基于OBE的Java程序设计课程教学模式改革探索

2019-09-10 07:22谢静蒋秀林
高教学刊 2019年21期
关键词:Java程序设计教学探索

谢静 蒋秀林

(蚌埠医学院 计算机教研室,安徽 蚌埠 233030)

摘  要:将OBE理念引入到《Java程序设计》课程的教学中,根据学生的学习目标构建教学模块,并从理论教学、实践教学和教学考核3方面具体阐述,实践证明,采用这种教学方法可有效提高教学效果并增强学生学习的主动性。

关键词:OBE;Java程序设计;教学探索

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2019)21-0132-03

Abstract: This paper proposes the idea of introducing the theory of OBE in java program teaching, sets up the teaching model based on the learning objectives of the students, and describes the reform process from theory teaching, practical teaching and the educational examination, effective results can be achieved in teaching by this method, and also enhance students' learning initiative.

Keywords: OBE; Java programming; teaching exploration

伴随着计算机和互联网的迅速普及,Java因具有跨平台、分布式、安全性高、健壮性、多线程的特性[1],已成为软件开发领域的主流技术,在互联网、数据中心、移动平台及各种计算机的开发应用中已被广泛应用,发展前景广阔[2]。我校自2008年起将Java程序设计语言作为部分专业的程序设计必修课程,旨在使学生了解面向对象程序设计的基本思想和基础知识,初步掌握使用Java进行软件开发的能力,以提高学生的自主学习、分析问题和解决问题的能力,通过该课程的学习,使学生具备一定的创新能力,为后续课程的学习奠定良好的基础。

OBE(Out-comes-Based Education,简称OBE)教育模式起源于西方国家的教育改革,是20世纪90年代,美国教育家William G. Spady提出的,其核心思想是“以学生为主体、以成果为驱动”的成效为本教育理念[3]。“以学生为本,以产出为导向”的OBE教育模式能够清楚地关注和组织整个教学过程中的每个教学活动。

部分学者提出:在以学习结果为基础的教育模式下,老师要实现特点的教学目标,就必须根据学生要实现的学习目标制定教学计划,并对不同特点的学生区别对待;在整个教学执行过程中规划学生的学习方案,使学习方案以实现学习结果为目的。驱动教育系统运作的动力不再是教科书或教师的经验,而是学生的产出,这与以内容驱动和重视投入的传统教育模式形成鲜明对比[4]。通过结果导向,学生和老師能够快速实现学习和教学目标,真正实现学以致用[5]。

为提高教学质量,我们在Java程序设计课程中引入OBE教学理念,根据学生的学习目标不同制定不同的教学内容,对Java程序设计的理论教学与实践教学及课程考核方案等进行教学改革研究与探索。

一、以往教学中存在的问题

(一)学生程序设计水平参差不齐

Java作为面向对象程序设计语言,学习Java语言之前,需要先学习c或c++语言。Java和c/c++有许多的相同的地方,教材上也有许多重复的内容。对于同样的内容,不同学生的掌握程度不一样,有部分学生通过前期课程的学习,已经具备较好的编程基础和程序设计思想,自学能力也较强;还有部分学生,还不能很好的理解编程和编程语言。这就造成学生的差异,有部分同学认为Java课程较简单,学起来较轻松;有部分同学认为该课程太复杂,学起来难度较大;更有同学根本听不懂。这就使老师不好把握分寸,想上好Java程序设计课并不容易。

(二)教学方式不科学

以往的教学方式采用的是以教师为中心,以知识导向为主的教学模式,教师更多关注教学内容,直接讲结论,不讲发现结论的过程,希望学生能够按照教师的要求完成学习任务,达到教师规定的学习目标。而Java程序设计课程涉及的概念多且抽象。教师授课时主要依赖电子课件进行理论教学,又因受限于教学时数和教学进度的安排,理论课往往沦为电子课件的展示课,教师与学生的互动减少,学生对教学活动的参与不够[6]。

这种教学方式下,教师将学生视为具有同等能力和同等水平的对象进行统一教学,没有考虑学生个体的差异,从某种程度上限制了对学生潜力的挖掘和思维能力的培养;学生将主要精力放在对教师所授知识的总结、整理及应用方面,而在自主学习、扩展性学习能力方面关注不多。

(三)实践教学缺乏系统性

Java是一门实践环节占较高比重的课程,以往的实验课自主设计的内容很少,多是对理论课所讲授的内容做验证,实验内容多是针对教材中每个知识点设计,实验内容较单一、枯燥且前后缺乏关联性。此外,学生在实践环节中的关注点往往是语法规则,多是对书本上的例题的照抄或模仿,很少深入分析问题、体会程序开发的思想并融入自己的设计。这就造成了多数学生即使完成了所有的实验题目,仍然对系统开发的概念、方法没有清晰的认识,做不到融会贯通,且没有通过一些综合的项目实训,对面向对象程序设计的总体思想也很难把握[7]。

(四)考核方式单一,考核内容不合理

以往对Java程序设计课程的考核主要采用笔试的方式进行,考核内容也多是一些概念性和记忆性的内容。这就造成了部分学生忽略实际编程能力的提高,仅对一些知识点或概念进行记忆性的学习。在这种考核方式下,高分并不能反映真实的教学情况,也不能体现出学生的学习能力和创造能力,更难体现考核的目的和意义。因此,需要根据该课程和学生的特点,找出合适的考核方式[8]。

二、基于OBE的Java教学改革

(一)在明确教学目标的前提下调整课程设置

在过去的教学过程中,我们发现部分学生不知道Java程序设计这门课程的教学目标,也不明白这门课程对后期的学习和工作的作用。为了让学生更好地理解课程教学目标,我们利用第一次理论课来介绍该课程的学习目标及与该课程相关的后期学习方向,使学生知道Java课程学习的最终目标为:培养抽象思维能力,利用面向对象的思想、方法,能够使用Java语言开发出一些简单的桌面系统应用程序,为实现该目标,就必须先掌握Java的基本概念和语法,并能理解面向对象程序设计的方法。在实现上述目标的基础上才可以继续学习Android开发、Jsp开发以及J2EE企业开发等。

为此,我们结合各个专业的不同需求,对教学课时进行了调整。信息管理和信息系统专业的Java课程教学学时数由原先的60学时调整为现在的72学时,理论和实验各占36学时;而物联网专业的总学时数则调整为78学时,其中理论课为38学时,实验课为40学时。为使对Java的实际应用有更多的了解,我们在Java课程教学结束之后,开设了两门与Java密切相关的限选课——Android程序开发和Jsp网站开发。

(二)基于OBE的课程教学改革

OBE教育模式强调的是以学生为中心、以学生的学习成果为导向,其核心理念就是根据学生不同的学习目标,划分不同的学习结果。而学习目标又由学生的个性发展和学习能力的差异来确定,因此确定学生预期学习成果是OBE教育模式实施的第一步。学习Java程序设计的课程的学生主要来自信息管理、信息系统以及物联网这3个专业。不同专业的学生不仅学习背景不同,而且对Java程序设计的兴趣和目标也不同,有的学生仅希望对课程有大概了解,掌握一些理论方面的知识;有的学生则希望在掌握基本理论知识的基礎上能够熟练掌握实际操作;而有的学生则希望能够进行更深层次的学习。面对不同目标的学生,教师要设计不同的教学内容,这就需要先设计教学内容,对教学内容进行模块化划分,在学生确定学习目标后,将相应的学习模块推荐给学生。根据不同学生的需求,我们将Java教学内容划分为对应模块,如表1所示。

(三)基于OBE的实践教学环节改革

Java是一门对实践性和动手能力要求较高的课程,实践课的目的在于提高学生的动手能力和知识综合运用的能力。通过实践教学,将Java语言内容和面向对象的编程思想相结合,训练学生的计算思维,培养学生的自主学习能力,提高学生的团队协作能力[9]。故而,改革实践教学尤其重要。

因学生的学习目标和对知识的掌握程度均存在一定的差异,基础薄弱的学生在面对复杂实验时心理上会产生畏难的情绪,进而逐渐丧失学习的兴趣;而简单的实验又很难激起基础较好的学生的兴趣,燃起这部分学生的斗志。因此,可根据学生选择的学习目标,因人而异地开展实践教学。具体实施可以从以下几个方面做起。

首先,将实验项目分为三个部分:1. 基础实验部分,实验目的是培养学生的基本动手能力。此部分实验多是验证性实验,要求验证结果的正确性,只要学生按照实验指导书内容完成即可,例如,JDK安装配置、判断输入的数据类型、打印商城库存清单等。2. 设计性实验部分,此部分的实验目的是培养学生的综合运用知识的能力。教师给出实验题目要求,学生根据掌握的知识设计和实现题目要求,例如,搭建流水线、随机点名器、超市购物、新用户办理银行账户业务、统计文件中的字符数、USB接口程序、简易计算器,模拟物流快递系统等。3. 提高性实验部分,这部分的实验目的是对学生已掌握的知识进行巩固和加强,并培养学生独立解决问题和扩展学习的能力。教师给出结合具体应用或项目的实验需求,学生独立分析、设计并编程实现,如:水果超市管理系统、管家婆软件、飞机躲子弹小游戏等题目。如上“JDBC数据库操作”这个模块的实践内容时,若学习目标为“简单了解”的学生可不进行此内容的实践操作;而学习目标为“掌握基本操作”的学生可对照教材上的例题完成验证性的实验;而选择学习目标为“深层次的学习”的学生则要根据个人学习能力,在验证性实验的基础上进行扩展实验,如开发“水果超市管理系统”、“管家婆”软件等。

其次,进行分组实验教学。每组由3-4名学生组成,这些学生的学习目标一致,采用分工合作的形式共同完成项目开发,每组设有项目经理,程序开发员和测试人员,即模拟项目实训,培养学生的团队合作精神和工程实践能力。

此外,积极引导并鼓励学生参加各类程序设计大赛。如“篮桥杯”全国软件和信息技术大赛、“互联网+”等大学生创新创业大赛等。这些竞赛对于提高学生的实践动手能力和创新意识都有积极的促进作用。因为这些竞赛的题目都具有挑战性和创新性,许多题目来自于企业实际项目和科研院所的科研课题,充分体现了“立足行业,结合实际,实战演练”的指导思想[10-11]。

(四)基于OBE的考核方式改革

考核结果应能客观地反应学生的学习情况。基于OBE的考核方式应结合相应的学习目标,主要评价学生在相应的学习目标下学习达成度情况。基于OBE的Java课程的考核主要由以下几部分组成(如表2)。

该考核方式在2016级开设Java程序设计的三个专业中实施,达到了预期的效果,这种考核方式更有利于对学生的能力进行综合评价,激发学生的学习热情,提高教学效果。

三、结束语

OBE教育模式,是对传统教育模式的革新,我们将OBE理念引入到Java程序设计课程中,基于OBE教育模式对Java程序设计课程中的理论教学内容、实践教学环节、考核方式进行改革,虽然这大大增加了教师的工作量,但这种教学模式以学生学习结果为导向,使得学生真正成为了课程的最大受益者。教学改革任重道远,一切改革工作都要以促进学生成长为目的[12]。在Java教学中引入OBE教育理念,能够实现将人才培养从以教师的知识传授为主向以学生综合能力为主的根本转变。

参考文献:

[1]雍俊海.Java程序设计教程(2版)[M].北京:清华大学出版社,2007:2-3.

[2]孙伟.《Java程序设计》课程的教学改革与实践[J].计算机时代,2015(11):84-85.

[3]SPAD Y W G.Outcome-based education:critical issues and answers[M].Arlington:American Association of School Administrators,1994.

[4]余烨.基于OBE的Java程序设计课程教学改革[J].计算机教育,2017(6):95-100.

[5]顾佩华.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式[J].高等工程教育研究,2014(1):27-28.

[6]邢国春,李紫薇.基于Java语言的项目驱动教学的透明性研究[J].长春师范学院学报:自然科学版,2010,29(3):132-134.

[7]刘冰,罗来俊.基于任务驱动的JAVA教学研究[J].考试周刊,2012(15):111-112.

[8]张春凤.优化信息技术课堂教学的有效策略[J].教育信息技术,2009(7):36-38.

[9]刘春娟.实训项目教学模式在教学实践中的应用[J].陕西学前师范学院学报,2013,29(3):23-26.

[10]李敏杰.程序设计竞赛对学生实践创新能力的培养[J].福建电脑,2015(8):60-61.

[11]黄海芳,方丽,余宇华.基于竞赛的程序设计类课程教学改革[J].电脑知识与技术,2015(6):115-16.

[12]王文冰,李辉.以实例贯穿课堂的面向对象程序设计课程教学改革[J].计算机教育,2011(1):91-94.

*基金项目:安徽省质量工程项目“新工科背景下以OBE理念为指导的物联网工程专业程序设计类课程教学改革探索与实践”(编号:2018jyxm0796);安徽省质量工程项目“计算机基础与程序设计”(编号:2018mooc281);蚌埠医学院质量工程项目“基于OBE理念的物联网工程专业程序设计课程教学模式研究与实践——以《Java程序设计》课程为例”(编号:2017jyxm26)

作者简介:謝静(1985-),女,汉族,安徽滁州人,硕士,讲师,研究方向:图像处理,虚拟现实。

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