基于項目式教學的安卓開發公選課改革探索

[摘 要]針對傳統安卓開發教學重技術與公選課對象零編程基礎的沖突，該文提出一種面向零基礎的公選課學生進行創新型安卓開發教學的改革模式。以趣味案例為引導、以項目任務為驅動，教學中采用教師為主導學生為主體的引導式教學方法;設計包含六個模塊的開放性教學管理平臺，對教學的各個環節進行管理;選用多維度考核機制進行考核。從問卷調查及考核結果兩方面比照，學生學習效果及滿意度均有較大提升。

[關鍵詞]案例式教學;引導式教學;拓展式自學;多維度考核

[基金項目]2019年度燕山大學公共（通識）選修課教學改革項目“創新型安卓APP開發實踐教學初探”（TSQ2019014）

[作者簡介]王艷芬（1982—），女，河南安陽人，碩士，燕山大學工程訓練中心信息化技術實訓部副主任，實驗師，主要從事計算機基礎教學、計算機圖形學、數據可視化研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2020）33-0171-03 [收稿日期] 2020-03-23

移動互聯網如今已成為主流行業，Android作為發展勢頭最好且擁有最大客戶量的系統平臺之一，備受用戶的接受和重視。近年來，大學生創新創意大賽參賽作品也逐漸趨向Android應用（App）作品，在進行了兩輪次的“Android程序設計基礎”公共選修課教學后，發現很多非計算機類專業學生對安卓應用的開發充滿熱情，但苦于計算機編程基礎差，很多有創意的想法無法得以實現，逐漸喪失了學習的信心，導致教學效果差。本文提出一種面向零基礎的公選課學生進行創新型安卓開發教學的改革模式。從開發環境的選擇，到教學模式、教學手段、教學平臺的設計，再到考核方式多維度變革與考試題目的精心設計，層層環扣，提高了教學質量。

一、教學開發環境的選擇

Android Studio是Google推出的一個安卓集成化開發工具。它提供了基于XML語言的功能強大的布局編輯器，基于Gradle的構建支持;AndroidStudio 1.3版本還支持C++編輯和查錯功能，使開發代碼變得更加容易、速度提升，更加適合有較好編程基礎的學生開發應用軟件。

App Inventor原是Google實驗室的一個子計劃，由一群Google工程師和勇于挑戰的Google使用者共同參與并設計完成。它是一個基于網絡、圖形化、積木式的Android App開發環境，它拋棄復雜的程式代碼而使用積木式的堆疊法來完成開發者的開發需求，故而簡單易用，使得開發者無須編寫傳統文本方式的枯燥代碼，只需通過拼裝一個個預設好的圖像化積木來實現App開發，避免了復雜的語法錯誤。App Inventor有一個所見即所得的設計界面，包括組件設計和邏輯設計。組件設計中左側是控件列表，中間是界面視圖，右側可以編輯控件屬性，控件屬性只需通過設置屬性值進行編輯，無需編寫復雜的代碼，對于零基礎學習對象易于理解和掌握。控件包括可視控件和非可視控件兩種。顧名思義，可視控件是可以直接顯示在視圖上的控件，比如按鈕、文本框、圖像等。非可視控件則在幕后隨時待命，比如各類傳感器、對話框等等。把控件拖到視圖中，即可對其初始屬性進行設置。邏輯設計負責響應事件，邏輯設計中左側是邏輯模塊，右側是工作面板，將邏輯模塊拖到工作面板中，并依照計算機思維邏輯進行拼接即可實現程序的邏輯設計。其所有的開發工作都可以在瀏覽器中完成，并且能夠通過手機進行實時調試，從而使得App開發變得前所未有的輕松和有趣，開發人員可以更加專注于創意的思考與實現。本課程選擇App Inventor作為開發環境正好契合了非計算機專業學生編程基礎差的特點，使學生在該課程中可以更加專注于安卓系統的功能與特點以及創意想法的實現。

二、項目式教學模式與引導式教學方法相結合

項目式教學來源于杜威（John Dewey）的“做中學”（Learn by doing）實用主義教學理念與庫珀（David Kolb）的體驗式學習理論（Experiential Learning）等，其核心思想是通過現實世界中的真實問題捕捉學生的興趣，并喚起其深度思考，在解決問題的情境下，使學生獲得與應用新的知識[1-3]。

實踐環節是項目式教學的一個重要環節，通過實踐環節，學生可以將在教學中所學的知識與使用技巧進行再現，從而加深對知識的理解和掌握程度，若想要學生在實踐環節更好的鍛煉動手能力和創新能力，那么就要對教學內容進行改進，使其跟上科技時代的發展，同時完善教學模式才能夠實現理論與教學的完美結合[4]。

引導式教學法是指教師設計精彩的引入并在教學過程中適時拋出問題來激發學生的好奇心，進而激發學生學習的興趣，使學生變被動灌輸為主動吸收，達到促使學生積極主動地思考，并能夠自己提出問題、分析問題、解決問題，形成自主探索的能力。

本文摒棄傳統的以語法和組件的使用細節作為主線進行教學的模式，采用以趣味案例為引導、以項目任務為驅動的項目式教學模式組織教學。“零基礎暢游安卓創意開發”通識類公共選修課總共32學時，每次4學時，分8周進行教學。每次課程以一個案例為主線，將案例中運用到的知識點進行剖析與拓展。所選案例由簡入繁，知識點逐層遞進。

授課時，首先展示案例效果，引發學生學習興趣，同時拋出問題，引導學生思考如何實現這些創意功能，從而由淺入深地逐步引出需要掌握的知識點，讓學生帶著興趣去學，帶著好奇去研究知識，從而消除學習的乏味感。

其次為學生提供案例中已用模塊及未使用的模塊功能的拓展知識，引導學生思考創新創意功能，協助學生自主學習拓展知識，并將拓展知識運用到作業中教師要求的創意功能及自主思考設計的創意功能中。所謂教學相長就是將教師的思考與各個學生的思考進行相互碰撞，激發出更多創意的火花。將知識點在案例的引導完成中進行橫向拓展，在創意功能的實現中進行縱向拓展，提高課堂教學知識在二個維度方向更大面積的拓展。

最后通過完成作業來督促學生消化吸收所學知識。在課堂教學過程中，經常有學生反饋：老師講的很清晰，自己也能聽懂，但是做作業時還是無從下手，這就是缺乏實踐。在實踐的過程中可以顯露學習過程中忽略的細微知識，也可以更深層次的理解所學知識，從而提高學生的高階學習能力。在這一過程中，本課程采取機房授課方式，提供了很好的一對一的交流環境，在輔導實驗環節，教師可以針對學生獨特的疑惑進行答疑，從而提高學生對知識的掌握度。

三、Moodle教學平臺組織管理教學

Moodle平臺是一個以開源的方式對課程進行系統管理的平臺。其界面精簡、易于操作，使用者可以根據自身需求隨時調整界面，增減各模塊的內容。本文利用這一開源平臺設計了適合本文改革的課程的教學平臺，包括六大模塊：課程管理、作業管理、知識拓展管理、優秀學生作業展示、調查問卷管理和項目式測驗管理。

在該教學平臺上以課程為單位提供了每次課程涉及到的案例PPT教學詳細文件，供學生隨時查閱補漏，共7個模塊;在這7個模塊中分別發布針對每次課程的作業及作業提交的管理，可以準確了解學生提交的時間、提交的內容，并可對提交時間進行規定，設置任務完成的時間節點，給學生增加適當的學習壓力，從而強化其學習效果。

在知識拓展管理模塊發布案例中拓展的縱向知識模塊功能的詳細學習文檔，供學生完成自主設計功能及新項目功能時查閱，對于學習能力較強的同學而言，這一模塊幫助其提高了學習的效率，鍛煉了其自我學習的能力。

優秀學生作業展示模塊以課程為時間單位定期更新每次課程中優秀學生作業詳細圖片，并標明優秀之處，供其他同學學習，這一模塊不僅是認可了優秀學生的努力，也為其他同學提供了優秀模板和努力方向，因此深受學生喜愛。

調查問卷管理模塊共設計了19個問題，以便于了解該課程建設過程中設計的各個環節的實際效果及改進方向。如下表所示，其中問題1至問題13為13道選擇型問題，問題14至問題19為6道開放型問題。

四、多維度考核方式

由于選修課課時有限，學生課余時間不統一，因此只能依靠上課時間和學生自主利用課余時間完成課程的學習，故而將課程的考核分為作業和考試兩部分，各占50分。作業從模仿案例、完成固定新功能、獨立設計新功能、獨立完成新項目四個層次進行設計，遵循學習的基本過程，可以強化不同層次學生的學習效果。獨立設計新功能和獨立完成新項目兩個層次的題目設置均偏向開放型題目，由于每個學生均有自己獨特的思考模式和解決問題的想法，因此這一考核環節在強化知識點的同時，不僅鍛煉了學生解決實際問題的能力，更重要的是通過互相討論環節和展示優秀案例模塊，可以學習到其他同學的創意想法，達到思維碰撞的效果，在未來的創意案例中激發出更多的創意思維，實現鍛煉和提高學生的創新性的目的。考試為項目式考試，由老師給定項目題目和項目需求，每一個項目題目均設計界面需求和功能需求，并提供必要的素材，要求學生能夠根據界面需求選取合適的組件并設計合理的參數值，根據功能需求設計合理的邏輯程序，學生在規定時間內完成項目案例的設計與實現，通過考試考查學生對知識點掌握的熟練程度以及應對實際問題的能力。在2019年秋季的課程中，給學生提供了兩個項目題目：瓢蟲快跑和身份驗證，一個屬于游戲類，一個屬于日常生活應用類。由學生自主選擇題目進行作答。

五、教學效果分析

從調查問卷結果和學生考核結果兩方面對教學效果進行了分析。

如下圖中柱狀圖所示，對27份調查問卷結果，分別從上課方式、授課內容、考核方式、學習效果四方面的問題進行了數據統計。上課方式方面，滿意的同學有12個，非常滿意的有15個，滿意度達到100%;授課內容方面，認為內容合理學習很充實的同學有24個，認為知識內容太多吸收不了的同學有2個，認為內容太少比較無聊的同學有1個，滿意度達到89%;考核方式方面，希望既有測驗又有項目考核的同學有5個，認為合理的同學有22個，滿意度達到81%;學習效果方面，100%的同學認為學習效果好。滿足了不同層次同學的學習的需求。

六、結論

App Inventor較Android Studio具有簡單、易理解、易掌握的特點，非常適合零基礎的非計算機專業學生，學生通過利用這一安卓編程工具可以快速實現自己的創意想法，極大的提高了學生學習的興趣和信心，同時由于無需面對復雜的語法規則，使學生在有限的選修課課時內可以更專注于了解安卓系統和掌握各個控件和邏輯模塊的特性和功能，項目式教學模式和引導式教學方法的有效結合促進了學生進行較為深入的探究學習，利用Moodle線上教學工具對教學進行輔助管理，促進學生創作出更多可交流、可評價、可應用的成果。近年來，物聯網已成為新一代信息技術的重要組成部分，在未來的教學中可以引入物聯網類案例供學生學習，拓展其知識和應用的廣度，以激發出更多物聯網類創意作品。

教學效果分析比較圖

參考文獻

[1]許江.產品設計專業“遞進項目驅動式”教學模式研究[D].江南大學.2017.

[2]趙永生，劉毳，趙春梅.高階思維能力與項目式教學[J].高等工程教育研究，2019（06）：145-148+179.

[3]蔣昕嘉.引導式探究教學在供應鏈管理課程中的應用[J].教育教學論壇，2018（10）：170-172.

[4]翰林學院.我們為什么要做項目制學習[EB/OL].https：//www. linstitute.net/archives/57496.

Reform and Research of Android Development Public Elective Courses Based on Project Teaching

WANG Yan-fen

（School of Information Science and Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： Traditional Android development teaching focuses on technology. The programming ability of public elective course students is poor. This paper proposes a reform pattern. Firstly， it contains interesting cases， project tasks， and guided teaching. Secondly， the open teaching management platform is designed with six modules to manage all aspects of teaching. Lastly， multi-dimensional assessment mechanism is chosen. The two aspects of questionnaire survey and assessment results show that students' learning effect and satisfaction are greatly improved.

Key words： case teaching method; guided teaching; extended self-study; multi-dimensional assessment