新工科背景下面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法研究

鄧競(jìng)偉 鄧凱英 賈麗娟

摘要：在新工科背景下，作者針對(duì)Java程序設(shè)計(jì)課程體系現(xiàn)狀，分析了Java程序設(shè)計(jì)課程在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要性，并對(duì)該課程教學(xué)進(jìn)行了研究與探討，提出設(shè)計(jì)Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)體系以及教學(xué)改進(jìn)方法，以期能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：新工科;教學(xué)改革;程序設(shè)計(jì);項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

中圖分類號(hào)：G717? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）22-0100-04

● 引言

近年來，隨著游戲軟件的開發(fā)、智能手機(jī)、大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，編程語言作為基礎(chǔ)的技術(shù)支撐，備受人們的關(guān)注。另外，在新工科背景下，基于MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、SPOC的混合式教學(xué)模式改革實(shí)踐得到了很多教育人士的重視。

新工科人才培養(yǎng)最基本的問題是能力的培養(yǎng)，即要注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，因而高校學(xué)生計(jì)算機(jī)編程能力的培養(yǎng)是新工科人才培養(yǎng)的一項(xiàng)十分重要的工作。[1-3]筆者所在學(xué)校是一所民族高等院校，所在學(xué)院對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)定位于使學(xué)生具有良好的職業(yè)道德和綜合素質(zhì)以及扎實(shí)的計(jì)算機(jī)相關(guān)理論知識(shí)，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技術(shù)解決實(shí)際問題，具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和團(tuán)隊(duì)精神。學(xué)生畢業(yè)后能夠從事大型軟件項(xiàng)目的開發(fā)和適應(yīng)社會(huì)需求變化對(duì)高素質(zhì)軟件工程專門人才的基本要求。

● 課程體系現(xiàn)狀分析

Java程序設(shè)計(jì)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，其作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐型和應(yīng)用型較強(qiáng)的課程之一，在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程建設(shè)中具有相當(dāng)重要的地位。[4]因此，此Java程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)人員必須掌握的一門基本技術(shù)。[5-6]該課程講述Java程序設(shè)計(jì)的基本語法、面向?qū)ο蟮娜筇匦裕ǚ庋b性、繼承性和多態(tài)性）概論以及關(guān)于JDK（Java Development Kit）類庫的專題，如I/O流、圖形用戶界面、多線程程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫訪問的編程技術(shù)等。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生可以掌握J(rèn)ava程序開發(fā)工具JDK的配置及應(yīng)用，理解Java中的數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式的應(yīng)用，掌握運(yùn)用Java語言編寫具有面向?qū)ο筇匦缘拇a的能力，培養(yǎng)良好的編程、設(shè)計(jì)風(fēng)格以及調(diào)試技巧，并具有用Java開發(fā)項(xiàng)目的能力。然而，Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)大多采用理論課堂先在教室授課，從最基本的概念和基礎(chǔ)知識(shí)（如數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式）開始講解的方法。[7]因此，Java語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)改革顯得尤為重要。

● 課程教學(xué)模式

線上教學(xué)改變了傳統(tǒng)的備課模式、互動(dòng)模式、教學(xué)形式以及心理態(tài)勢(shì)。學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)、師生高效互動(dòng)是筆者多年追求的目標(biāo)。

1.強(qiáng)化課堂互動(dòng)

教師要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生基礎(chǔ)等，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，優(yōu)選適宜內(nèi)容提供給學(xué)生，要求學(xué)生自主觀看視頻預(yù)習(xí)并提出問題，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，還可以通過課堂教學(xué)與學(xué)生探索和交流;同時(shí)，學(xué)生之間也可以展開討論與交流，將學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動(dòng)性。[8]

2.實(shí)時(shí)查漏補(bǔ)缺

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，作業(yè)都是在課后完成的，講解作業(yè)最快也要在下一次課堂上進(jìn)行，而線上教學(xué)則不同，尤其是客觀題，教師可以實(shí)時(shí)批改和統(tǒng)計(jì)作業(yè)，這樣就可以第一時(shí)間掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，并能及時(shí)查漏補(bǔ)缺。

● 課程改革

Java程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的相關(guān)內(nèi)容，并明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，即熟悉程序流程、調(diào)試方法、步驟以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析方法等。教師還要要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并做好實(shí)驗(yàn)記錄，按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告的具體要求寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.注重理論聯(lián)系實(shí)際，突出實(shí)踐教學(xué)

Java語言程序設(shè)計(jì)是一門理論性和實(shí)踐性并重的課程，實(shí)驗(yàn)是本課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，只有通過實(shí)驗(yàn)才能加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而使其掌握使用方法，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和處理問題。

本課程是筆者所在學(xué)院軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，共48學(xué)時(shí)，其中理論課有36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課有12學(xué)時(shí)。教師在教學(xué)中要按照教學(xué)大綱的要求，采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，進(jìn)而達(dá)到教與學(xué)的融合。理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容如表1所示。

2.重視課程設(shè)計(jì)，引用項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

結(jié)合當(dāng)前企業(yè)需求和高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，教師應(yīng)重視課程設(shè)計(jì)，可采取項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。

（1）項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

為了提升學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師可以引用項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，把項(xiàng)目拆分成若干模塊，每個(gè)模塊包含幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師主要講解基本知識(shí)，并在學(xué)生完成項(xiàng)目過程中起到引導(dǎo)作用。

（2）選擇合適的項(xiàng)目

項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法首先要選擇難度適中、功能齊全的項(xiàng)目，并且此項(xiàng)目盡可能地涵蓋Java程序設(shè)計(jì)課程所學(xué)到的所有知識(shí)點(diǎn)。另外，需要注意的是，Java程序設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)編程課程，此課程的先修課程是C語言程序設(shè)計(jì)，大部分學(xué)生的綜合編程能力不是很強(qiáng)，如果選擇太難的項(xiàng)目，學(xué)生做不出來會(huì)打消積極性。

（3）項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)與小組合作法

為了提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，筆者在傳統(tǒng)的課程安排基礎(chǔ)上增加了此課的課程設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組分配一個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)組都設(shè)有組長(zhǎng)和組員，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)分配任務(wù)，課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，每位學(xué)生都參加答辯，介紹自己所做的內(nèi)容。這樣不僅能夠提高學(xué)生對(duì)此課程的學(xué)習(xí)興趣，而且鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

3.加強(qiáng)校企合作，熟悉企業(yè)編程思想

為了培養(yǎng)高素質(zhì)軟件工程專門人才和推動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，高校必須加強(qiáng)與企業(yè)之間的合作。這樣一方面可以了解企業(yè)需要，熟悉企業(yè)編程思想，實(shí)時(shí)調(diào)整培養(yǎng)方案;另一方面可以避免出現(xiàn)知識(shí)的滯后性，及時(shí)修訂適合高校教學(xué)體系的教材，以此來配合Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革，使其能夠順利完成。

4.鼓勵(lì)學(xué)生多參加項(xiàng)目開發(fā)大賽

要想提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，僅憑課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)多鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加課外實(shí)踐或者大賽，這是一種很好的提高手段。學(xué)生通過參加競(jìng)賽不僅可以提高動(dòng)手能力，還能鍛煉團(tuán)隊(duì)合作精神，增強(qiáng)自信心，并對(duì)后續(xù)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)有新的目標(biāo)和方向，從而得到全面發(fā)展。

● 考核方式與教學(xué)效果反饋

在本課程的考核過程中，需要加強(qiáng)過程考核，筆者進(jìn)行了如下設(shè)置：平時(shí)成績(jī)30%（考勤50%和作業(yè)50%）、實(shí)驗(yàn)成績(jī)20%（包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告70%和實(shí)驗(yàn)考試30%）以及期末考試50%。

本次考核內(nèi)容符合教學(xué)大綱要求的范圍和教材包括的知識(shí)范圍，考查了基本理論、基本知識(shí)和基本技能，考核的內(nèi)容難易程度適中，考核方式合理，并且能夠較好地反映學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況。課程成績(jī)分布如圖1所示。

除此之外，在正常教學(xué)任務(wù)完成以后，教師可以給學(xué)生布置綜合性難度適中的三個(gè)小項(xiàng)目，由學(xué)生參考上課講的案例來完成這些小項(xiàng)目，以大作業(yè)的方式提交并撰寫課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)日志作為期末成績(jī)，最終成績(jī)由三部分（平時(shí)成績(jī)20%、項(xiàng)目成績(jī)40%、答辯成績(jī)40%）組成。同時(shí)，要求實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)過程敘述完整，言簡(jiǎn)意賅，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有具體分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)收獲、遇到的問題和解決的辦法，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范、整齊。課程設(shè)計(jì)成績(jī)比例分配如表2所示。

課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)過的所有面向?qū)ο蟮木幊趟枷胍约熬幊谭椒ǖ目偨Y(jié)、回顧和實(shí)踐，學(xué)生確定設(shè)計(jì)題目后，要明確本次課程設(shè)計(jì)所要用到的技術(shù)點(diǎn)，回顧之前學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，或者到網(wǎng)上搜索以及查閱相關(guān)的書籍來搜索資料。通過編寫一個(gè)基于Java的應(yīng)用系統(tǒng)綜合實(shí)例來掌握J(rèn)ava語言編程技巧。教師可以根據(jù)學(xué)生提交的設(shè)計(jì)論文（包括程序主要完成的功能、設(shè)計(jì)思路和框圖、主要代碼，程序中有何創(chuàng)新、有何收獲和存在的不足以及需要改進(jìn)的地方，程序功能的實(shí)現(xiàn)和平時(shí)的表現(xiàn)）進(jìn)行考核。課程設(shè)計(jì)成績(jī)分布如圖2所示。

圖1和圖2能夠較好地反映學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)得掌握情況，可以看出大部分學(xué)生掌握得不錯(cuò)，個(gè)別學(xué)生還有待提高，總體達(dá)到了預(yù)期效果。

● 結(jié)論

本文通過分析Java程序設(shè)計(jì)課程體系現(xiàn)狀，提出了對(duì)Java程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行改革的方式方法，改變了教學(xué)手段，并對(duì)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)和內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，增加了課程設(shè)計(jì)，由此突出了項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于Java程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)模式，提升了學(xué)生的編程和解決實(shí)際問題能力，取得了很好的教學(xué)效果，達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的，更重要的是，使學(xué)生的未來就業(yè)前景更加廣闊。

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作者簡(jiǎn)介：鄧競(jìng)偉（1980—），女，博士，講師，研究領(lǐng)域?yàn)閺?fù)雜網(wǎng)絡(luò)、教育教學(xué)方法研究。鄧凱英（1982—），女，博士，副教授，研究領(lǐng)域?yàn)檐浖_發(fā)、計(jì)算機(jī)教學(xué)方法研究。賈麗娟（1979—），女，碩士，副教授，研究領(lǐng)域?yàn)檐浖_發(fā)、計(jì)算機(jī)教學(xué)方法研究。

基金項(xiàng)目：教育部人文社科規(guī)劃基金項(xiàng)目（No.19YJAZH010），西北民族大學(xué)引進(jìn)人才項(xiàng)目（No.xbmuyjrc201916，xbmuyjrc201632），西北民族大學(xué)一流本科課程（YLKC-106）和計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)慕課項(xiàng)目。