基于移动教学平台的Java程序设计课程教学改革实践——以河北北方学院信息科学与工程学院为例

袁亚丽,朱 萍

(1.河北北方学院 信息科学与工程学院，河北 张家口 075000；2.河北北方学院 科研处，河北 张家口 075000)

Java语言是一种面向对象的高级程序设计语言，自1995年问世以来受到广大编程人员的欢迎[1]。为了适应社会人才需求，国内很多高校的计算机及相关专业都开设了Java程序设计课程。传统的“JAVA语言程序设计”课程大多采用课堂讲授加上机实验的教学方式，教师在课堂忙于讲课，很少与学生交流。并且学生上课人数多，教师在授课过程中很难兼顾所有学生。因此，改变以教师为中心的传统教学模式，探索现代的教学方法势在必行。此外，移动互联网技术的快速发展使智能手机和平板电脑在大学校园中快速普及。目前，中国高校学生的智能手机普及率已达到100%。以智能手机为代表的数字终端在为学生提供生活便利和多样化娱乐手段的同时，也使一些学生养成了上课不认真听课、低头玩手机和平板电脑的习惯。可见，对传统教学模式进行改革，将互联网与教育教学相结合已势在必得。

一、Java程序设计课程简介

Java语言具有跨平台性、安全性、可移植性和内置多线程等特点，与其他编程语言相比具有更多的优势。当前，Java语言已成为网络时代最重要的编程语言之一。它不仅是一门正在被广泛使用的编程语言，还是软件开发人员应当掌握的一门基础语言，很多新的技术领域都涉及Java技术，国内外许多大学已将Java语言列入了本科教学计划，熟练掌握Java已经成为高等教育的共识。Java程序设计是信息管理专业、软件工程专业和计算机科学与技术等相关专业的一门重要的程序设计语言类必修课程，无论在游戏软件开发、网络教育系统还是企业和行业的软件设计中都应用得非常广泛[2]。

二、Java程序设计课程教学现状

河北北方学院信息科学与工程学院从2008年开始首先在计算机科学与技术专业中开设Java程序设计课程，后陆续在信息工程、电子信息工程、医学信息工程以及信息管理与信息系统等各专业开设了该课程。通过多年的教学实践，发现传统Java语言程序设计教学主要存在以下教学难点。

(一)理论内容抽象，语法复杂

Java语言是一门完全面向对象的高级程序设计语言，其中类的机制、对象中的封装、类的继承和多态等概念相对抽象，不容易理解。同时，理论课涉及大量程序代码，需要实验运行验证，学生只有在实践中应用，举一反三才能理解抽象的理论内容。由此可见，Java语言程序设计课程是一门实践性很强的课程。

(二)课时有限，知识点众多

以笔者所教的医学信息专业为例，Java语言程序设计课程总学时为48学时，其中理论课和实验课程各24学时。在24学时的理论课时内要讲授10章内容，涵盖面向对象的基础知识、UML建模语言、图形用户界面编程方法、网络和数据库程序的编程方法、多线程的使用以及Java集合框架等实用开发技术(表1)。另外，随着Java技术的不断发展，语言内容越来越丰富，Java版本不断迭代升级，教师还要把Java的最新趋势、工具、技术和功能介绍给学生。因此，24学时的理论课时不能完成所有的内容。

表1 Java语言程序设计课程授课内容

(三)学生的学习主动性不强

传统教学中，教师采用PPT的教学方式授课，教师起主导作用，学生被动听课，课堂参与度低。再加之学习内容较抽象，学生易产生懈怠厌倦的情绪，导致上课不注意听讲，学习主动性不强。

(四)实验教学与理论教学脱节

按照传统教学大纲要求，Java程序设计先上理论课，后上实验课。理论教学和实验教学之间有一定的时间间隔[4]，教师理论课上所讲的知识学生无法及时上机调试，而在上实验课时又缺少理论指导。此外，实验课上，学生在调试程序会遇到语法错误或逻辑错误等程序错误，排除错误需要有经验的老师进行指导，但由于学生人数众多，教师不能逐个指导，造成了理论和实践脱节，导致部分学生逐渐失去了学习的信心，不能很好地完成各项教学任务。

(五)评价方式落后

目前，Java语言程序设计课程的评价方式主要由3个部分组成，即平时成绩、期中成绩和期末成绩。平时成绩由每节课的考勤和平时的实验报告两部分组成，但由于学生众多，教师每次只能批阅一部分实验报告，因此不能全面地反映学情。期中测试和期末测试是对一个学段的终结性评价，这种评价方式不能及时对学生的平时学习情况进行考察，无法全面反映学生掌握知识的情况。

三、Java程序设计课程教改实践

针对Java语言程序设计课程实践性强的特点，以及在教与学过程中出现的问题。课题组依托“蓝墨云班”移动教学平台进行了教改实践。

(一)重新设计教学内容

课题组组织多年有经验的教师对教学内容进行详细设计，细化教学计划，对不同章节和不同内容进行分析，结合学习目标设计教学内容，明确哪些内容线上学习，哪些内容线下学习，哪些内容课前预习，哪些内容课上师生讨论，哪些内容上机练习。增加实训环节，以项目为驱动，在每章节后都设计一个实践项目，包括Java运行环境的搭建、数据库操作、输入输出流、多线程和网络操作等内容，涵盖Java程序设计课程的全过程。每周有针对性地让学生完成一个项目，以学生实践为主，教师起引导作用，从而形成一套完整的教学和实践相结合的教学模式。

(二)增加在线教学资源

根据细化后的教学计划，教师为学生准备在线学习资源，包括PPT课件、课程视频、音频、图片和软件安装包等[3]。这些教学资源按来源可分为两类：一是教师自己制作的教学资源；二是在现有资源基础上改造和加工的资源。准备好教学资源后，教师可针对每章节设计测试内容，了解学生对知识的掌握情况。

(三)改革传统的教学方式

针对理论课时少、内容抽象、语法复杂和知识点众多等困难，课题组老师改革传统的课堂教学方式，增加了课前预习和课后拓展学习内容。1.课前预习。教师课前布置学习任务，让学生自学云班课里的相关章节，为上课学习打下一定的基础。课上教师对重难点进行串讲，并拓展相关知识点，从而节省了讲授时间。学生对在课前预习过程中发现的问题会集中注意力听讲，这也提高了学生的听课效果，激发了学习的积极性。2.课后拓展学习。课程资源中有其他院校的优质资源和网页链接，如“中国大学MOOC”和“学堂在线”等，通过这些平台学生们能够接触到清华大学、浙江大学和哈尔滨工业大学等高校的视频课程，其中就有免费的Java程序设计课程，包含丰富的视频、课后作业、章节测验和期末试题，可给学生带来全新的学习体验。

(四)改革传统的实验教学方式

借助移动教学平台，教师把每次实验课的目的和要求发布在教学平台中，并且把实验操作步骤录成视频上传到教学平台，学生按照实验课目的和要求完成实验内容，并拍照上传源程序和运行结果。同时，教师给出评分细则，要求学生通过互评来互相学习和互相促进，这种方式改善了实验报告教师不能全批全改的现状和实验教学与理论教学脱节的情况，大大提高了实验课的教学效果。

(五)实施过程性评价

Java程序设计课程涵盖理论基础知识和软件开发技能，过程性评价方式针对理论模块和实践模块设计形式多样的多维度评价指标[5]，包括考勤、课堂互动、随堂测验、任务点完成率、实验报告互评和综合性实验等，这些活动都可在移动教学平台中进行。教师在移动教学平台云班课中设置这些评价指标的权重，根据学生的完成情况全面考查学生对基础知识的掌握情况。用综合性实验成绩替代传统的期末考试成绩，要求学生按照软件开发步骤阶梯性地完成一个课程设计，每个步骤均有相应的成绩，以此全面考查学生分析问题和解决问题的能力。

实践证明，基于移动教学平台的教学改革解决了传统Java程序设计课程理论教学抽象、学生学习的积极性和主动性不强以及实验教学与理论教学脱节等问题，实现了以学生为主体的目标，提高了学生的学习兴趣。教学改革后，学生的动手能力和编程能力得到加强，教学取得了很好的效果。