應用型本科Java課程混合式教學創新研究

鄔卓恒，姜全坤

（廣東理工學院，廣東 肇慶 526100）

0 引 言

應用型本科教育是隨著科技發展和高等教育由精英教育向大眾教育轉變的過程中形成的一種新型教育類型。廣東理工學院的教學定位是應用型本科教育。Java 是計算機和軟件工程專業的重要課程之一，對學生應用型培養十分重要。Java 課程的單一教學方式在并不能滿足應用型復合人才培養的要求。設計Java 課程的線上線下混合式教學模式豐富教學形式，利用網絡資源、提升教學效果。彌補單一線上課程的缺點，培養學生自主學習能力、提升學生的知識應用能力。

1 混合式教學的現狀

混合式教學起源于e-Learning，混合式教學能把傳統教學和線上教學的游行結合起來，既能發揮教師的引導、啟發、監控教學過程的作用，又能體現學生的主動性、積極性和創造性。從混合式教學模式的實現方式上可以分為：基于活動的混合式教學模式、基于資源的混合式教學模式。

自2008年MOOC出現后，MOOC 的蓬勃發展。2012年被稱為“MOOC 元年”。2013年被稱為“中國MOOC 課啟動年”。由于新冠肺炎的影響學校延遲開學，學校展開網絡教學，參與學習的人數在2020年爆發式增長，這進一步推動慕課的發展。SPOC 是在MOOC 的基礎上提出。小規模限制性在線課程很好地彌補了MOOC 的缺陷，并推動了MOOOC 和傳統課堂教學的融合，基于MOOC 和SPOC 的混合式教學逐漸成為混合式教學的主流。

基于MOOC 的混合教學模式可以分為以下類型：以慕課為主，融入本地化教學管理的混合教學模式；以慕課為開放資源為主，以本地個性化為肢體的混合式教學模式；整合開放教育資源，完全本地個性化的混合教學模式。Java 的混合式教學模式基于活動的教學模式，采用整合開放資源的完全本地化的教學模式。

2 Java 程序設計課程教學現狀

2.1 Java 程序設計課程開設現狀

Java 程序設計是軟件工程專業、計算機科學與技術的基礎設計類課程，具有很強的實踐性。計算機及其相關領域發展迅速，企業對畢業生的專業要求不斷提高，應用型本科必須強化學生在“解決復雜問題”能力方面的訓練和培養，使其能很好地適應快速變更的社會需求。我校教師授課任務重、備課壓力大，信息化教學手段使用較少，多數授課方式都以講練為主，授課方式單一，老師講學生做。在傳統的教學模式中教師無法將項目中的經驗和課程理論相結合、無法布置有效的實踐性啟發性強的作業。學生在結束課程后，沒有實際的應用技術的積累，能力達不到企業用人要求。

學生自我約束能力弱、自我學習能力弱不能有效的通過自我學習彌補課程上的不足。學生自我學習絕大多數是通過網絡，網絡學習資源紛繁復雜、難易不同、良莠不齊。學生的鑒別能力較弱，很難從網上獲得直接有效的學習資源。

2.2 Java 程序設計課程傳統教學模式存在的問題

傳統的教學模式中，只有在期末考試中才能獲得學生學習情況的定量分析。課程結束后獲得定量分析只能提升在下一年的授課時的策略，但是下學期的教學對象又發生了改變。學生學習情況數據的滯后性和不完整性，影響教學計劃的調整和實施，進而影響教學效果、學習效果。

傳統的教學模式，沒有充分的利用網絡資源，單一傳統的教學模式，并不能充分的調動學生積極性、不能利用學生碎片化時間。現階段關于Java 程序設計課程的改革與探索多集中于教學的設計，并沒有從教學模式上做出改變與探索。

我校Java 程序設計課程開設面向兩個專業：軟件工程與計算機科學與技術。軟件工程專業大一上下兩個學期共48×2個課時。學生中文理生混合，編程基礎差，計算機基礎知識薄弱、語法知識匱乏、缺乏計算機思維和編程思維，編程過程中容易產生知難而退的不良情緒，甚至對Java 程序設計課程失去興趣，進而影響其他專業課程的學習。計算機科學與技術專業專升本學生一個學期，32 個課時，專升本學生學情更為復雜。

3 Java 程序設計課程的混合式教學設計

以Java 程序設計課程為例探索應用型本科高校中如何使用混合教學模式，提升學生專業知識的應用能力、提升學生自主學習能力、提升對行業新知識的掌握及發現能力、提升老師應用信息化技術的能力、使用平臺的數據統計能力分析學生的學習習慣和學習效果、探索混合式教學模式給學生和老師帶來的提升和改變。

Java 程序設計課程的混合式教學模式基于活動的教學模式，采用整合開放資源的完全本地化的教學模式。包括三個核心模塊：線上教學平臺模塊、線上練習模塊和線下教學模塊，如圖1所示。線上教學模塊中整合了線上免費資源，本校開放資源，該模塊核心內容是教學資源的分享，此部分教學資源包括，視頻資源、免費電子圖書資源、相關知識點解析資源等。特別是視頻資源，針對課程中的每一個知識點展開了詳細的講解和舉例，不用受課時的限制。此模塊可以布置客觀題作業并能自動評分，學生可以及時獲得自己工作的反饋，也可以節省老師的時間。學生通過學號登錄平臺通過班級編號加入網上班級，查看、觀看、下載分享相關資源，若課上有不懂得知識點，可以通過找到相關視頻進行再學習。此模塊在混合式教學模式中的基礎，讓學習在離開課堂時還能繼續，學生通過自己課下的碎片化時間進行學習。

圖1 混合式教學模型

線上編程平臺的功能是提供編程題目，學生上傳代碼，平臺自動給出評判。此平臺是有一個排名機制，可以激勵同學們不斷地學習，也基于排名建立相應的激勵機制，引導學生多寫程序防止學生眼高手低。

線下教學是混合式教學的重中之重，任何線上都不能替代面授課程的作用。混合式教學模式中的線下教學基于線上平臺完成，兩者相輔相成。線下教學分成兩個部分：理論教學和實踐教學。理論教學主要講解Java 程序設計課程的基本理論知識和相關的語法知識。實踐教學的重點內容是培養學生在理論知識的指導下的編程能力。編程能力包括兩部分內容：編程技巧和編程思維。在實踐教學中讓學生熟練掌握編程技巧和逐步形成編程思維。

課堂理論教學分成三個部分：回顧與導入、知識講解、知識總結與布置客觀題作業。首先，基于平臺發布的客觀題目作業回顧上節課的知識，基于平臺發布預習任務開始導入課程，學生在預習任務中觀看相應的教學視頻和資料。其次，線下課程基于預習任務展開教學，線下講解的側重點在于課程知識的重點和難點知識，授課時進行雙向的交流。在授課的過程中比，可采用案例驅動或分組任務的方法進行。最后，發布作業。課堂實踐課教學是基于理論課的內容設計編程題目，題目分成易、中、難三個類型。容易題目幫助學生鞏固基礎語法知識此部分題量較多。中等題目主要鍛煉學生的拓展能力和解題能力，數量較少。難度較大的題目一般是綜合性的題目，實踐性較強，綜合本節課的所有知識點。實踐教學過程包括：編程演示、學生編程、布置編程作業。整體教學流程如圖2所示。

圖2 教學流程圖

4 教學實踐與應用

4.1 學情分析

此次實施教學的專業對象是2020級專升本學生1～4班，共197 人，周課時2，總課時32。其中由非計算機類專業升到計算機科學與技術專業的學生占63%。其中計算機類專業占37%。計算機類專業是指：計算機技術專業、軟件技術專業、網絡技術等專業。其中有14%的學生是文科專業轉專業來的。學過Java 程序設計課程的占42%，未學過占58%。開課測試中，一共有161 位同學參與了測試，71%的學生分數在40 分以下，6%的同學能獲得及格情況。測試題目為基礎概念，滿分為100 份。

此次授課對象知識背景復雜，基礎不同，對知識的學習能力和理解能力也不同。單一的課堂教學不能全面兼顧學生。采用混合式教學方式可以有效地兼顧基礎薄弱的同學。

4.2 教學實施

將教學資源整合到“智慧樹”平臺，構建線上課程，針對專升本計算機科學與技術專業線上資源和線下課程對應關系如表1所示。線上課程一共302 個視頻資源和其他文獻資源，每個視頻資源平均是6 分鐘，約為30 小時的課程，如圖3智慧樹課程視頻資源圖所示，平臺會從兩個角度記錄資源使用情況：從資源角度，記錄觀看人數、觀看次數，如圖4所示；從學生角度，記錄學生的學習時常。

圖3 智慧樹課程視頻資源圖

圖4 智慧樹視頻資源使用情況圖

表1 線上線下內容對照表

首先每周發布預習任務如圖5所示，學生完成預習任務觀看線上視頻。其次，線下課程講解知識，講解實踐內容，布置客觀題作業和編程作業。最后，學生在平臺完成理論作業和編程作業，反饋結果。智慧樹平臺會記錄每個同學的學習時常學習次數等內容，客觀題作業會及時給出評判，記錄分數，編程平臺會給出編程代碼的正確與錯誤，記錄分數。平臺記錄學生學習情況和作業情況便于監督學生學習。期末時，視頻資源的平均觀看率為93%，除幾組異常數據外，學生的視頻觀看時常大于26 個小時，參與情況良好。實施一個學期后，課程綜合編程題目完成良好。四個班的綜合平均分75.82 分，其中優良比例為36%，中等的比例為40%。

圖5 課程預習任務發布圖

5 結 論

Java 程序設計課程的混合式教學模式，整合資源形成網上學習資源平臺和編程練習平臺，此平臺可以被重復優化利用。此資源平臺可以節省老師實踐。平臺全天候開放并可以準確記錄學生的學習情況，及時反饋學生情況，提升學生學習能力。未來將線上學習平臺、考試平臺、編程平臺相結合，整合形成一個統一的平臺會提升混合式教學的可操作性，對混合式教學的推廣起到積極作用。