Java語言程序設計在線啟發式教學探索

張建兵 范江波

摘要：本文針對線上教學存在的學生自主學習不足的問題，提出在Java教學中將線上教學與啟發式教學相結合，將示范式啟發、疑問吸引式啟發、提示性啟發、對比式啟發、講練引導式啟發、類推式啟發、點撥疏通式啟發和研討式啟發等八種啟發教學技術與線上教學平臺和線上課堂密切結合，線上引導學生將書本上的知識轉化為學生的具體知識，線下引導學生將具體知識轉化為Java語言程序設計能力。線上教學與啟發式教學相結合，充實了線上教學方案，提升了教學效果。

關鍵詞：啟發式教學;在線教學;教學設計

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）06-0084-03

● 引言

“Java語言程序設計”是計算機相關專業的一門專業基礎課，是一門操作性、技術性和工程性并重的課程。本課程包含Java語言的基本語法、面向對象三大特性（封裝、繼承和多態）以及Java開發的各個專題（圖形用戶界面、I/O流、多線程、網絡編程和數據庫編程）等內容。

2020年春季學期受到新冠疫情的影響，各門課程紛紛采用線上教學。從線下傳統方式教學變化到線上教學，改變的不僅僅是上課的形式，還需要教師設計和構建適應線上學習特征的教學模式。[1]線上教學，師生交流相對減少，課堂氛圍變弱。線上教學如何激活課堂、激發學生興趣是教師面臨的重要問題。

啟發式教學是一種以學生為中心，注重激發學生學習興趣和學習主動性的教學方式。[2]疫情之下，教師和學生無法在實體課堂中交互，課堂教學向“直播教學”轉變，實體課堂也轉化為網絡課堂。線上教學教師缺少神態表達、肢體表達，線上課堂氛圍不足，這些都是影響線上教學效果的重要問題。相對于實體課堂，線上教學應更加注重學生的自主學習。為了提升學生線上學習的自主性，將激發學生學習興趣和學習主動性的啟發式教學方式與線上教學結合，將有效彌補線上教學的不足，更好地促進學生主動學習。本學期，Java線上教學中采用了線上教學與啟發式教學相結合的方式，取得了較好的教學效果。

● Java語言程序設計在線教學方案

授課教師嘗試使用了雨課堂、騰訊課堂、釘釘直播、MOOC教學等手段，最終確定以騰訊課堂為主，釘釘直播、雨課堂為輔的方案。另外，使用MOOC作為輔助學習手段，上傳視頻供學生學習，學習通用于課程考勤以及課程實驗作業的布置與上交，使用MOOC布置章節練習，綜合運用各種線上教學手段。

● 在線啟發式教學設計與實踐

在綜合運用各種線上教學工具平臺的基礎上，在教學環節設計上將在線教學與啟發式教學進行了結合。Java從整體上看是理論與實踐并重的課程，在教學環節中需要著力培養學生的程序設計能力，確保學生能夠利用所學知識進行程序設計。Java在線啟發式教學，教師通過線上線下積極引導轉化，線上引導學生將書本上的知識轉化為學生的具體知識，線下引導學生將具體知識轉化為Java語言程序設計能力。基于培養學生優秀的“程序設計能力”，通過線上線下啟發式教學引導相互配合，Java線上啟發式教學做到吸引學生進入課堂學習，線下做到吸引學生自主實踐。以下列舉了八種Java在線啟發教學。

1.運用示范式啟發進行線上編程示例講解

示范式啟發是以教師的課程示范來啟示學生掌握某一技能的啟發方式。Java是一門技術性很強的課程，在初期引導學生進入Java面向對象程序開發的大門時，教師通過展示自己的問題分析過程，展示自己編寫程序的思維方式，來引導學生進行面向對象的分析和設計，最終寫出合格的程序。

在Java線上教學中通過示范啟發，學生可以直觀感受代碼如何從零開始演化，一步步地發展，推進形成最終的解決方案。通過線上示范性教學與啟發，使學生的注意力始終保持集中，學習曲線保持平緩上升，授課效果將極大改善。學生通過這種方式可以感受到一些編碼的風格，對代碼的調試過程也可以了解清楚，有助于提高實際解決問題的能力。

2.運用提出疑問吸引式啟發進行線上課堂理論講解

在線上課堂理論講解中，要吸引學生的注意，教師在教學中要進行有目的、有方向，蘊含吸引力的思維引導。[3]在第一章“Java特點以及功能介紹”中，通過引入介紹“計算機仿真程序告訴你為什么現在不能出門”里面的Java程序仿真實現效果，演示該計算機仿真程序，然后提出該程序中的兩個疑問：①嘗試通過Java仿真初始人群5000人位置狀態，并進行顯示;②已知有一個感染者位置坐標，輸入另一個人的位置，如何編寫程序模擬實現判斷他是否被感染。通過將這兩個問題融入Java的第一次實驗課，學生對Java學習有了興趣，同時也在第一次課程實驗中小試牛刀，學生主動性學習意愿強烈，提出疑問吸引式啟發取得了良好的教學效果。

3.運用提示性啟發結合雨課堂進行線上課堂練習、習題講解

線上課堂，學生長時間盯著屏幕會疲勞，因此線上課堂授課中穿插了一些課堂練習和習題答疑講解。課堂練習中多采用提示性啟發（如圖1）。講解類的賦值相容性，其中課堂練習初次學習答錯率非常高，通過提示關鍵知識點“子類對象即是父類對象，反之不然”，并進行響應演示，重新作答，情況良好。

4.運用對比式啟發進行線上課堂易混淆知識點講解

Java學習中容易混淆的知識點較多，如Java Application和Applet、多態的重載與覆蓋、基礎類型變量和引用類型變量以及this和super、抽象類與接口等。通過將易混淆知識點進行對比式啟發講解，可以促進學生理解知識點，掌握知識點。

5.運用講練引導式啟發進行線上課堂重點難點知識點講解

多態的重載與覆蓋是學習面向對象的重點和難點內容，除了使用對比式啟發之外，教師還要準備程序分析題，包括重載與覆蓋綜合運用，在講解綜合題之前，先進行吃水果案例練習、講練引導，然后通過誘導、啟發，讓學生求索探究，自行分析出答案。

6.運用類推式啟發進行線上課堂抽象知識點講解

類推式啟發利用學生經驗和感性認識，引起相關聯想，促進知識點的掌握。在講解類的繼承以及父子對象構建順序時以人類社會進行類比。學生對知識點和總結如圖2所示。

7.運用點撥疏通式啟發和QQ群進行課下課程理論與實驗答疑

想要吸引學生課下進行自主學習，教師就要精心設計課程實驗作業。實驗可結合當前疫情，用計算機的部分功能仿真疫情，同時還可加入“百雞百錢”“地圖填色”及“打牌游戲”等內容，集知識性、趣味性于一體。要培養學生動手能力，還應做到了每周都有實驗。為了方便學生學習以及實驗過程中交流，筆者建立了Java學習群，目前有200多名學生，學生相互解答，營造了良好的學習氛圍。另外，筆者還運用研討式啟發和QQ群進行課下Java新技術內容研討。

● 線上教學體會

課程教師有十多年課程講授經驗，通過對線上課堂優缺點的分析，認識到線上課堂首先要做到對學生有吸引力，線上吸引學生進入課堂，線下吸引學生自主學習，因此將啟發式教學與線上教學進行結合，提升了課程吸引力，取得了良好的教學效果。

授課教師對線上教學進行了匿名問卷調查，回收100份調查問卷，結果顯示，目前線上教學認可度為97%，認為網絡教學有幫助的為99%，線下每周吸引學生課下學習Java時間約為10個小時，認真聽教師上網絡課程的為91%，有95%的學生會回看授課內容。從匿名調查結果來看，課程創新在線啟發式教學，提升了課程吸引力，提升了學生Java程序設計能力。

線上教學在實施中，還進行了知識點分解。本課程將知識點分解為基礎知識點、中等難度知識點以及課程難點。對于基礎知識點主要在網上課堂通過PPT講解，對于中等難度知識點實例演示、視頻直播，對于課程難點通過視頻直播+回看方式。線下教學到線上教學，不僅帶來教學形式的變化，而且帶來了教學設計、教學技術、教學方案等一系列的改變。

參考文獻：

[1]李佳，王敬東.疫情下Python程序設計課程的“純線上”教學實踐[J].計算機教育，2020（10）.

[2]孫晉芳.談啟發式教學法在教學中的運用[J].現代職業教育，2016（22）.

[3]郭玉華，鄭嘯.面向計算機系統能力培養的啟發式教學研究與實踐——以“Linux操作系統與程序設計”課程為例[J].工業和信息化教育，2020（05）：79-83.

作者簡介：張建兵，男，中國石油大學（北京）信息科學與工程學院講師，博士，研究方向為網絡地理信息系統、空間信息服務、云計算。

基金項目：中國石油大學（北京）重點教改項目“Java語言程序設計MOOC課程建設”，中國石油大學（北京）重點教改項目“Java語言程序設計過程性考試改革探索”。