新工科实践类课程《Java面向对象程序设计》线上线下混合式教学模式研究

新工科实践类课程《Java面向对象程序设计》线上线下混合式教学模式研究

陈传明俞庆英夏芸郭良敏Summary：面向对象程序设计是计算机相关专业同学接触到的第一门以对象为主题、以需求为主线的程序设计课程，在传统教学中普遍存在着学生学习主动性不够、解决问题能力不足、有困难无法及时得到指导等现象。该文探讨了Java面向对象程序设计课程的线上线下混合式教学新模式，通过教学视频、在线学习测试和线上线下互动等教学环节的设计，充分发挥教师的个性化指导作用，调动学生的学习积极性，促进师生线上线下交流以及学生之间的分布式协同合作，从而提升Java面向对象程序设计课程的教学质量和学习效果。Key：Java语言;面向对象程序设计;线上线下混合式教学模式：G642

：A：1009-3044（2022）15-0140-031引言新工科发展新模式要求着力培养大学生的自主学习能力和实践创新能力，而大学生的能力培养离不开课程建设[1]。Java语言是当前最为流行的面向对象程序设计语言之一，诸多优秀的特性使其成为被业界广泛认可和采用的编程语言，Java语言通常作为国内外各高校计算机专业必修的一门程序设计课程[2]。相对于本科第一学期的C语言程序设计基础课程，Java面向对象程序设计课程所解决的问题更复杂、更贴近日常生产生活，程序需求丰富、代码量大。通过本课程学习，学生将掌握Java面向对象程序设计的思想和方法，做到理论和实践相结合。传统教学模式下，普遍存在学生学习主动性不够、解决问题能力不足、有困难无法及时得到指导、学习漫无目标等现象。另外，传统的教学运行和管理模式也因为2020年春季发生的新冠疫情而遇到诸多困难。随着新时代网络技术的不断发展，线上线下混合式教学作为一种新型教育学习模式应运而生，它不仅在网络上提供教学视频，还有单元测试、网络论坛、练习和考试等，为解决Java面向对象程序设计课程传统线下教学相关问题提供了崭新的解决思路。2混合式教学驱动的课程建设思路混合式教学是网络开放教学与课堂教学相结合的信息化教学新模式，由线上教学和线下教学两个部分组成[3]。线上教学的课程建设包括课程资源建设、线上教学管理体系建设等方面;线下教学的课程建设包括教学内容规划与设计、教学案例建设、考核方案设计等方面[4]。其中，课程资源建设包括课件制作、视频讲解、题库建设、作业库建设、试卷建设等，课程管理体系由课程分析、考核、测评、管理等各项措施组成。混合式教学需要改革教学手段和教学方法，以学生为主体，以多种媒体作为媒介，提高学生的学习效果和应用所学知识解决实际应用问题的能力，课程建设总体思路如下。1）制作和搜集课程学习资料，包括录制或引用与章节配套的教学视频、习题讲解视频、精选习题、知识点精讲讲义等;2）完善课程学習资料交流平台、课程在线答疑平台和教学互动平台;3）建设智能课程教学管理体系，统计分析教学数据，个性化安排每位学生的学习进程;4）完善智能学情分析方法，训练出有针对性的教学方法与学习策略，促进不同类别学生的学习兴趣与学习效果;5）改进教学方法，在教师和混合式课程教学管理体系的干预下，最大限度提高学生学习兴趣与教学效果。3Java面向对象程序设计课程混合式教学方法改革与创新本课程以“线上自学+线下教学+项目实践+大数据分析考核”的模式实施教学工作，在教学资源建设、教学方式改革、教学内容设计、教学效果考核等方面进行课程建设和改革创新主要包括。1）丰富的教学资源。通过构建“合理配置，资源共享”的教学资源，结合平台优势，通过“自建+引用”的方式，将教学资源进行优化整合，视频内容短而且模块化，按问题组织知识点，以知识点开展教学，进行课题的专项讲解，有利于学生注意力的集中。2）灵活的教学方式。通过“线下自学+线下教学”的教学方式，让学生了解自己知识的薄弱环节、课程的重难点内容，让教师实时掌握学生的学习情况，并在课堂教学中有针对性进行讲解。3）合理的教学内容。教学内容与学生课前预习情况密切相关，有针对性地解决学生学习过程中的重难点问题。4）科学的评价体系。建立科学合理的考核方法和评价标准，完善教学效果评价、学生学习情况评价体系，实现了对学生学习情况、学习效果的规范、准确评价。3.1在线平台建设及教学组织方案1）在线平台建设本课程教学面向计算机专业一年级的多个班级，由课程负责人在超星学习通（安徽师范大学赭麓学堂）平台[5]上创建课程，并将课程团队老师及助教加入其中，每位老师管理自己的班级，共同创建课程资源，供所有老师和学生共享。在教学活动中设计互动环节，针对教学目的和教学重难点，通过归纳互动问题、精选讨论案例等方式，加强学生在教学过程中的主动参与，培养学生的自主学习意识和创新能力。第一次课堂教学时，向学生介绍本课程在计算机专业教学体系中的位置和作用，本课程未来的应用场景和社会价值，以及本课程的教学要求、考核方式、平时成绩构成、课程成绩的结构比例等。明确每次教学活动的目标、重难点内容，根据教学内容和学生对前期教学内容的掌握情况，设计教学方案、组织教学过程。2）课堂教学组织与实施在日常教学过程中，根据教学内容和教学设计情况，实施课堂授课活动。在课堂讲授过程中，全面把握本课程教学的深度、广度，注意课程内容的前后衔接，积极运用灵活多样的教学方法，着重阐述基本理论和基本概念，结合平台中的相关统计信息，有针对性的释疑解难，重点讲解课程难点、重点。利用超星学习通平台进行线上教学和教学活动管理，以一次教学活动为例，包括以下内容：A.发布通知：上课前一周左右发布，提醒、告知同学们下次课的学习安排、相关任务。包括任务点的学习、文字、课件、教学视频的学习，复习作业、预习作业等。B.发布作业：从作业库中选择本周复习作业、下周预习作业，设置相关参数，发布作业。作业提交截止时间约定为上课前一天的18：00。C.资源建设：题库、作业库、活动库、任务点等资源的持续维护和建设。D.作业批改：查看学生的任务完成情况，批阅作业中的主观题部分。E.推送预警信息：上课前2-3天，筛选出任务完成比例偏少的同学，向这些同学推送提醒信息。强化过程管理，尽早发现学习进度落后的同学，督促学生主动学习、完成学习任务。F.统计分析：上课前1天，查看同学们的作业完成情况，从答题结果中分析同学们知识点学习、掌握的薄弱环节，以便在下一次课堂教学时有针对性重点讲解。G.教学实施：教学过程中，每15分钟左右做一次教学活动（投票、问卷、讨论等形式），一是了解学生对课堂所授知识的理解情况，实时查看教学效果;二是以活动参与情况判断学生听课的认真程度、投入程度，根据互动结果实时掌握教学效果，根据实际情况微调教学进度。3）教学互动设计在教学活动中设计互动环节，针对教学目的和教学重难点，通过归纳互动问题、精选讨论案例等方式，加强学生在教学过程中的主动参与，培养学生的自主学习意识和创新能力。互动内容和互动方式的设计，主要在备课阶段完成，授课过程中也可以根据课堂教学的实际情况，现场选择互动方式设计互动内容。依托超星学习通平台，设计线上、线下相结合的教学互动方式，每次互动均有相关活动记录。教学互动形式主要包括：投票、选人、抢答、主题讨论、随堂练习、问卷、评分等等。表1是某次教学活动所设计的教学互动内容。4）辅导答疑做好线上教学的同时，安排答疑时间和地点，做好学生的辅导、答疑工作，线下辅导与线上辅导相结合，通过QQ、学习通平台进行线上辅导。以个别答疑为主，对共性的问题进行集体辅导。学生可以通过学习通平台的“讨论”功能，发帖寻求帮助，老师、助教、其他同学均可以对所提问题进行回答、讨论。5）作业批改结合教学要求布置适量课程预习和复习作业，作业形式包括专项练习题、单元测验、课堂汇报等，每次课均安排适量的课程作业，以强化教学效果，提高学生自主学习能力。课程作业以线上作业为主，便于统计分析。对所布置的每一次作业，都认真细致地批改，作业批阅界面如图1所示。由学习通平台自动做好作业成绩登记，平时作业的完成情况是对学生进行过程性考核的重要依据之一。3.2教学资源配置本课程的教学资源包括课程资源、软件资源、教学设备资源等。1）课程资源A.教学大纲、教学进度表等常规教学资源具体包括：《Java面向对象程序设计》课程教学所需的教学大纲、教学进度表、考核方案等常规教学资源。B.知识点资源结合教学大纲和教材章节内容，将本课程共分解成92个知识点;知识点是课程建设的基础，课程组老师以章为单位负责若干个知识点，并负责该知识点的相关建设任务。C.课件资源·知识点课件：将知识点讲授清楚，知识点PPT主要为录制教学视频服务。·教学课件：以章为单位，课堂教学使用的课件。D.视频资源·通过“自建+导入视频”相结合的方式建设和搜集视频资源;·知识点视频：根据知识点课件录制的视频，讲解时间不超过15分钟，将一个知识点的基本概念、基礎语法、应用情景讲解清楚;·视频资源：根据课程内容在相关课程平台搜索、导入优秀视频资源。·自建：更加贴切本课程教学内容，更加自由;·平台导入：导入优秀的资源，供学生学习。E.题库资源·自建：根据知识点搜集、制作相关试题;·导入：根据示范资源导入相关试题。2）软件资源软件资源主要包括软件开发工具和相关软件文档。软件开发工具主要有：Eclipse、JDK、JDBC驱动和StarUML;软件相关文档有：JDK文档和ThinkinginJava电子文档等。相关资源均发布到线上教学平台中。3）教学设备资源本课程线上教学要求学生拥有电脑和智能手机，因为程序编写与调试在电脑上操作更加便捷，而课堂互动使用手机更加方便。教师在进行线上教学活动时，可以配备笔记本电脑、台式电脑、智能手机、数位屏、手写笔等设备。其中笔记本电脑（内置话筒和扬声器）用于在线直播授课，数位屏用于在授课过程中进行屏幕书写（充当板书作用）。日常课堂教学环境下，要求学生配备智能手机，教师配备笔记本电脑和智能手机。3.3教学评价1）课程目标目标1：针对计算机领域的具体问题，利用面向对象基本语法体系和面向对象程序设计一般方法，建立求解模型，并编程实现。目标2：运用面向对象基本理论、设计方法，根据计算机领域软件开发的特定需求，完成软件模块的设计与开发。目标3：强化利用面向对象程序设计思想，分析和研究计算机领域复杂工程问题的对象特征，设计可行的实验方案，并验证通过。2）课程考核方式与考核标准为评价课程目标的达成情况，检验课程教学效果，考核学生分析问题、解决问题的能力，本课程考核采用过程性考核和期末终结性考核结合的方式，两者各占50%比例。过程性考核包括课堂测试（线上线下结合）、课程作业（线上）、单元测验（线上）、期中考试（线下）等多种方式。期末终结性考核为线下闭卷考试。3）成绩管理过程性考核的各部分权重以及成绩管理方式在线上学习平台进行设置和管理。在超星学习通平台设置了各项目的权重以及课程活动等部分的评分方式，线下成绩可人工录入。在整个线上教学过程中，均通过该平台进行成绩管理。图2展示了过程性考核成绩管理方式，各项占比为：课程作业30%，课堂互动15%，课程视频学习10%，线上讨论5%，线上测试20%，线下期中考试20%。考勤不计入平时考核成，如果一学期旷课累计达到1/3，不允许参加本课程的期末考核。通过超星学习通的成绩管理功能，可以設置各项成绩所占权重以及相关参数，利用其成绩统计功能可以实时查看学生的成绩情况。4结束语为弥补和完善传统线下教学模式的不足，促进教学质量的提升，本文主要研究Java面向对象程序设计课程的线上线下混合式教学模式。本课程已完成模块化知识点教学视频、题库、作业库等等教学资源的建设，积累了宝贵的线上线下混合式教学经验，并形成较完善的后续建设方案。线上线下混合式教学模式重构了教学流程、优化了教学方法，促进了师生的课后交流与互动，教师可以在线上对学生进行有效的个性化辅导，缓解了学生的畏难情绪，提升了学生的学习积极性和学习兴趣，加强了学生的学习参与度。同时，线上教学管理实现一切学习均有记录，能让学生和老师充分、实时地掌握每位同学的学习效果，达到精细化教学的目的。通过混合式教学手段，培养学生灵活应用Java面向对象程序设计方法解决计算机领域中的实际应用问题的能力，实现课程教学目标。Reference：[1]朱立军，杨中秋，李漫红，等.新工科背景下程序设计竞赛课程建设的研究与探索[J].高教学刊，2021（3）：96-99.[2]李金忠，黄雪