對分課堂的《Java程序設計》教學方法

河南科技學院信息工程學院 李曉輝

新鄉醫學院醫學工程學院 李明彩

針對Java程序設計課程在教學中存在的問題，將對分課堂模式引入課程教學中。基于對分課堂教學模式，采用隔堂對分的方式對講授、內化吸收、交流環節進行改進，同時，構建了知識鞏固與再吸收環節。實踐表明，采用該方法學生的自主學習和解決實際問題的能力有了較大的提高，學習效果較好。

Java語言作為當今最流行的程序設計語言之一，倍受廣大程序設計人員的關注，根據TIOBE開發語言排行榜，近年來，Java語言處于前列。因此，大部分高校計算機科學與技術相關專業都開設了Java程序設計課程，一方面通過Java語言的學習，培養學生面向對象程序設計的基本思想，為后續課程的學習打下良好的基礎；另一方面提高實踐技能，以期適應就業或者職業發展的需要。然而，Java程序設計在教學中仍存在一些問題，教師進行了教法學法改革，但學習效果卻不夠理想。

1 Java程序設計課程教學中存在的問題

Java教學過程中存在多種問題，影響了課堂教學效果。（1）采用傳統的課堂教學方式，傳統的教學方式注重老師的教，教師是課堂的主體，側重于知識的傳授，雖然存在與學生的互動，卻不能夠充分調動學生學習的積極性，更有甚者，學生在課堂上放棄學習。（2）學生的自主學習能力有待提高，在中學學習過程中，學生養成了教師指導、家長督促的習慣，進入大學階段后，仍然依賴于教師或者家長，Java程序設計課程的學習局限于課上時間，卻忽略了課下的鞏固和練習。（3）師資實踐技能不足，Java程序設計教師大多沒有工業軟件開發經歷或經驗，理論知識較強，工程實踐能力較弱，不能進行系統開發，課程任務或者案例局限于驗證某些知識點，而缺乏對學生的吸引力。（4）學生對課程的重視程度不高，該課程屬于專業基礎課，學生大多更重視專業核心課程，缺乏對本門課程的正確認識。

2 基于對分課堂的《Java程序設計》教學方法

對分課堂是復旦大學李學新教授提出的教學模式，核心理念是將課堂教學時間分為兩部分，一部分用于教師講授，另一部分用于學生討論。教學過程分為緊密聯系、相互支撐的三個環節，分別為講授(Presentation)、內化吸收(Assimilation)和討論(Discussion)，也被稱為PAD課堂，因此將對分課堂理念引入《Java程序設計》課程，有助于吸取教授式和討論式課堂的精華。

Java程序設計實踐性較強，注重操作能力培養，需要知識鞏固和再吸收，本文采用隔堂對分的方式，將教學過程分為4個階段，如圖1所示。

圖1 Java程序設計教學過程

（1）課堂講授，在第一次課的第二節進行，教師完成對章節體系和框架的梳理，知識點的劃分，以及重點難點內容的分布，針對章節知識，針對性的布置課后的作業或者程序設計任務。本階段使學生對學習內容有一個整體的認識，明確需要學習的內容，同時Java程序設計實踐性比較強，需要通過程序設計任務，提高編寫程序和調試程序的能力。

（2）內化吸收，該環節在第一次課結束后課余時間進行，學生根據課堂講授的知識體系，進行學習。學習的形式主要采用3種形式：一是通過教材學習，學習教材上的知識點或者案例，知識體系比較全面嚴謹，但程序設計的效果不夠直觀；二是通過微課或者慕課，采用觀看視頻的形式進行學習，可以使用碎片化時間針對知識點學習，但知識不夠系統；三是采用程序設計培訓機構的視頻進行學習，視頻大多實戰型比較強，但講解內容過細，學習效率不高。根據教學經驗，采用教材和視頻相結合的方式，以教材為主，重點、難點以及不理解的知識通過視頻進行學習。然后，通過完成程序設計任務，進一步促進對知識點的理解，通過調試程序，提高解決實際問題的能力，達到內化吸收的效果。

（3）課堂討論，該環節在第二次課的第一節進行，為了提高討論的效果，將討論分為三個步驟。首先是分組，分組在課前完成，根據學生的知識基礎、性別、積極程度等條件，將學生分為若干小組，各組之間的情況要平均，為了避免無效討論，每組選組長1名，組長負責本組的討論進度的安排。其次是討論，每組針對課后學習和完成程序設計任務中遇到的問題進行討論，并在組內進行解決，每位成員均需要發言。教師可重點了解各成員遇到的主要問題或理解不太清楚的問題。然后是講解，講解分為小組講解和教師講解，在教師的安排下，每組提出各自的問題，再由其他小組進行講解；對于比較重要的問題或者共性問題，教師進行著重講解，同時教師結合課程的重點、難點，對一些小組進行提問，小組選取組員進行回答。

（4）知識鞏固與再吸收。本環節側重于利用學習的知識解決實際問題，主要包含實驗課和課外小組兩種形式。在實驗課中，教師通過對學習章節知識點的歸納總結，結合實際問題，給出實驗內容和要求，學生在實驗課上完成程序的編寫。在課下，期望更加深入進行Java項目開發的學生，可加入程序設計課外小組，進行企業級的項目開發，提高綜合應用能力。

3 對分課堂在Java程序設計課程的實踐

（1）課程情況分析

Java程序設計課程開設于大一年級第二學期，從課程情況來看，在已修C語言程序設計課程的基礎上，重點學習JavaSE的核心語法和面向對象程序設計技巧，實踐性強，培養程序設計的實戰技能。從學生情況來看，學生已逐漸習慣于大學的教學和學習，有一定的積極性，但自主學習的習慣尚未養成，仍需要教師在教學過程中進行學習任務安排，甚至了解任務完成情況，實踐技能較弱，適合采用對分課堂模式進行教學。

（2）教學實踐過程

以課程內容第5部分繼承與接口之繼承性為例，進行實踐。繼承性包括繼承的概念、繼承的原則、子類的聲明、子類的構造方法等內容。在課堂講授階段，對繼承的概念、繼承的原則進行詳細講解，引出繼承性的關鍵就是子類的創建以及子類構造方法的定義，列出繼承性知識思維導圖，如圖2所示。并將其具體的操作留作作業，同時，將知識點、課下作業和參考資料發布在對分易平臺中供學生查看。內化吸收階段，通過查看教材，學生基本上能夠掌握繼承的概念、繼承的原則和子類的聲明，但子類的構造方法和子類對象的使用，需要結合學習視頻進行學習，對于不太理解的內容做好筆記；課堂討論階段，兩個教學班共60人，按照每組6人將學生劃分為10個小組，組內針對繼承性知識導圖相關疑問進行討論，時間20min，討論結束后，大多對子類訪問父類成員和子類構造方法中使用super不夠理解，可進行集中講解，同時，教師針對繼承的原則和子類創建等知識進行提問。知識鞏固與再吸收階段，在實驗教學中，給定已定義的父類Person，讓學生結合課程學習的原理和要求，根據實際情況定義子類，并調試程序，進一步檢驗學生對知識的掌握程度。

圖2 繼承性知識導圖

（3）實踐效果

Java程序設計課程的考核，采用平時成績和期末考試成績綜合考核方式，平時成績占比50%，主要考核課后任務完成情況和課上討論的情況；末考成績占比50%，采用上機編程方式，主要考核對課程知識的掌握程度和實踐能力。

教學方法通過在我校本科2019級兩個教學班（60名學生）的教學實踐，學生能夠積極的參與課堂的各個環節，知識掌握相對扎實，綜合考核成績優良率達到了78.3%，平均成績84.25分，動手實踐能力有了較大提高。

針對Java程序設計課程教學中存在的問題，將對分教學模式引入到了Java程序設計課程中，從教為中心轉變為學為中心。采用隔堂對分的方式，將教學劃分為教師講授、知識內化、學生討論和知識鞏固和再吸收四個階段。通過實踐，學生能夠積極融入到教學環節中，學生從過去的依賴于老師，轉變為自主學習、主動學習，逐漸習慣對分教學方法，自學能力有了較大的提高，教師不再是講不完，而是重實踐，課堂的教學效果有了較大的進步，學生編程解決實際問題的能力有了較大提升，為后續的課程打下了較好的基礎。