基于大數(shù)據背景Java編程語言創(chuàng)新研究

王振

摘要：大數(shù)據背景下，傳統(tǒng)的編程教學方式已經不能滿足我國高職教育發(fā)展的基本要求。文章首先分析了目前高職院校編程課程教學模式所存在的問題，在此基礎上介紹了線上線下混合模式體系。然后結合本校學生的特點，建立了以基于大數(shù)據技術背景的線上線下Java程序設計創(chuàng)新實踐課程模式，并以Java程序設計語言中繼承知識點為例詳細介紹了該創(chuàng)新實踐課程模式。最后利用大數(shù)據技術對線上自主學習過程和線下教學數(shù)據進行數(shù)據整合分析，教師合理利用數(shù)據對學生進行客觀的綜合評價，優(yōu)化教學資源，從而達到以學定教。

關鍵詞：大數(shù)據;線上線下;數(shù)據分析;以學定教

中圖分類號： TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）03-0101-02

現(xiàn)在是一個智能化快速發(fā)展的時代，隨著人工智能、大數(shù)據分析時代的到來，傳統(tǒng)的編程語言課程教學模式也應該緊跟時代腳步，改革迫在眉睫。科技發(fā)達，信息流通，人們之間的交流越來越密切，這使得高職院校在開展教育教學時更加注重學生的自主學習、合作學習和個性化學習。Java程序設計語言是高職院校軟件技術專業(yè)的必須課程，該課程在計算機軟件專業(yè)教學中占有非常重要的地位，使其為后續(xù)多門面向對象編程語言課程的基礎，例如：Java高級程序設計，Java Web程序設計等，同時又是升學或者走向就業(yè)崗位的必備技能。基于大數(shù)據背景下線上+線下混合的創(chuàng)新教學模式呼之欲出，新型教育模式應借助大數(shù)據時代下的新平臺、新技術來實現(xiàn)創(chuàng)新實踐課程，即由教師在線上上傳優(yōu)質的教學資源，學生線上和線下同時進行高效便捷的學習并完成對應的學習任務。教師根據學生線上線下學生學習軌跡，利用大數(shù)據技術進行全面的分析，得到科學的分析結果，從而有利于激發(fā)學生的學習興趣，提高學習效率，為新時代學生的可持續(xù)發(fā)展奠基，同時減輕了老師煩瑣的工作，達到以學定教。

1 高職院校編程課程教學模式存在的問題

隨著科技的迅速發(fā)展，目前大多數(shù)高職校編程類教學模式中的一些問題被不斷放大，傳統(tǒng)的教學方式嚴重影響教育的改革發(fā)展，主要存在以下幾個方面的教學問題。

1.1 教學模式單一

大多數(shù)教學還是采用教師是主體，負責傳授基礎理論知識，學生被動地接受，教學過程中師生之間缺少互動，教師無法及時有效的了解學生對知識掌握的具體情況。課前和課后學生不能得到練習，遇到問題不能及時得到有效的解決，教師很難有效地的實現(xiàn)以學定教。一些學生為了應付考試而死記硬背程序代碼，從而不對知識點做到舉一反三，在實踐中不能靈活運用知識。

1.2 教學理念落后

程序設計類課程對學生的邏輯思維能力和英語有一定的要求，但是這也正是大多數(shù)高職校學生所欠缺的。目前，傳統(tǒng)教學方式采用一味地向學生灌輸知識點，不能調動學生的自主學習積極性，導致課堂枯燥乏味，學生們經常在課堂上精神渙散，不能集中注意力，學習的效果事半功倍。

1.3 學生綜合能力無法得到訓練。

Java程序設計課程實踐性很強，在教師講授理論知識后，學生需要獨立完成相關的編程任務和需要通過大量編程代碼行來提高自身的程序編程技能。部分學生在課堂上只能完成部分任務，剩余的任務需在課后解決，但部分學生缺乏自主學習能力，對枯燥抽象的編程代碼沒有興趣，再加上沒有教師的監(jiān)督與指導，而Java程序設計的編程是環(huán)環(huán)相扣的，久而久之學習跟不上從而導致學習興趣下降甚至完全缺失。另外，對于在知識重點難點理解上，學生存在個體差異，當學生遇到問題不愿當面咨詢老師或者同學，這些情況都將影響整體的教學效果。

2 線上線下混合模式體系

線上線下（Online To Offline，簡稱O2O）混合教學模式是傳統(tǒng)面對面課堂教學和在線學習的結合，將學生、教師、環(huán)境、媒體等各個教學要素有機完美整合，通過融合各類線上資源平臺和多種教學方式，符合學與教規(guī)律，利用在線學習和線下課堂教學的優(yōu)勢互補，從而實現(xiàn)更有效的教學效果和切實提高教學質量。線上線下混合教學比傳統(tǒng)的課堂教學和完全在線學習具有更深的層次。

目前，線上+線下教學模式流程主要包括課前線上預習，課中學習和課后線下拓展。課前，教師借助線上教學平臺推送相關知識資料，學生借助平臺推送的學習資源，觀看知識視頻或者文字資料并完成預習相關思考題;課中，教師只能針對學生單一的預習情況，將教學重點放在課上進行講解，然后布置相似任務進行練習;課后，學生在平臺中完成課后作業(yè)。通過對學生具體的實驗結果和實驗報告進行評分，學生對整個教學過程中自身存在的缺點和不足進行分析，從而切實提升學生的教學質量。

3 基于大數(shù)據背景Java線上線下新型混合模式課程

迅速發(fā)展的信息科學技術在信息化學習中也得到了有效的應用，當前，傳統(tǒng)的多媒體教學方式已經完全轉化為更為人性化的自主學習，但是，由于高職校學生自控能力差的因素，導致線上自主學習和在線教學中，教師無法對學生的直接行為進行更直觀的觀察了解，對大量的數(shù)據不能很好地利用，進而導致教師無法有效地達到“以學定教”。基于這種普遍存在的問題，在大數(shù)據技術背景下，充分利用線上教育資源的便利性和線下課堂的交流互動性，同時結合本校學生和編程語言的特點，建立了以基于大數(shù)據技術背景的線上線下Java創(chuàng)新實踐課程模式。此模式在具體教學中主要分為課前準備、課中學習和課后拓展三部分內容。

3.1 課前準備，診斷分析

課前，老師在教學平臺中根據授課內容上傳難易程度不同的網絡視頻和預習任務，學生登錄教學平臺，借助平臺個性化推送的學習資源，并完成課前預習任務，并對有疑問之處上傳到平臺，同學之間可以進行討論解答。教師通過平臺對評價、學生完成預習任務和討論的數(shù)據信息的詳情分析，發(fā)現(xiàn)學生對知識點的理解程度。科學有效的數(shù)據反饋不僅能直觀反映學生的預習情況，還能幫助教師根據學生預習效果有針對性的設計教學內容，實現(xiàn)以學定教。

3.2 課中學習，循序漸進

本文具體以Java程序設計課程中繼承這一知識點為例，詳細介紹基于大數(shù)據背景下創(chuàng)新模式教學的具體應用。首先教師播放機器人對戰(zhàn)視頻，引出本次課的教學內容并激發(fā)了學生學習興趣，通過觀察繼承使用前后程序復雜度的對比，引導學生初步總結出使用繼承的優(yōu)點。然后各組學生在教師的啟發(fā)下繼續(xù)探索類之間的繼承關系。以往學生借助流程圖進行程序設計時過早地考慮程序的細節(jié)，忽略了程序模塊之間繼承關系。在這里學生使用Staruml軟件設計類圖框架，并且以畫UML類圖的方式構建子類和父類的屬性、方法等模塊。軟件模塊化地呈現(xiàn)了程序的基本框架，理清了模塊之間的繼承關系，幫助學生宏觀把握總體設計。之后，學生講解類圖框架設計，各組學生進行討論、點評，調動了學生的參與積極性及互動性。最后借助學習平臺中在線編程闖關平臺，通過闖關的形式激發(fā)學生對編程攻堅克難的不服輸斗志，每一關學生提交的答案和次數(shù)都會存儲到數(shù)據庫中，幫助老師分析每一關知識點學生掌握情況。

3.3 課后拓展，溫故知新

課后，為檢驗學生能否運用學習資源將所學的繼承知識應用到實際項目中。借助Robocode機器人對戰(zhàn)平臺將所學知識點進行綜合應用，從機器人的初探、行走路線的設計和作戰(zhàn)智能化三個層面，通過游戲化的形式，學生創(chuàng)造性地設計出個性化的機器人，一步一步實現(xiàn)自己的編程游戲夢。拓展了學生的編程思路，提高了編程趣味性，進一步培養(yǎng)了學生的自主學習能力，幫助他們理解所學知識的整體結構。同時，學生還可將搜集使用到的學習資源推送給他人，實現(xiàn)學習資源的有效分享。

4 創(chuàng)新型教學模式的教學效果

該創(chuàng)新教學模式教師以學生為主體，以問題為導向，淡化Java程序設計中枯燥的編碼講解，通過游戲化的方式來解決問題，讓學生親身感受到編碼帶來的快樂。

依托融合教學平臺貫穿課前、課中、課后的每一個環(huán)節(jié)，給傳統(tǒng)的課堂增加了精密的儀表。教學平臺跟蹤學生學習“痕跡”，根據學生課堂游戲、程序設計和在線代碼編寫的教師評分，以及課前預習、課中學習和課后任務的系統(tǒng)得分，按照一定比例統(tǒng)計學生的總分，利用大數(shù)據技術對線上自主學習過程和線下教學數(shù)據進行數(shù)據整合分析。學生從宏觀架構到微觀設計的思維路徑，保證了學習的循序漸進，體現(xiàn)了“做中學”的教學理念。信息技術手段的合理融入提升了學生的學習興趣，使學生的學習積極性、課堂參與率及作業(yè)完成率明顯提高。教師合理利用數(shù)據對學生進行客觀的綜合評價，從而發(fā)現(xiàn)教學薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學資源，從而達到以學定教。

5 基于大數(shù)據背景下Java創(chuàng)新教學模式的反思

5.1 建設優(yōu)質的線上資源

通過大數(shù)據技術對學生學習行為進行個性化資源推送，需要大量的教學資源，這也是推薦系統(tǒng)中“冷啟動”的難解問題。所以需要教師掌握各種網絡資源的開發(fā)和整理。教師在制作整理教學資源中需要從學生角度出發(fā)，多維度、個性化差異的開發(fā)整理出符合學生的優(yōu)質Java程序設計編程教學資源。

5.2 構建多元化的教學手段和評價體系

基于大數(shù)據背景下Java線上線下創(chuàng)新教學模式需要貫穿學生的整個學習過程，包括課前的預習、課中的學習、課后的自主拓展，那么這一過程也需要多元化的評價體系貫穿，完備的教學手段和教學評價體系，并且要完善教學本身線下+線上的考核體系，激勵學生線上自主學習與線下學習同時兼顧，才能挖掘出更完備的學習行為數(shù)據，從而做到個性化，進一步培養(yǎng)學生的自主學習能力和擴展學生的知識體系。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】