移动应用开发课程的实验教学探索

李素铎 郑修成 马明刚 李楠 杜月

摘要：文章从分析实验教学存在的问题着手，提出了移动应用开发课程实验教学的若干改进措施，从实验的内容安排、过程指导、考核方式、交流反馈等方面做出了调整，将案例化教学贯穿整个实验教学的始终，最终学生的作业完成度与满意度均有了较大幅度的提升，产生了一批有创意、有实用价值的作品，为培养实用创新型人才的教学改革做出了有益的探索。

关键词：新工科;移动应用开发;实验教学;教学实践;教学改革

中图分类号：G642       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）10-0139-03

1  前言

2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，为适应人工智能、大数据、云计算等新技术的发展做出了工科专业的战略调整，制定了《新工科研究与实践项目指南》，以便培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力和人才支撑[1]。在此背景下，许多高校的培养方案都发生了较大的变化，普遍是总体课时减少，实践比例增加，更加注重培养学生的實际应用能力。

移动应用开发课程是计算机科学、软件工程、物联网等专业的一门选修课。近十年来，智能手机的软硬件性能不断提升，人们越来越享受各种功能丰富的手机软件带来的体验，由此掀起了移动互联网的高潮，软件开发已经朝着“无应用、不移动”的趋势发展，许多高校都将移动应用开发的人才培养作为计算机类相关专业的特色课程。在移动应用开发的几种常见技术中，Android以其开源性、极高的市场占有率、丰富的教程资源等优势受到了广大开发人员的喜爱，因此移动应用开发的课程内容大多以Android教学为主[2]。但以往的教学往往重理论而轻实践，学生的实操能力不足。在新工科建设背景下，要通过课程的内容设计来培养学生的就业能力，就必须科学地安排教学过程的各个环节和要素，改进实验教学的现状，实现教学过程的优化。

2  实验教学现存的问题

2021年是我校移动应用开发课程新版培养方案落地实施的第一年，由于缩短了理论课时，就必须加强实验教学，为此，通过团队调研学生对以往实验课的感受，发现主要存在这样一些问题。

2.1 从理论到实践难以入手

现在的软件开发都是项目工程形式，需要借助框架、API调用等技术来实现基于基本的功能模块，这虽然简化了开发的过程，但在框架的什么位置该添加什么代码却需要扎实的理论功底，然而理论课上通常只能按部就班地讲解基础知识，受课时的限制，案例分析一般也只能讲局部的关键代码，因此即使教材配套了完整源码，学生也很难理解操作的步骤、编程的逻辑是怎样一步步发生的，到实践课上就不知道怎么实施，没有头绪。对一些稍微复杂的实验，由于教材普遍缺乏完整具体的实验操作手册，要让学生自己把零散的案例运用到未知的项目中，更让他们感到困难重重。

2.2 师生间缺乏有效的交流和反馈

教与学的及时反馈是十分重要的教学环节[3]，但由于高校教师承担着繁重的工作量，无力对学生提交的实验结果一一批阅，而且Android源码换一台电脑运行可能会出现与环境有关的故障，也造成了评阅困难。这使得本该有的学习、实践、评价等环节有所欠缺，实验结果的反馈主要针对了实验报告，而不是项目源码，对学生的实验结果未能给予准确的纠错和激励。长期以来教师对实验过程的指导主要依赖于学生主动提问，但有些学生出于种种原因，不愿意在课堂上问老师，遇到问题如果自己解决不了就放弃了。长此以往，问题越攒越多，学生学习的积极性越来越差。

2.3 实验过程缺乏交流讨论的氛围

学习Android需要很多前置课程做基础，如Java、数据库、网页前端开发等。如果基础不牢靠，就会在学习过程中比较吃力，导致程序设计频繁出错，解决问题花费很多时间。其实很多问题大家都会遇到，需要共同探讨，以便更快地理清思路，扫清障碍。但传统的实验课大家都是各做各的，很少向他人求教，虽然在同一个教室做实验，却相对自我封闭，缺乏交流讨论的氛围。现在的学生越来越不喜欢与人交流，不愿意在课堂上回答问题，但在网络上发言却很活跃，如果有交流、分享、问答、互动的机制就可以有效地改善这种现象。

3  教学实践具体措施

针对上述情况，本学期的移动应用开发课程教学设计做了较大的改变，遵循以学生为中心，以教师为主导的基本思想，切实解决学生在学习过程中遇到的种种困难，为提高教学质量采取了一系列有效的措施。

3.1 实验内容系统化，理论实践紧相关

以往的移动应用开发课程教学共72学时，其中理论54学时，上机18学时。讲授与实践课时比为3：1，理论讲授较深入，但比较抽象，结合课程内容只做了9次实验，且各个实验相互独立，没有形成整体。

在新版培养方案中，课时压缩为42学时，其中理论18学时，上机24学时。理论课程大幅度缩减，但因为选用了微课版的教材，提供了大量的视频二维码，只要扫码就可以查看相关内容的视频讲解，所以理论课时的不足可以通过学生课后观看视频资料来弥补。为了加强理论联系实际，掌握完整项目的开发方法，实验课都是紧密围绕“掌上微博”这个项目来做的，每个实验都将理论课的知识融合进来，为项目增加一些功能，全部实验完成后，就实现了一个功能基本完整的小型App。理论课与实验课的对应关系见表1。

与以往相对独立的单个实验相比，这种逐步累进的实验安排，内容上紧扣理论，功能上逐渐丰富，最终展现了一个完整应用程序从无到有的制作全程。这增强了实验的趣味性、系统性，极大地提升了学生的学习兴趣和学习动力，取得了良好的效果。

3.2  自编实验手册，明确实验步骤

针对学生对实验任务感到无从下手的问题，本学期的每个实验老师都提前做一遍，分步骤截图记录了完整的操作过程，写成详细的实验手册，便于学生参照。

对于Android开发来说，系统框架相对复杂，教材中的示例代码虽然从理论上做了讲解，但学生自己操作时很难理清各段代码的添加位置、内在关系，以及参数设置、变量的作用域等细节问题，常常感到实验总是顾此失彼、错误不断。因此，有必要编制一份操作指南，引导学生掌握基本的操作过程，理解每个功能的编程逻辑，使学生很容易获得实验成功的成就感，然后再去举一反三地独立完成补充作业，以及预留的问答题、思考题。例如在实验二中，详细描述了“登录”界面的制作过程，第二个“注册”界面就由学生自己完成;在实验七中，详细介绍了微博新增、查询功能的实现代码，修改和删除的功能留给学生自己完成，且布置了与微博操作相仿的思考题：“新建一个用户信息表，将用户的注册信息存入该表。新建‘个人中心’界面，使用户可以查看与编辑自己的个人信息”。

通过这种由易到难、由浅入深的实验设计，有效地弥补了理论与实践之间的落差，引导学生快速领悟实验的做法与原理，并留有自由发挥的空间。这就克服了学生对实验课的畏难情绪，使其更好地掌握课程相关知识。

3.3  考核方式多样化，过程管理全局化

课程考核是对教的效果和学的收获客观评价的一种重要手段[4]。但以往的考核，期末考试成绩占了很大比重，造成了一考定论、考核面窄、重知识轻能力、学风异化等弊端，很多学生平时不学，靠考前突击、刷题求过关，对知识并没有很好地掌握，违背了高等教育人才培养的初心。早在2018年，教育部印发的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》等文件已经提出，针对高水平本科教育建设的重点难点问题，要“加强学习过程管理，严格过程考核，改革考试形式。[5]”可见注重平时的学习积累、考查学生的能力水平是新时代的教育工作面临的重要问题。

为此，本课程实验课考核采用了实验报告、单次实验源码、综合大作业三项内容。实验报告须在课后一周内、下次实验前统一收齐交给老师，根据书写的内容是否丰富、条理是否清晰、表达是否正确等情况评分，这也是每次实验完成后由学生进行总结，老师给予反馈的有效方式，锻炼了学生的概括总结、书面表达能力。单次实验源码须在课后一周内提交到老师的作业邮箱，老师对作业进行抽查，根据是否按时提交、文件格式是否正确、完成度与美观度等情况进行评分，不按时交的本次作业成绩为0。这种分阶段考核的方式强化了日常的学习积累，有效地纠正了平时不学，期末突击的现象。

综合大作业在本学期理论和实践教学所学知识的基础上进一步深化融合，综合运用各项技术，设计制作一个功能完整的小型Android应用程序。实验任务可以是对前九次实验所做“掌上微博”项目的改进，也可以重新制作一个功能实用、难度适中的手机软件，体现了难易结合、鼓励创新的思想。从最终125份作业来看，约73%的同学选择了任务1，即掌上微博功能扩展，主要是对原有实验手册中略过的部分进行了补充，例如补全注册信息、将用户信息存入数据库以及对微博信息进行点赞、评论等。约27%的同学做了任务2，自行设计开发一款Android手机软件。这些同学普遍有着较好的编程功底，有些以前就自学过Android开发，并有过参赛作品。其中创意、效果较好的作品有心理咨询、疫情数据分析、倾心家教等，展示了学生已具备良好的综合应用开发能力。

3.4 多措并举，增进师生交流

在教与学的过程中，及时地交流、沟通和反馈是非常重要的[6]，除了平时多与学生交谈，询问他们对课程的兴趣、对课堂知识的理解程度以及尚未掌握、感到困惑的问题外，师生交流的方式还有对实验报告每周评阅，单次实验源码每周抽查，在实验课上积极引导学生提问等。班级QQ群也发挥了很大的作用，每次课前在老师会在群里发布理论课件和实验手册，课后发布本章学习、纪律情况总结，以及阶段性在线测试的链接，使学生可以及时复习巩固章节内容，营造良好的学习氛围，鼓励同学们积极参与课程问答与交流。为了便于以后更方便地展现课程资料，对各种编程问题进行经验总结与分享，课题组带领学生构建了课程教学网站，前期已实现了教学资料、优秀作业的展示，后期将重点实现作业提交与自动统计、论坛分享与交流等功能，收集实践操作小视频形成教学案例库，为同学们提供学习、交流的平台以及更加丰富的课外资源。

3.5 拓展课外资源，发掘创新人才

由于课时毕竟有限，对于真正有兴趣、有能力的学生来说，课堂上讲授的知识还远远不够，为此，教师需要给同学们介绍更多的课外学习资源，例如Android开发者网站，这是谷歌提供的学习Android的权威教程。还有《Android编程权威指南》电子书，用非常简明易懂的语言讲述了Android开发的完整技术原理和实战技能。教师在平时就应注意发现这些有潜力的学生，鼓励他们学习更加深广的知识，发现好的创意、作品可以推荐学生参加大学生移动应用创新大赛，使好学生的能力得到进一步的锻炼和提升。

4 总结与展望

新工科背景下，高校的传统工科专业面临着升级改造，原有的课时、教学方法也要相应地发生变化，如何在课时量缩减的情况下让学生学到丰富实用的知识，需要一线教育工作者认真思考、积极探索，将各种现代化技术充分运用起来。以上介绍了本人在移动应用开发课程教学中的一些尝试和经验，通过案例化教学、自编实验手册等一系列措施，很好地引导了学生的实验过程，取得了较好的成效，学生们的作业完成度比以往有明显提升，也出现了部分有创意、有实用价值的优秀作品。但也存在综合案例难度不高、技术含量不够丰富的缺点。未来将通过教学网站提供更多的学习资料和实践案例，促进自学、分享、交流、探讨的学习氛围，让学生更快、更好地掌握移动应用开发相关技能，实现培养应用型、创新型人才的目标。

参考文献：

[1] 顾佩华.新工科与新范式：实践探索和思考[J].高等工程教育研究，2020（4）：1-19.

[2] 梁晟.移动应用开发课程教学实践中的问题及对策[J].贵阳学院学报（自然科学版），2020，15（4）：90-91，94.

[3] 艾金枝.移动学习环境下有效反馈教学模式设计与实施——以高中数学为例[D].济南：山东师范大学，2020：1-2.

[4] 王兴宇，李卫东.课程考核方式对不同学科学生学习激发程度的研究——以山东大学为例[J].扬州大学学报（高教研究版），2016，20（1）：88-92，96.

[5] 中华人民共和国教育部. 教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见， 教高〔2018〕2号[EB/OL]，  （2018-10-08）  [2018-10-08] http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351887.html.

[6] Krammer G，Pflanzl B，Mayr J.Using students’ feedback for teacher education：measurement invariance across pre-service teacher-rated and student-rated aspects of quality of teaching[J].Assessment & Evaluation in Higher Education，2019，44（4）：596-609.

【通聯编辑：闻翔军】

收稿日期：2021-10-08

基金项目：2021年度西北民族大学实验室开放项目（项目编号：SYSKF-2021176） ，2021 年度西北民族大学教育教学改革研究一般项目

作者简介：李素铎（1971—） ，女，甘肃陇南人，副教授，硕士，研究方向为软件工程;郑修成（2002—） ，男，吉林长春人，本科在读，西北民族大学软件工程专业;马明刚（2001—） ，男，甘肃陇南人，本科在读，西北民族大学计算机科学与技术专业;李楠（2001—） ，女 ，山西大同人，本科在读，西北民族大学计算机科学与技术专业;杜月（2001—） ，女（回族） ，宁夏回族自治区银川市灵武人，本科在读，西北民族大学软件工程专业。