基于OBE模式的JavaEE課程教學方法研究

朱杰 王小正 陳長偉 李瀅

摘要：JavaEE框架結構開發是一門實踐性很強的綜合性課程，它要求學生具備一定的專業知識，現有課程存在的問題是學生的學習基礎存在很大差異，傳統的教學模式已不能滿足“根據學生特點和程度進行個性化教學”的要求。為此作者提出基于OBE模式的JavaEE課程教學，通過該教學方法可以滿足不同程度學生的學習需求，激發學生的學習興趣，充分發揮學生的學習潛能。

關鍵詞：JavaEE框架;OBE模式;結果導向

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2020）15/16-0175-04

在CNCC（中國計算機學會）2019年舉辦的“人工智能賦能未來教育”論壇上，哈爾濱工業大學人工智能研究院副院長、哈爾濱工業大學社會計算與信息檢索研究中心主任劉挺教授做了題為《智能教育的理念變革與技術落地》的報告，對報告的學習，引發了筆者對現有課程“JavaEE框架結構開放”教學模式的思考，并對這門課程的教學方法做了一些調整與改進。同時，筆者所在學校在今年引進了Blackboard OBE教學管理平臺，該平臺為教師和學生創建自主的網絡學習環境，使教師和學生擁有自己的個性化的學習空間，其功能覆蓋整個教學過程。該平臺提供豐富的應用工具來輔助教學工作，主要功能包括網絡課程建設、教學資源展示共享、教學互動、交流協作、數據統計和評測反饋等，這個平臺的教學輔助正好幫助筆者把基于OBE模式的教學想法實施落地。

● JavaEE課程教學研究現狀

“JavaEE框架結構開發”課程屬于一門綜合性課程，一般是安排在學生大三、大四階段完成的。傳統的教學內容包括JavaEE開發環境的搭建、網頁設計基礎、JSP基礎以及數據庫應用這些基礎知識，要求學生既要能夠上機熟練完成Struts2框架、Hibernate框架、Spring框架的應用實例開發，又要能夠綜合性地對Struts2、Hibernate和Spring框架進行整合，用SSH框架完成一個綜合性網站系統的搭建。這對學生理論知識的掌握以及動手實踐能力的要求都很高。其教學過程，存在如下一些問題。

首先，這門課程內容豐富，而課堂講授時間有限，很多內容需要學生課后再閱讀一些相關材料來加深理解。如果學生不具備良好的學習基礎和學習習慣，不知道這個知識點與其他相關知識的關聯，只單純地學習這個知識點本身，那么在上機實踐中如果出現問題就找不到解決問題的切入點。其次，JavaEE框架技術的學習需要很多前導性知識，如Java面向對象程序設計語言、數據庫基礎，以及Java Web基礎知識等，這要求學生具備扎實的基本功，但往往學生的學習基礎和能力不一樣，上課的時候學習效果和接受度有很大的差異。如何做到因材施教，滿足不同學生的學習需求，這是亟待解決的問題。最后，傳統的教學是面向全體學生進行講授，無法及時從學生的學習成果中得到反饋，因而就無法針對不同程度的學生進行差別化教學。學生數量眾多，教師對學生都采取同樣的教學進度、同樣的教學安排，學生無法做到針對性的學習，教師也很難根據每個學生的個性化差異開展不同的教學。

西北農林科技大學信息工程學院的聶艷明等[1]采用以基于項目驅動的面向對象軟件工程方法開發的典型業務項目作為教學案例闡述了基于項目驅動的課程教學方法。北京交通大學軟件學院的冀振燕[2]提出了采用案例驅動的教學方式對課程教學進行設計，改進了“先理論后實踐”的傳統教學方式。暨南大學信息科學技術學院的張曉剛[3]借鑒工程教育的先進理念并結合JavaEE技術特點，提出項目進階驅動的實踐教學模式。這些關于JavaEE課程教學改革[4-6]的研究都提供了有益的解決思路，但是對學生個性化教學的相關研究還比較少，本文重點從學生個性化角度做了有益的探索。

● 結果導向型的教學方案

過程導向比較注重過程，就是重在參與;結果導向是站在結果的角度思考問題，重在結果。本文所指的結果導向并不是只看中結果，而不考慮過程，而是從結果的反饋來調整實施過程，從而達到更好的學習效果。

1.OBE教育模式

基于學習產出的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE）最早出現于美國和澳大利亞的基礎教育改革，是以學生的學習成果為導向的教育理念。在OBE教育模式中，學生學到了什么和是否成功遠比怎樣學習和什么時候學習重要。它的主要思想是根據學生某一階段學習后所應達到的能力水平，及時調整學習過程，改進原有的課程設計與課程教學來保證學生達到預期的學習目標。下圖為OBE課程設計理念與傳統課程設計理念的對比。

緊扣新經濟對本科人才的需求特點，堅持以產出為導向的工程教育的理念，OBE關注四個問題：①我們想讓學生取得的學習成果是什么？②為什么要讓學生取得這樣的學習成果？③如何有效地幫助學生取得這些學習成果？④如何知道學生已經取得了這些學習成果，并依次細分教學內容和教學環節關聯矩陣，持續改進教學效果？

對想讓學生取得的學習成果是什么這個問題，高校研究得最多，從教學大綱到每節課的學習知識點，內容都已經非常具體。第二個問題為什么要讓學生取得這樣的學習成果和第三個問題如何有效地幫助學生取得這些學習成果，是圍繞第一個問題詳細展開的。針對這兩個問題教師不斷地革新教學方法，各類精品課的出現都是為了讓學生能夠更好地接受學習的內容和掌握學習中的重點、難點知識。在現代課程中，信息化時代的發展讓學生有更多獲取知識的途徑，筆者所在學校引進的OBE教學平臺，是以活動為中心，讓學生每次進入課程去訪問一個活動。在課前，教師把課件上傳到課程資源中，同時分享網上一些優秀的教學資源，供學生課外學習，進而更多地幫助學生在課堂上領會吸收，學生在學習過程中可以在討論區提出問題，分享給大家，教師和學生可以在討論區進行互動答疑和解惑。這就大大提高了師生之間以及學生之間的互動，激發了學習熱情，同時可以了解學生的學習時間。第四個問題如何依次細分教學內容和教學環節關聯矩陣，持續改進教學效果，是本文主要思考的問題，筆者為此進行了一些有益的嘗試，從目前的情況來看，取得了比較好的教學效果。下面是從理論知識的學習和上機實踐兩個方面，基于第四個問題，對教學方法做的一些改進。

2.理論知識的教學方法研究

劉挺教授認為，應當根據學生的個性化來定制學習路線。但是學生本身是有惰性的，而且知識是有次序的，因此應該認識到“教”的重要性。教師是“答疑解惑”者，但更是知識的傳播者，好的教師是把知識的架構先告訴學生，將知識里面的重點難點梳理給學生，有些學生本身的學習能力不是很強，這就更需要教師的引領。所以“JavaEE框架結構開發”課程中的網頁設計基礎、JSP基礎、數據庫應用基礎，以及Struts2、Spring和Hibernate的概述這些基礎知識及重難點概念，采取傳統的教學方法——教師課堂講授，學生課下練習，運用教學PPT、教學視頻等豐富資源，吸引學生興趣，讓學生先踏進這個門檻里面來。但是學生的接受程度、先前的基礎儲備不一樣，所以當教授完相關課程后，需采取隨堂測試的方式來了解學生對理論知識的掌握程度，然后根據反饋結果，來調整后續的講課內容。以Struts2的核心配置為例，在OBE平臺下，教師可以課堂同步給學生布置練習題：①請寫出在web.xml文件中配置Struts2核心過濾器的代碼片段，并上機驗證。②簡述Struts2常量配置的3種方式并舉例。學生練習提交答案并給出遇到的問題，教師統計出學生的正確率，從而判斷學生的掌握程度。對于第一個問題，學生大部分出現404錯誤，這是因為學生下載的jar包版本和書上給出的jar包版本不一致，而不同的jar包對應的web.xml文件內容不一樣，學生沒有注意到版本問題導致部分出現404錯誤。這說明學生對本課Struts2框架搭建沒有完全理解與掌握，在課堂上就需要補充原有知識點，告知學生Struts2框架版本是不斷更新的，相應jar包可能會合并更新，濾波器也相應進行改變，而不是繼續往下講新的知識。第二個問題比較簡單，屬于基礎知識，正確率很高，那么把常量配置里面如果出現多個配置文件都配置常量可能出現后面的文件覆蓋前面文件的情況告訴學生就可以，并給學生補充一些額外知識點，然后繼續后面的學習。

JavaEE課程中的基礎概念大多需要學生簡答，少部分概念可以以填空和選擇的方式提出。例如，Struts2、Hibernate缺省的核心配置文件名分別為（struts.xml）和（hibernate.cfg.xml）;在Hibernate項目中，如實體類為User，則對應的配置文件名為（User.hbm.xml）;持久化對象的生命周期中對象的三種狀態（瞬時態）（持久態）（脫管態）;等等。這些概念對教師了解學生對基本原理的掌握情況非常重要，教師可通過小測試的方式，得到學生成績的分析圖，根據分析的結果可以了解學生的學習情況。這里選取了一次測試的考核結果，課程平均分為73.1，超過預期目標70.0%，說明學生已經基本掌握了基礎知識，那么就把這次考核出現的問題分析講解給學生聽，同時把與問題相關的知識點再次引入，使得出現類似問題的學生都可以迎刃而解，而不需要再次講解基礎知識，也不需要再補充前序知識點了。

3.上機實踐方面的教學方法研究

除了理論知識，JavaEE框架框架結構開發課程還是一門動手性很強的課程，需要學生大量的上機練習。對于上機部分，采用線上線下同步的方式。

講解MVC設計模式，指導學生做一個簡單的留言系統。課堂上，對于編程能力強的學生，不僅要求其完成了登錄、留言功能，還可以繼續加深難度，額外給他們提出一些要求，如讓學生模仿登錄功能完成注冊功能，加入其他章節的知識進行融合，讓學生再加入刪除、修改功能等。對于剛剛能夠消化理解本課內容的學生，只要求他們完成登錄和留言功能，同時模仿完成注冊功能，然后根據上機過程中出現的針對性問題進行解答，并且把這部分學生的問題進行匯總，在課堂上統一講解，并且不限于此類問題，所有相關問題也一起給學生分析，當出現類似問題時應該如何解決，舉一反三。課堂時間畢竟有限，對于來不及指導的學生，就讓他們把問題發布在OBE平臺的作業測試區和討論區，讓大家一起來討論并幫助解決遇到的問題。這里遇到的問題一般屬于班上大部分學生都可能出現的問題，通過大家的問題匯總及討論，讓學生把可能遇到的問題進行匯總并延伸給予講解。

例如，通過練習，發現學生對session概念的欠缺，大部分學生沒有掌握，可以很好地補充學生知識的盲點。還有一部分是上機出現困難的學生，需要采取線下輔導，一對一地講解，因為這樣的學生通常基礎比較差，在答疑的過程中可能需要給學生補充很多知識點，讓學生了解自己欠缺的知識點，回去針對性做一些練習。同時這部分學生學習積極性不高，教師在輔導的過程中，需要幫助提升學生的學習興趣和自信心，這是非常必要的。還有部分學生編程能力不足，又比較內向，這時候還可以讓動手能力較強的學生來給予輔導，這不管是對輔導的學生還是被輔導的學生都是一次能力的提升。

● 結語

通過OBE平臺，教師可以實時看到學生學習的效果，配合多元彈性的個性化學習要求，讓學生通過練習來發現自己的問題，再將結果反饋給教師，從而改進原有的課程設計與課程教學。線上線下互動式教學模式提高了學生的學習熱情，通過線上討論，學生可以打開思路從多個角度思考問題，同時也起到督促的作用，讓學生的學習都記錄在線，學生會更加重視。此外，課程網站的建設為學生提供了一個便利的課程學習平臺，學生不僅可以方便地獲取課程學習資料，還可以發揮主觀能動性積極進行學習交流。

通過結果導向的教學方法，教師可以在學生的學習過程中，及時了解學生是當前知識點出現問題，還是基礎知識沒有掌握，根據學生的掌握程度來調整教學安排，定制個性化教學方案。通過該教學方法，學生在學習當中，已經明顯增加了學習興趣，學習效果也得到有效提升。

參考文獻：

[1]聶艷明，劉全中，李宏利，等.基于開發模型對比的Java EE課程教學方法研究[J].中國信息技術教育，2015（07）：107-109.

[2]冀振燕.JavaEE框架與程序設計課程的案例驅動教學探索[J].計算機教育，2013（24）：27-29.

[3]張曉剛.項目進階驅動的JavaEE課程實踐教學改革探索[J].計算機教育，2016（09）：115-118.

[4]董運成，代威.JavaEE課程教學與實踐方法初探[J].信息與電腦：理論版，2015（13）：197-198.

[5]王小正，楊鑫，侯青.面向應用型本科院校的JavaEE教材建設[J].計算機教育，2015（12）：98-101.

[6]張淑麗，姚登舉，車楠.基于JavaEE的開源框架類課程整合教學方法探索[J].黑龍江教育，2014（06）：17-18.