6人将学生划分为10个小组，组内针对继承性知识导图相关疑问进行讨论，时间20min，讨论结束后，大多对子类访问父类成员和子类构造方法中使用super不够理解，可进行集中讲解，同时，教师针对继承的原则和子类创建等知识进行提问。知识巩固与再吸收阶段，在实验教学中，给定已定义的父类Person，让学生结合课程学习的原理和要求，根据实际情况定义子类，并调试程序，进一步检验学生对知识的掌握程度。

图2 继承性知识导图

（3）实践效果

Java程序设计课程的考核，采用平时成绩和期末考试成绩综合考核方式，平时成绩占比50%，主要考核课后任务完成情况和课上讨论的情况；末考成绩占比50%，采用上机编程方式，主要考核对课程知识的掌握程度和实践能力。

教学方法通过在我校本科2019级两个教学班（60名学生）的教学实践，学生能够积极的参与课堂的各个环节，知识掌握相对扎实，综合考核成绩优良率达到了78.3%，平均成绩84.25分，动手实践能力有了较大提高。

针对Java程序设计课程教学中存在的问题，将对分教学模式引入到了Java程序设计课程中，从教为中心转变为学为中心。采用隔堂对分的方式，将教学划分为教师讲授、知识内化、学生讨论和知识巩固和再吸收四个阶段。通过实践，学生能够积极融入到教学环节中，学生从过去的依赖于老师，转变为自主学习、主动学习，逐渐习惯对分教学方法，自学能力有了较大的提高，教师不再是讲不完，而是重实践，课堂的教学效果有了较大的进步，学生编程解决实际问题的能力有了较大提升，为后续的课程打下了较好的基础。