以實踐能力培養(yǎng)為核心的《Java程序設(shè)計》實驗教學(xué)改革

宋瑾鈺 孫麒 霍戌文

摘要：針對計算機類創(chuàng)新型人才在程序設(shè)計類課程培養(yǎng)上的難點，以“實驗教學(xué)”作為抓手，探討了如何通過優(yōu)化Java課程教學(xué)資源，建設(shè)立體化教學(xué)體系，利用先進(jìn)的課程平臺對課堂教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行抓取與分析，通過有效的過程性評價體系助力于在實踐過程中培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué) 立體化教學(xué)體系 過程性評價 能力培養(yǎng)

一、引言

當(dāng)今社會需要的是有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才。創(chuàng)新型人才既要有深厚的理論基礎(chǔ)，更要有較強的實踐能力和和創(chuàng)新和發(fā)展的動力。創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革有很多領(lǐng)域可以開展，變革教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，加強教學(xué)的創(chuàng)造性，創(chuàng)新技能學(xué)習(xí)與實踐，教學(xué)評價與管理體制的變革等。實驗教學(xué)是教學(xué)體系中的一個重要方面，是理論結(jié)合實際的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生由知識型人才提升為創(chuàng)新型人才的重要途徑，具有理論教學(xué)不可替代的重要作用，也是在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中最容易著手落地的一方面。

《Java程序設(shè)計》是我校計算機大類的核心基礎(chǔ)課，也是學(xué)生參與科研項目和各種學(xué)科競賽等實踐活動必不可少的基礎(chǔ)，該課程在計算機類專業(yè)高級工程技術(shù)人員的培養(yǎng)過程中處于核心地位。在當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)時代，該課程在培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、JavaEE系統(tǒng)平臺架構(gòu)與Android移動應(yīng)用開發(fā)方面起到了非常重要的作用。因此，《Java程序設(shè)計》教學(xué)需要以培養(yǎng)高等專門人才為目標(biāo)，將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本理論與實踐技術(shù)相結(jié)合，以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和市場對人才的需求，使課程實驗教學(xué)設(shè)置更符合軟件市場的人才需求和學(xué)生就業(yè)的需要。

二、實驗教學(xué)體系中存在的問題

目前在計算機大類教學(xué)中，《Java程序設(shè)計》課程實驗教學(xué)體系在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、評價體系等方面還存在一些問題。

（一）教學(xué)體系和內(nèi)容相對陳舊、缺乏綜合性、交叉性

《Java程序設(shè)計》實驗內(nèi)容主要體現(xiàn)對理論教學(xué)中的知識點的檢驗和鞏固，和相關(guān)課程如APP開發(fā)、多媒體開發(fā)、游戲開發(fā)等的實驗教學(xué)安排彼此相互獨立，缺乏學(xué)科課程之間的相互交叉。所以驗證型實驗比較多，綜合型實驗項目較少。

（二）教學(xué)方法和手段單一

在實驗教學(xué)方法和手段方面，依然是教師傳授Java理論知識，學(xué)生按照統(tǒng)一的實驗指導(dǎo)書完成實驗內(nèi)容。實驗教學(xué)內(nèi)容和方法單調(diào)。

（三）教學(xué)評價體系單一

統(tǒng)一的培養(yǎng)目標(biāo)和單一的教學(xué)方法導(dǎo)致了實踐教學(xué)評價關(guān)注的重點是學(xué)生的最終實驗結(jié)果，教學(xué)評價體系單一落后，很難對學(xué)生在實踐過程表現(xiàn)的主動學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行分析、評價。

通過綜合分析教學(xué)過程中存在的問題，我們從實驗課程組織、教學(xué)平臺、教學(xué)模式和教學(xué)評價等多個方面進(jìn)行探索和改革，使學(xué)生對《Java程序設(shè)計》的理論學(xué)習(xí)更系統(tǒng)，實踐環(huán)節(jié)能更積極主動，使得學(xué)校對程序設(shè)計開發(fā)人才的培養(yǎng)更易于與市場的需求接軌。

三、實驗教學(xué)改革實施

在《Java程序設(shè)計》實驗課堂改革中，為全面提升教師的實踐教學(xué)能力和學(xué)生的實踐動手能力，我們利用學(xué)吧在線平臺對課堂實驗內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化課程建設(shè)，并將企業(yè)實訓(xùn)級項目分解，貫穿到課程的實驗課堂教學(xué)中，在實踐教學(xué)課堂上對學(xué)生行為過程進(jìn)行管理和統(tǒng)計分析。經(jīng)過一年對《Java程序設(shè)計》實驗教學(xué)內(nèi)容資源、教學(xué)進(jìn)程、實驗環(huán)境的深度整合，在人才實踐能力培養(yǎng)中取得了一定的成績。

（一）以企業(yè)需求為導(dǎo)向，構(gòu)建立體化的《Java程序設(shè)計》實驗教學(xué)課程內(nèi)容

實踐教學(xué)課程體系是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的指南，學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)滲透在整個實踐教學(xué)課程體系中。通過企業(yè)調(diào)研，面向企業(yè)需求，加強Java程序設(shè)計實驗內(nèi)容的改革，以學(xué)生興趣和社會需求為引導(dǎo)，建立立體化的課程體系結(jié)構(gòu)，對Java程序設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容和實驗單元重新進(jìn)行梳理，將實驗內(nèi)容和學(xué)習(xí)內(nèi)容顆粒化，把教學(xué)內(nèi)容分為50個實驗案例包含近百個知識點，包括：實驗編號、實驗名稱、難度、相關(guān)技能、相關(guān)知識點、實驗?zāi)繕?biāo)、實驗要求。教學(xué)時的實驗課堂分解為八次實訓(xùn)內(nèi)容，每次訓(xùn)練的知識點由訓(xùn)練目的和訓(xùn)練技能決定。

以實訓(xùn)內(nèi)容（2）為例，在學(xué)習(xí)Java基本語法應(yīng)用技能時，選擇”數(shù)的排列”，”水仙花數(shù)”和”100以內(nèi)的完數(shù)”三個實驗案例來鍛煉學(xué)生的實踐能力，知識點涵蓋內(nèi)容如下圖所示：

課程實驗案例資源建設(shè)完成之后，教師可以針對不同的班級靈活修正教學(xué)實驗內(nèi)容，使課堂內(nèi)容量與難度更適應(yīng)不同的班級教學(xué)，完成授課的個性化;同時，對能力水平有差異的學(xué)生也可以因材施教，選擇更匹配學(xué)生需求的內(nèi)容進(jìn)行個性化任務(wù)布置。

（二）建設(shè)《Java程序設(shè)計》課程教學(xué)平臺，同時進(jìn)行全過程管理和量化評價

經(jīng)過一年的建設(shè)和使用，利用學(xué)吧在線《Java程序設(shè)計》課程教學(xué)平臺，將實驗教學(xué)課程體系落實到了實驗課堂。任課教師和實驗室助教老師可按需設(shè)計教學(xué)日歷和教學(xué)教案，并可以進(jìn)行全過程管理和量化評價，可以查看全班同學(xué)提交實驗案例的當(dāng)堂完成率和總完成率，以及總進(jìn)度，查看學(xué)生提交時間及狀態(tài)。

由此，根據(jù)學(xué)生在實驗課堂的實際操作數(shù)據(jù)，分析學(xué)生提交時間、提交次數(shù)、成績等，得出學(xué)生在課程學(xué)習(xí)后的技能掌握熟練度，完成教學(xué)質(zhì)量的量化評價。

表1為導(dǎo)出的某一位學(xué)生第二次實驗課堂的完成情況，可以看出，該同學(xué)哪些實驗內(nèi)容可以當(dāng)堂完成，哪些實驗內(nèi)容需要課后才能完成，以及完成的成績，形成對教學(xué)行為的過程管理、追溯與分析，由此就可以針對性的給出指導(dǎo)。

四、結(jié)語

在《Java程序設(shè)計》實驗教學(xué)改革中，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，為學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)搭建了在線平臺，實踐教學(xué)案例內(nèi)容大幅度提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。同時，過程管理和質(zhì)量監(jiān)控使得學(xué)生學(xué)習(xí)過程可追蹤記錄和統(tǒng)計分析，方便了教師進(jìn)行教學(xué)過程和質(zhì)量監(jiān)控、管理與評價。經(jīng)過本次教學(xué)改革，2016級計算機大類Java程序設(shè)計教學(xué)取得了一定的成果，學(xué)生能夠熟練掌握J(rèn)ava技術(shù)進(jìn)行軟件項目開發(fā)，部分學(xué)有余力的同學(xué)還積極參加了浙江省服務(wù)外包比賽和全國數(shù)字媒體科技作品競賽以及一些科研創(chuàng)新活動，為之后的順利就業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。