《Java语言程序设计》课程实验教学碎片化研究与实践

邱珊

（武汉华夏理工学院，武汉 430223）

0 引言

“碎片化”（Fragmentation）一词，原意是指完整的东西破成诸多零块[1]。美国著名未来学家阿尔温一托夫勒在《第三次浪潮》一书中指出:这是一个碎片化的时代，时间碎片化、信息碎片化、受众碎片化、媒体碎片化[2]。网络(尤其是移动互联网)等新技术和新应用的普及加速了这种转变。碎片化已成为社会发展的趋势，如今，“碎片化”已应用于政治学、经济学、社会学、传播学和教育学等多个不同领域中。

碎片化时代已经来临，高校教学的传统模式也在受到“碎片化”的冲击。现代大学生没有耐心接受枯燥的长篇大论，更在意个性化需求和自我感受。因此，研究更接地气的“碎片化”教学模式对于提高教学质量很有必要。

1 《Java语言程序设计》课程特点[3]

《Java语言程序设计》课程是为武汉华夏理工学院信息工程学院计算机科学与技术和软件工程专业学生开设的一门面向就业的专业基础课，共64学时。是学生继“C”之后学习的第二门编程语言，也是学生学习的第一门面向对象的程序设计语言。

本课程主要内容包括Java语言基本概念、基本语法规则、Java面向对象的程序设计方法、Java图形用户界面设计、Java事件处理机制、Java异常处理机制、Java多线程机制、输入输出流、Java集合操作、网络编程和数据库编程等。

学生普遍反映该课程理论部分理论性强，概念多，比较抽象，从面向过程（procedure-oriented）的C语言过渡到Java这样一门面向对象(object-oriented)的语言，对很多学生来说，仍然是一个思维方式的完全转变。课程的设计和应用部分涉及图形用户界面、多线程、集合操作、输入输出、网络编程等，内容广泛，综合性和应用性较强。学生感觉在64学时内完成该课程的学习，任务重，难度大。

2 《Java语言程序设计》课程实验教学的总体思路和存在的问题

针对《Java语言程序设计》课程的以上特点，我们提出《Java语言程序设计》课程实验教学的总体思路：实验目标设定为面对实际问题能够编程解决，具有熟练编写程序的能力，而不追求理论的完整，不追求使用复杂的算法；实验内容以设计性实验为主，强调对基础概念的熟练掌握和运用；实验内容按章节内容组织，按照授课章节的次序，实验内容依次累加。累加式的实验内容，加强了学生对总体知识和能力的把握，加强了对所学知识综合运用的能力。

上述实验教学的总体思路符合应用型人才的培养目标。实验内容的设计也有助于学生对课堂所学内容及时验证，训练巩固，强化对理论知识的理解和运用，这样的实验设计在前些年的教学中实施效果总体不错，提升了学生对Java语言的实践运用能力。但是在近几年的实施的过程中，我们发现部分实验对学生来说内容过大，过多，学生不能按照规定时间完成。造成这个问题的原因有两个：

第一：上机学时偏少。

该课程64学时中，只有16学时的实验，以一次课两学时为例，也就是说学生平均在课堂上课三次才去实验室做一次实验，作为一门概念多，应用多的课程，这三次的课堂授课所讲授的内容反映到实验内容中，通常是一次实验时间无法消化完成的。

第二：现在的学生更倾向于微型化、碎片化、移动化的学习方式。

笔者从事Java语言程序设计的教学工作多年，发现从12级的学生开始，学生使用手机的频率大大高于以往的学生。他们这一代的学生，与万维网一同诞生，万维网对他们来说，就是与生俱来的，又适逢中国互联网的高速发展，QQ、微信、空间、微博等社交平台和自媒体等碎片化的信息平台是他们获取资源的重要方式，已成为他们生活的标配。这也造成了近几年的学生上课的专注度明显不如往届学生，他们没有耐心聆听宏大的系统理论，没有耐心一次性完成复杂的任务。

3 《Java语言程序设计》课程实验教学碎片化实践

针对上述问题，从15级培养方案开始，将《Java语言程序设计》课程的上机学时从16增加到32，总学时64保持不变，并在16-17-2学期软件工程专业的《Java语言程序设计》课程中开始实施。在实施过程中实现了实验教学线上线下双模式教学以及时间、地点和内容的碎片化。

3.1 线下教学

（1）时间碎片化

在该课程每周两次的课时中，一次在教室，一次在机房。在教室的讲授为集中式教学，以教师为主，主要讲解基本概念，借此建立清晰的宏观体系。在机房的课时则灵活多样。如果前一次在课堂的讲授内容，足以支持2学时的完整的实验，则由教师先讲解实验要求和实验内容、步骤，并将实验指导书发给学生，由教师指导，学生为主体独立完成实验。另外，如果前一次的授课内容作为一个完整的知识点，还有少量没有完成的，教师可以继续完成，然后剩下的时间再布置实验内容和要求。总之，在时间安排上，每周第一次课以教师为主体，而第2次课由教师主导，学生为主体。

在这种教学模式中，可以看出，课程学时在教师和学生之间较为平均地切换，避免了长时间由教师占领课堂的弊端，有更多的时间由学生支配，学生能够及时对所学内容进行练习巩固，体会到“现学现用”的乐趣和满足感。

（2）地点碎片化

如前所述，在该课程每周两次的课时中，一次在教室，一次在机房。目前武汉华夏理工学院的教室均为多媒体教室，配置有计算机和投影仪，而教育技术中心的机房则是1台教师机和多台学生机，教师机和学生机之间通过教师端和学生端软件进行连接传屏，机房基本没有配备黑板和投影仪。

①在教室的教学，以教师为主，在多媒体教室中安装能够编译运行Java代码的真实的开发环境，通过黑板板书、PPT演示、程序运行和教师的语言和肢体动作，能够有效地吸引学生的注意力。这种教学方式有助于基本概念的理解和宏观体系的建立。基本概念和宏观体系的构建是在没有黑板和投影的机房难以完成的。

②在机房的教学，通过机房的教师端和学生端软件工具的使用，教师可以将概念的讲解，Java应用与程序的运行和演示紧密地结合起来,学生一人一机，可以更为清晰地观察和理解程序代码的撰写过程和运行结果。教师讲解演示后，学生可以马上进行操作，对所学内容能及时验证，训练巩固，程序出现问题可以得到教师的及时指导。

在这种教学模式中，教学在多媒体教室和机房之间平均切换，学生在教室里可以加强对基本概念和体系结构的理解，在机房可以提高实践动手能力。空间的切换也让学生对每次的课程学习保持新鲜和好奇感。笔者在授课过程中的体会是，在这种教学模式中，教师需要注意授课内容的次序，让新章节的讲授在教室开始，并根据情况实时调整，尽量将概念性较强的内容放在教室上，而需要教师讲授的章节收尾的部分可以挪到机房完成。

（3）内容碎片化

与上述时间和空间碎片化相对应，将以前比较大的内容比较多的实验进行分解，增加了灵活性，方便学生针对某个知识点和应用进行练习和巩固，更好把握每个知识点和应用，学生更加明确要完成哪些任务，降低了学习的难度。图1显示的是没有碎片化之前的实验。图2显示的是碎片化之后的实验。

图1 碎片化之前的实验

图2 碎片化之后的实验

3.2 线上教学

《Java语言程序设计》为校级精品资源共享。所有的学习资源(教学课件、课程视频、实验指导书等)都在网络平台共享，学生课上课下均可访问，不受时间地点的限制，进一步体现教学时间和地点的碎片化。线下(即课上)学习有疑问的地方，学生通过线上(即课下)网络平台提供的学习资源进行回顾复习和讨论交流，提高学习效果。

4 实验教学碎片化的设计基础

针对有些课程提出的“实验碎片化导致思维碎片化”，“碎片化教学导致只见木不见林”的问题，实验教学碎片化的设计基础是先结构化，再碎片化，从整体到部分再到整体，达到1+1>2的教学效果。因此在设计实验时，应首先对实验知识点和内容结构化，形成一个有关联的整体，然后对实验碎片化应做到“形碎而神不碎”，碎片化的实验从任务和内容角度力求独立化，但各实验之间的内在关联性并未切断，知识点前后贯通，学习变成一个完整的过程[4]。

《Java语言程序设计》实验教学的实验内容按章节内容组织，按照授课章节的次序，实验内容依次累加。因此在碎片化之前，已经对实验内容进行了结构化设计，形成了一个有机的整体，为实验教学碎片化奠定了基础。

5 结语

碎片化教学模式顺应时代的发展和学习方式的改变，这种模式改变了传统的满堂灌的授课方式，转向“教师为主导、学生为主体”的引导式、启发式、探究式和合作学习式教学模式。整体看来，实验教学通过时间、地点和内容的碎片化排解了学生的畏难情绪，激发了学生的学习兴趣，学生体会到“现学现用”的乐趣和满足感，提高了实验教学效果，更好地发挥学生主动性。

[1]百度全科.https://baike.baidu.com/item/%E7%A2%8E%E7%89%87%E5%8C%96/2369218?fr=aladdin.

[2]吴建材.碎片化时代高校教学改革的问题和探索.时代教育,2015,5.

[3]邱珊.Java语言程序设计精品资源共享建设与实践.现代计算机，2016.11.

[4]候爽.计算机基础课程实验教学碎片化研究.计算机教育，2015.9.