基于云服務的Java Web自主學習模式研究

胡剛林

摘要：云平臺具有不受時空限制，隨時隨地快速獲取的特征。因此，在云平臺上搭建Java Web課程學習環境可以實現課程的開放性;根據CBE以能力培養為目標的教學理念，設定以教學為目標的項目目標，并分解為階梯步驟型的小型項目集合，并撰寫相應的項目書，在配套的微課資料指導下，學會自我調試練習，體現了基于項目任務驅動的微課指導教學特點;在遇到難以解決的問題時，在班級BBS討論平臺截圖和留言，在老師啟發式的指導下學生共同討論解決，培養團隊合作精神。通過這種模式的教學使學生積極發揮主觀能動性，培養了研究精神和再創造能力。

關鍵詞：云服務;CBE;自主學習模式;微課輔助

中圖分類號：G642.3? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）35-0090-03

Abstract： Cloud platform as an online operating system platform can quickly acquire anywhere or anytime. Whats more， these courses are open， we can log on the learning system of cloud computing courses freely， because it runs on cloud platform. According to the thinking of CBE， we set a teaching goals of building up software project and then divided the project into seventeen steps， for which We compiled every step project guidance book or recorded micro-course online videos. With these help， students can study by themselves online and find the problems answer which they encounter， which mainly embody the characteristic of open task-driven and micro-course assistance teaching. We developed an on-line discuss platform for all of us to upload pictures or messages to describe the problems which students encountered and with the help each other including their teachers， the problems can be resolved， which cultivated students ability and team spirit. Taking this mode of teaching， students can actively bring into play the initiative and foster a research or creative thinking for them.

Key words： Cloud Service; CBE; Autonomous learning mode; Micro-courseassistance

1 概述

Java Web技術的基礎就是核心Java平臺，而Java屬于跨平臺的語言，因此想要在計算機上運行Java Web程序需要JRE環境，要開發調試Java Web項目就需要安裝JDK并配置環境變量以及安裝和配置開發工具Eclipse，這對剛接觸Java Web的學生來說可能有些復雜、安裝配置的過程中可能會遇到一些問題，同時換一臺電腦又要重新配置運行環境和開發調試環境才能學習Java Web。因此，利用學校的云服務資源，搭建Java Web云開發環境，就可以隨時隨地快速開始學習Java Web。為培養學生程序調式能力，我們根據CBE理論的指導，設計了基于微課的開放式任務驅動教學模式。在該模式下，學生需要有明確的目標，有完備的理論、實訓知識指導書及視頻，對疑難問題有老師指導和同學之間互相討論的條件下，反復實踐練習。因此，在云服務的支持下，學生擁有不受空間和時間限制且穩定的調式環境和一整套階梯成長的輔助資料，在不受開發環境錯誤的干擾下，讓學生從發現自身錯誤中成長，提高學習效率，鍛煉程序調試能力。

2 Java Web程序設計教學存在的問題

2.1 資源固化的實訓環境

Java Web作為以Java為開發語言的企業級開發框架，語法嚴格，學生需要循環往復遞推式學習才能掌握相應知識和技能，這需要大量的時間。因此，在普通機房開展教學，學生的練習時間難以保證。

2.2 僵化的實驗實訓教學模式

我校之前的教學模式是理論與實踐嚴格分隔開來，所有學生完成統一的理論課后，再進行實驗。Java Web程序設計作為一門技術實用性很強的學科，學生上機練習時，面對理論課遺留下來的大量試驗驗證任務，并且實踐練習時因為步驟不熟練的原因也會遇到各種“疑難雜癥”，基礎稍差的同學難以完成，實驗課難以達到鍛煉學生能力的目的。

由于Java Web作為一門程序語言，調試難度大，書本知識太刻板，對技術細節問題不能寫得太啰唆，視頻資料也缺乏針對性，因此，學生在對知識點進行往復遞推式學習和練習中，很容易對遇到細節問題不知所措，老師也無法同時響應大量學生隨時尋求幫助的需求。

2.3 缺乏對問題的深化討論

Java Web程序設計調試中出現的問題五花八門，有些連熟練程序員也會一時迷惑，因此學習中需要深化討論才能打開思路深化知識，因此，有些問題老師也很難當堂課給學生明確答復，需要時間去查閱資料才能解決。由于學生人數多，老師也只能做到更正學生錯誤，因此，學生缺乏機會去深入理解問題原因。

3 自主學習模式設計

3.1 Java Web程序設計課程自主學習模式

“以能力為基礎的教育（Competency based education）”簡稱CBE，在Java Web程序設計語言學習中，調試能力的培養是CBE理念的具體化之一。Java Web程序設計作為企業級信息化開發應用平臺，初學者調試難度大，技能要求高，對編程中可能出現的問題需要學生有持之以恒的韌性去發現和解決問題。

針對Java Web程序設計課程教學中存在的問題及我們的培養目標，我設計了課程自主學習模式。該模式借鑒CBE的教育理念，以程序員能力要求來設定教學目標，再把這個目標分解成可行的16個階梯教學單元項目（每周完成一個項目），并撰寫相應單元項目指導書及實驗指導書與相關的參考資料，根據每個教學單元項目的特點錄制分步驟演示的微課視頻，并放置在開放的云實驗環境中，并設置班級網上討論區，實現自由的實驗實訓和自由討論學習環境。教師在理論課上對基本的知識及相關資料知識進行講解，并分步驟演示單元項目后，學生自主在單元項目所提供資料和微課視頻的輔助下獨立完成規定的任務。當遇到技術問題時，積極主動查閱資料，獨立思考解決問題，也可以在班級網上討論區尋求幫助，在教師有針對性的啟發指導下深挖問題本源，融會貫通所學知識。

3.2 Java Web程序設計課程自主學習模式教學實施

實施該自主學習模式，學生需要依次經歷七個層級流程學習，最終完成一個單元學習任務，如圖1所示。

學生在該教學模式下，從第1個單元項目開始，循序漸進逐步完成以后的每步單元項目，也即只有完成當前步驟的單元項目才能選擇進行下一步驟單元項目，直至第16個單元項目完成，這樣就完成了Java Web程序設計學習任務，并同步完成了整個Java Web程序實訓項目。在這個過程中學生學習到了知識，同時鍛煉了程序調試能力。

3.2.1 學生自主實踐的開放式實驗環境搭建

學生循環往復的遞推式的學習需要大量的時間，沒有充足課時滿足如此大量的操作練習，因此利用實驗室現有的私有云平臺搭建了一個面向全校的開放式實驗環境，學生只需要用瀏覽器連接登錄云平臺，就能獲取不受時間和空間限制的開放式的開發環境和學習資源。

3.2.2 單元項目劃分

根據Java Web項目的特點及教學任務的需要將項目劃分為16個單元子項目，由學生分16周時間分別完成，每個單元劃分為七層的教學層級。當然，由于是初學者，需要在單個單元項目的7層之間或16個單元項目之間進行重復往返練習。因此，采用開放式教學供學生課下遠程登錄云實驗平臺線調試程序。二維層級劃分模型如圖2所示。

3.2.3 單元項目教學教材及相關參考資料編寫

Java Web程序設計是一門實用性很強的學科，雖然理論深厚，但對于以培養應用技能為目標的學生來說，了解初步的理論知識后，通過反復練習，尤其是實戰式項目練習后才能滿足企業對人才的技能要求。因此，編制了一套適用我校學生特點的項目式教學的教材及相關技術細節指導參考書，以滿足我校學生對Java Web程序設計知識系統學習需求。

3.2.4 單元項目操作的步驟演示微課錄制

學生對知識的認知領悟都是從初級到高級逐步演化過程，對知識點需要反復學習領悟。因此，錄制了一個個單元項目操作的步驟演示微課放在云平臺上，以滿足學生模擬實訓的需求。

3.2.5 面授講解與課件制作

面對面講解相關的理論知識，手把手演示單元項目調試步驟，使學生更具體的理解技術細節。結合實驗內容形成理論指導實踐的知識完備的教學課件，即在課件中插入每個調試步驟的截屏圖片，詳細講解涉及的理論知識，使學生“吃透”每步驟的原理，對所學知識有更全面理解，以此提升實踐能力。并在此基礎上接受學生的學習反饋，不斷完善課件和逼近學生真實情況，并同步更新微課視頻，使課件和微課真正成為學生的實踐的指南。

3.2.6 學生實踐練習協議說明

對于這種自主學習模式的學習步驟必須形成官方的協議，并告知學生，要求學生嚴格按照規定的學習步驟學習，遵守學習紀律和記分規則。

3.2.7 云上BBS討論指導在線平臺搭建

學習知識需要有個知識學習、討論指導和反饋思考再深化領悟的反復過程，因此搭建了云上BBS討論指導在線平臺，以滿足學生之間及師生之間的課后交流、學習、指導。

3.2.8 單元項目檢查表及理論總結與考查題編制

每當完成一個單元項目后，都需要對完成的功能進行驗證和檢查。只有測試正常后，才能進行下一單元的練習。并以檢查和驗證結果作為平時的考核成績。并在此基礎上加強理論復習總結，加強技術的理論修養，并完成單元理論考查作業。以此作為階段性的知識總結，實現實踐和理論結合，能力培養和知識掌握同步。

為了使單元理論總結和單元理論考查有質量保證，必須編制單元理論總結文檔集和單元理論考查題庫，形成知識系統完備的Java Web程序設計理論知識體系和試題考查體系。

4 課程考核

Java Web云課堂自主學習模式課程教學以培養能力為目標，理論指導實踐，因此課程考核應采用多元化考核方式，以滿足全方位促進學習和培養能力的目的。把平時的學習態度和單元實踐檢查和單元理論考查計入期末成績，分別占總成績的10%、30%和10%，期末理論考試只占總成績的50%。理論是實踐指導，是學科基礎，但實踐是鍛煉能力的途徑，是學習目標，把自主實踐的考核提升到重要位置體現了該教學模式能力本位的思想。

5 教學效果

自從采用這種新的教學模式以來，學生實踐思維能力得到了提升，對計算機這種技術型很強學科，在任務驅動和理論的指導下，學生通過大量的自主實踐，使技術從知識很自然地形成思維方式，轉化為解決問題的工具，潛移默化地提升了計算機能力。通過期末考試成績和大量的學生學習后調查反饋證明該教學模式對提升該門功課的教學效果是顯著的，如表1改革前后教學效果對照表所示。

6 結束語

教師在設定的目標的指引下準備好16個單元項目指導書及相關輔導資料，并根據單元項目指導書錄制相應的微課視頻，并放置在云平臺上，利用學校私有云及虛擬化技術提供的虛擬平臺開展Java Web程序設計教學。在該教學模式下，實現了不受地域和時間限制的開放式學習，線下項目式的微課輔助，線上人人參與在線討論，教師隨時隨地指導。

在整個實踐教學過程中，學生高度自我參與，鍛煉了學生知識綜合能力，培養了學生問題分析和創造性思維能力，以及嚴謹、求實的態度和不斷求索的精神，同時使學生享受到了探索、發現的樂趣。因此，云課堂自主學習模式教學是培養應用型人才的重要途徑之一，在培養學生學習基礎知識、掌握科學研究方法，提高動手能力、創造和創新理論能力等方面發揮著重要作用。

參考文獻：

[1] 沈顯君， 魏開平， 楊進才， 等. 基于云課堂的個性化自主在線學習模式研究[J]. 軟件導刊·教育技術， 2017（12）：64-65.

[2] 汪應， 陳光海. 高職院校智慧“云課堂”、信息化教學設計的創新與實踐[J]. 職教論壇， 2017（27）：80-83.

[3] 楊樹林， 胡潔萍. 基于項目驅動的實踐教學支撐系統[J]. 北京印刷學院學報， 2015（2）：33-35.

[4] 程東升. 高職《Java Web應用開發》課程教學的問題分析及對策研究[J]. 教育教學論壇， 2018， 38：257-258

[5] 陳建華， 余婷. MOOC對高職院校教學的影響及發展建議[J]. 職教論壇， 2017（5）：74-77.

[6] 吳彬瑛， 倪鋒. “互聯網+”時代高職院校創新創業教育應用研究[J]. 職教論壇， 2017（2）：30-34.

[通聯編輯：王力]