《Java語言程序設計》課程實驗教學碎片化研究與實踐

邱珊

（武漢華夏理工學院，武漢 430223）

0 引言

“碎片化”（Fragmentation）一詞，原意是指完整的東西破成諸多零塊[1]。美國著名未來學家阿爾溫一托夫勒在《第三次浪潮》一書中指出:這是一個碎片化的時代，時間碎片化、信息碎片化、受眾碎片化、媒體碎片化[2]。網絡(尤其是移動互聯網)等新技術和新應用的普及加速了這種轉變。碎片化已成為社會發展的趨勢，如今，“碎片化”已應用于政治學、經濟學、社會學、傳播學和教育學等多個不同領域中。

碎片化時代已經來臨，高校教學的傳統模式也在受到“碎片化”的沖擊。現代大學生沒有耐心接受枯燥的長篇大論，更在意個性化需求和自我感受。因此，研究更接地氣的“碎片化”教學模式對于提高教學質量很有必要。

1 《Java語言程序設計》課程特點[3]

《Java語言程序設計》課程是為武漢華夏理工學院信息工程學院計算機科學與技術和軟件工程專業學生開設的一門面向就業的專業基礎課，共64學時。是學生繼“C”之后學習的第二門編程語言，也是學生學習的第一門面向對象的程序設計語言。

本課程主要內容包括Java語言基本概念、基本語法規則、Java面向對象的程序設計方法、Java圖形用戶界面設計、Java事件處理機制、Java異常處理機制、Java多線程機制、輸入輸出流、Java集合操作、網絡編程和數據庫編程等。

學生普遍反映該課程理論部分理論性強，概念多，比較抽象，從面向過程（procedure-oriented）的C語言過渡到Java這樣一門面向對象(object-oriented)的語言，對很多學生來說，仍然是一個思維方式的完全轉變。課程的設計和應用部分涉及圖形用戶界面、多線程、集合操作、輸入輸出、網絡編程等，內容廣泛，綜合性和應用性較強。學生感覺在64學時內完成該課程的學習，任務重，難度大。

2 《Java語言程序設計》課程實驗教學的總體思路和存在的問題

針對《Java語言程序設計》課程的以上特點，我們提出《Java語言程序設計》課程實驗教學的總體思路：實驗目標設定為面對實際問題能夠編程解決，具有熟練編寫程序的能力，而不追求理論的完整，不追求使用復雜的算法；實驗內容以設計性實驗為主，強調對基礎概念的熟練掌握和運用；實驗內容按章節內容組織，按照授課章節的次序，實驗內容依次累加。累加式的實驗內容，加強了學生對總體知識和能力的把握，加強了對所學知識綜合運用的能力。

上述實驗教學的總體思路符合應用型人才的培養目標。實驗內容的設計也有助于學生對課堂所學內容及時驗證，訓練鞏固，強化對理論知識的理解和運用，這樣的實驗設計在前些年的教學中實施效果總體不錯，提升了學生對Java語言的實踐運用能力。但是在近幾年的實施的過程中，我們發現部分實驗對學生來說內容過大，過多，學生不能按照規定時間完成。造成這個問題的原因有兩個：

第一：上機學時偏少。

該課程64學時中，只有16學時的實驗，以一次課兩學時為例，也就是說學生平均在課堂上課三次才去實驗室做一次實驗，作為一門概念多，應用多的課程，這三次的課堂授課所講授的內容反映到實驗內容中，通常是一次實驗時間無法消化完成的。

第二：現在的學生更傾向于微型化、碎片化、移動化的學習方式。

筆者從事Java語言程序設計的教學工作多年，發現從12級的學生開始，學生使用手機的頻率大大高于以往的學生。他們這一代的學生，與萬維網一同誕生，萬維網對他們來說，就是與生俱來的，又適逢中國互聯網的高速發展，QQ、微信、空間、微博等社交平臺和自媒體等碎片化的信息平臺是他們獲取資源的重要方式，已成為他們生活的標配。這也造成了近幾年的學生上課的專注度明顯不如往屆學生，他們沒有耐心聆聽宏大的系統理論，沒有耐心一次性完成復雜的任務。

3 《Java語言程序設計》課程實驗教學碎片化實踐

針對上述問題，從15級培養方案開始，將《Java語言程序設計》課程的上機學時從16增加到32，總學時64保持不變，并在16-17-2學期軟件工程專業的《Java語言程序設計》課程中開始實施。在實施過程中實現了實驗教學線上線下雙模式教學以及時間、地點和內容的碎片化。

3.1 線下教學

（1）時間碎片化

在該課程每周兩次的課時中，一次在教室，一次在機房。在教室的講授為集中式教學，以教師為主，主要講解基本概念，借此建立清晰的宏觀體系。在機房的課時則靈活多樣。如果前一次在課堂的講授內容，足以支持2學時的完整的實驗，則由教師先講解實驗要求和實驗內容、步驟，并將實驗指導書發給學生，由教師指導，學生為主體獨立完成實驗。另外，如果前一次的授課內容作為一個完整的知識點，還有少量沒有完成的，教師可以繼續完成，然后剩下的時間再布置實驗內容和要求。總之，在時間安排上，每周第一次課以教師為主體，而第2次課由教師主導，學生為主體。

在這種教學模式中，可以看出，課程學時在教師和學生之間較為平均地切換，避免了長時間由教師占領課堂的弊端，有更多的時間由學生支配，學生能夠及時對所學內容進行練習鞏固，體會到“現學現用”的樂趣和滿足感。

（2）地點碎片化

如前所述，在該課程每周兩次的課時中，一次在教室，一次在機房。目前武漢華夏理工學院的教室均為多媒體教室，配置有計算機和投影儀，而教育技術中心的機房則是1臺教師機和多臺學生機，教師機和學生機之間通過教師端和學生端軟件進行連接傳屏，機房基本沒有配備黑板和投影儀。

①在教室的教學，以教師為主，在多媒體教室中安裝能夠編譯運行Java代碼的真實的開發環境，通過黑板板書、PPT演示、程序運行和教師的語言和肢體動作，能夠有效地吸引學生的注意力。這種教學方式有助于基本概念的理解和宏觀體系的建立。基本概念和宏觀體系的構建是在沒有黑板和投影的機房難以完成的。

②在機房的教學，通過機房的教師端和學生端軟件工具的使用，教師可以將概念的講解，Java應用與程序的運行和演示緊密地結合起來,學生一人一機，可以更為清晰地觀察和理解程序代碼的撰寫過程和運行結果。教師講解演示后，學生可以馬上進行操作，對所學內容能及時驗證，訓練鞏固，程序出現問題可以得到教師的及時指導。

在這種教學模式中，教學在多媒體教室和機房之間平均切換，學生在教室里可以加強對基本概念和體系結構的理解，在機房可以提高實踐動手能力。空間的切換也讓學生對每次的課程學習保持新鮮和好奇感。筆者在授課過程中的體會是，在這種教學模式中，教師需要注意授課內容的次序，讓新章節的講授在教室開始，并根據情況實時調整，盡量將概念性較強的內容放在教室上，而需要教師講授的章節收尾的部分可以挪到機房完成。

（3）內容碎片化

與上述時間和空間碎片化相對應，將以前比較大的內容比較多的實驗進行分解，增加了靈活性，方便學生針對某個知識點和應用進行練習和鞏固，更好把握每個知識點和應用，學生更加明確要完成哪些任務，降低了學習的難度。圖1顯示的是沒有碎片化之前的實驗。圖2顯示的是碎片化之后的實驗。

圖1 碎片化之前的實驗

圖2 碎片化之后的實驗

3.2 線上教學

《Java語言程序設計》為校級精品資源共享。所有的學習資源(教學課件、課程視頻、實驗指導書等)都在網絡平臺共享，學生課上課下均可訪問，不受時間地點的限制，進一步體現教學時間和地點的碎片化。線下(即課上)學習有疑問的地方，學生通過線上(即課下)網絡平臺提供的學習資源進行回顧復習和討論交流，提高學習效果。

4 實驗教學碎片化的設計基礎

針對有些課程提出的“實驗碎片化導致思維碎片化”，“碎片化教學導致只見木不見林”的問題，實驗教學碎片化的設計基礎是先結構化，再碎片化，從整體到部分再到整體，達到1+1>2的教學效果。因此在設計實驗時，應首先對實驗知識點和內容結構化，形成一個有關聯的整體，然后對實驗碎片化應做到“形碎而神不碎”，碎片化的實驗從任務和內容角度力求獨立化，但各實驗之間的內在關聯性并未切斷，知識點前后貫通，學習變成一個完整的過程[4]。

《Java語言程序設計》實驗教學的實驗內容按章節內容組織，按照授課章節的次序，實驗內容依次累加。因此在碎片化之前，已經對實驗內容進行了結構化設計，形成了一個有機的整體，為實驗教學碎片化奠定了基礎。

5 結語

碎片化教學模式順應時代的發展和學習方式的改變，這種模式改變了傳統的滿堂灌的授課方式，轉向“教師為主導、學生為主體”的引導式、啟發式、探究式和合作學習式教學模式。整體看來，實驗教學通過時間、地點和內容的碎片化排解了學生的畏難情緒，激發了學生的學習興趣，學生體會到“現學現用”的樂趣和滿足感，提高了實驗教學效果，更好地發揮學生主動性。

[1]百度全科.https://baike.baidu.com/item/%E7%A2%8E%E7%89%87%E5%8C%96/2369218?fr=aladdin.

[2]吳建材.碎片化時代高校教學改革的問題和探索.時代教育,2015,5.

[3]邱珊.Java語言程序設計精品資源共享建設與實踐.現代計算機，2016.11.

[4]候爽.計算機基礎課程實驗教學碎片化研究.計算機教育，2015.9.