翻转课堂教学模式在"Java程序设计"中的应用研究

葛萌 欧阳宏基 张忠

摘 要：“Java程序设计”是高等院校计算机相关专业的一门重要的专业基础课，也是一门实践性和工程性都很强的应用型课程。分析了传统教学模式在“Java程序设计”中存在的问题，将翻转课堂教学模式应用到该门课程的教学设计中，从完善课程内容、准备教学资源、改变教学场所、设计教学内容、提升教师软件实践能力、调整评价方式等方面详细阐述了翻转课堂教学的具体实施过程。实践表明，翻转课堂教学模式的实施使得学生的学习兴趣、成绩、实践编程和团队协作等能力均有一定程度的提高，为程序设计类课程的教学改革提供了一定的借鉴。

关键词：Java程序设计;翻转课堂;教学模式;教学设计

Abstract：Java programming is an important professional basic course for computer related majors in colleges and universities. It is also a practical and engineering application-oriented course. This paper analyzes the problems of traditional teaching mode in Java programming， applies flipped classroom teaching mode to the teaching design of this course， From the aspects of improving course content， preparing teaching resources， changing teaching place， designing teaching content， improving teachers' software practical ability and adjusting evaluation method， this paper expounds the specific implementation process of flipped classroom teaching. The practice shows that the implementation of flipped classroom teaching mode can improve students' learning interest， performance， practical programming and team cooperation， it provides a reference for the teaching reform of programming courses.

Key words：Java programming;flipped classroom;teaching mode;teaching design

0 引言

Java语言自诞生至今依然是全球范围内最炙手可热的面向对象程序设计语言。凭借其良好的跨平台性、易于学习、完善的生态圈、丰富的第三方插件等优势，Java语言可应用到桌面程序、Web应用、移动终端、嵌入式系统、大数据、物联网等多方面场景的设计与开发中[1]。相关用人单位对Java工程师的需求逐年屡创新高。

各高校计算机相关专业都开设了“Java程序设计”课程，目的是为了培养学生掌握应用Java语言进行面向对象的程序分析、设计、编码等能力，从事相关的软件开发、测试、运营和维护等工作。但高校传统的授课方式以“课堂理论+程序演示+上机自主练习+课后辅导”为主[2]，教师为主体进行讲授，学生被动的接受知识。导致学生对Java语言的理论知识掌握不牢、实践能力差，从而影响后续课程的学习（例如“JSP程序设计”、“移动终端开发与应用”、“Java EE企业级应用”等），甚至会影响到学生的就业。

笔者从事了多年“Java程序设计”的教学工作，结合咸阳师范学院计算机学院（以下简称我院）的具体情况，利用翻转课堂教学模式对“Java程序设计”课堂进行了教学改革。从完善课程内容、准备教学资源、改变教学场所、设计教学内容、提升教师软件实践能力、应用综合评价方式等方面详细阐述了该教学模式的实施过程，旨在培养学生Java学习兴趣，提高程序设计能力，同时也提高教师的课堂教学水平，为程序设计类课程的教学改革提供一定的借鉴。

1 Java程序设计教学中存在的问题

1.1 课时缺乏

目前高校对培养方案的课时安排有很多严格的限制，大多数高校：“Java程序设计”普遍采用64（理论40+实验24）课时或者48（理论30+实验18）课时两种。即便是40个课时的理论，也无法把Java SE部分的内容讲完，可能会导致多线程、反射、注解等内容普遍留给学生自学。由于缺乏相关的监督机制，学生课后自学的效果无法保证，而这部分内容恰恰又是后续课程的基础，例如多线程内容会在“Java网络编程”、反射和注解会在“Java EE企业级开发”等课程中用到，所以课时欠缺会影响学生对“Java程序设计”课程的学习效果。

1.2 课堂教学方法落后

理论课时部分一般都是在教室进行，教师利用多媒体设备采用“理论+程序演示”方式进行授课。

由于课时本身有限，针对理论的演示程序一般都是课前准备好的，教师逐行讲解代码并演示程序运行结果。学生在课堂上也只能随着老师思路一行一行理解代码，稍有分心思路就会被干扰，影响听课的效果，长期以往部分学生就會产生厌学的情绪。

1.3 教师欠缺软件实战能力

近年来进入高校的博士教师在研究生阶段注重的是学术理论，缺乏真实的软件企业项目实战。他们不能从需求分析、项目管理、质量保证、开发技巧等方面扩充知识内容。而以前的一些老教师也很少有软件企业项目的锻炼，他们所讲授的还是相对传统的内容，不太愿意花费大量的精力去学习Java相关的新技术（例如高版本JDK新引入的技术可能不会出现在授课内容中）。这就会导致教师授课内容与行业实际需求不符、无法用实际项目经验支撑理论内容、无法赋予课程内容新意与高度，学生听着枯燥、乏味。

2 翻转课堂教学模式的应用

翻转课堂教学模式起源于美国科罗拉多州落基山的“林地公园”高中，因取得了良好的教学效果而备受全球关注[3]。与传统教学模式相比，翻转课堂主要在3个方面有较大变化，分别是：教学形式、教师角色和学生角色。教学形式方面：学生在课外通过视频、PPT和文献资料等完成课程内容的自学，在课堂中进行问题讨论、交流分享和答疑解惑[4]。教师角色方面：教学由传统课堂的主体地位转换为教学过程的指导地位。学生角色方面：由传统教学中知识的被动接受转换为主动学习。将翻转课堂模式应用到“Java程序设计”教学中，主要从以下方面开展实施。

2.1 制定合理完善的教学内容

由于“Java程序设计”是Java技术系列课程的入门课，所以教学效果会直接影响到后续课程的学习。为了确保Java SE的核心知识点都在课程中有所体现，制定了知识内容。其中课时分配是理论+实验的课时，总计80课时，如表1所示。

2.2 准备教学资源

翻转课堂教学模式突出“以学生课外自主学习为主、教师课堂答疑为辅”的中心地位。教师提前准备好课程的相关教学资料（课程内容简介、教学大纲、教学视频和习题集等）。教学视频是教学资源中的重中之重。包括授课视频、实验视频和习题视频。

录制视频以知识点为单位，采用微课的教学形式，每个视频不易超过15分钟，语言言简意赅，要确保学生在看完视频后基本能掌握相关知识内容。教师将这些资料上传到网络（自主学习平台、QQ群等），学生在课外可以随时随地通过网络观看视频、下载资料、上传作业、在线互动等方式进行自主学习。教师在课堂中对学生课外学习的疑问进行解答并布置课后任务，学生之间相互交流心得体会。翻转课堂打破了传统课堂上教师一讲到底、课后学生复习、预习知识的教学模式，师生关系也由主导与服从的关系变为辅助与自主的关系[5]。

2.3 改變教学场所

传统教学场所包括教室和实验室，理论部分在教室教学，实验部分在实验室进行。由于“Java程序设计”实践性强的原因，即使老师在教室通过多媒体设备向学生展示了相关知识的程序代码，但学生只是看懂、听懂，并不能代表学生自己能动手把代码写出来。而一般学校排课，理论和实验之间至少有一天时间的间隔，所以导致实验课前教师又得把理论课的内容再重复一遍，这样就浪费了有限的学时。所以建议授课场所全部改在实验室进行，教师通过极域电子教室等多媒体软件向学生演示完代码后，学生立刻就动手重复老师刚才所讲的内容，对于不懂的内容老师顺势就进行指导，这样就达到了立竿见影的教学效果。

2.4 精心设计教学环节

如何确保学生在课前对视频资料进行认真、有效的学习是翻转课堂能否顺利实施的基本保障。课堂中教师首先要以提问的方式检查学生课前自学的效果，所提问题随视频资料提前发给学生。这些问题应该都是一些与当前知识相关的简单性问题。如果这些问题学生大多数都回答不上来，说明课前没有认真自学，那么教师要重新讲授相关内容。如果学生自学效果好，那么教师要布置相关程序设计题目，组织学生进行讨论，得出解决思路。然后让学生动手编程，教师辅助指导，发现学生不懂的地方就单独进行指导，也可以挑选学的好的学生帮助教师指导，让学生指导学生，确保每个学生在每节课都动手能完成相关编程题目。最后，教师总结相关知识编程的通用步骤或思路，对相关知识形成高度概括，便于学生对知识的巩固。同时再布置难度稍高一些或者另外编程思路的题目，让学生课后练习，达到举一反三的目的。以字符串相关内容为例，教师可以按照所列内容设计教学环节，如表2所示。

2.5 提升教师软件实践能力

教师不但要具有扎实的理论基础，有较强的教研素质;还要具有较强的软件实践能力。可以通过以下方式进行培养[6-7]：（1） 利用寒暑假参加有实用价值的专业技能短期培训班;（2）进入软件企业挂职锻炼，重点在软件开发、软件测试岗位实际经历真实项目的锻炼;（3）考取专业技能证书，例如参加全国软件专业资格水平考试。（4）进入高校访学，参与知名院校的科研实践项目。（5） 通过校企合作，向企业实践经验丰富的工程师学习。

2.6 采用多元化的考核方式

对课程采取多元化考核方式，实施过程评价和结果评价相结合的综合评价模式[8]。测评内容包括：（1） 在课前按时完成网络课程的自学;（2） 课堂表现与讨论成绩;（3） 课后完成在线练习与测试成绩;（4） 项目答辩成绩;（5） 期末考试成绩。综合成绩的计算方式可以是上述成绩按权重的累加合，例如：在线练习与测试成绩*20%+课堂表现与讨论成绩*20%+项目答辩成绩*30%+期末考试成绩*30%。

3 应用效果

对我院软件工程系软件工程专业2017级学生采用翻转

课堂教学模式进行“Java程序设计”课程的教学，在相同教师授课情况下，17级学生的平均成绩比16级学生的平均成绩提高了8分，大多数学生的动手能力普遍都有所提高，部分学生表现出将来从事与Java开发相关工作的意愿。2017、2018年各有1名学生获得“蓝桥杯”软件设计大赛（Java技术组）国家级三等奖，2019年1名学生获得“蓝桥杯”软件设计大赛（Java技术组）国家级二等奖。同时，通过翻转课堂的实施，学生的表达能力也普遍得到了提高，进一步增加了学生之间的团队协作精神;另一方面

也为教师提供了深入了解学生的机会，根据学生对知识掌握的差异性提供针对性的辅导，促进每位同学的进步。

4 总结

本文研究了翻转课堂教学模式，并在“Java程序设计”课程中进行了实践探索。从完善课程内容、准备教学资源、改变教学场所、设计教学内容、提升教师软件实践能力、调整评价方式等方面详细阐述了翻转课堂教学的具体实施过程。通过在我院近年来的探索与实践，该教学模式有效提高了学生学习Java语言的兴趣和学习效果，为后续“Java Web开发”、“软件设计模式”等课程的学习奠定了良好的基础，同时也提高了教师的课堂教学水平，并为相关课程的教学改革提供了一定的借鉴。

参考文献

[1] 欧阳宏基，葛萌，郭新明.Java技术的应用型人才培养模式研究[J].微型电脑应用，2019，35（9）：14-16.

[2] 高贤强. 翻转课堂教学模式在“Java程序设计”课程教学中的应用研究[J].现代计算机，2019（7）：63-66.

[3] 高贤强.基于任务驱动的《Java 程序设计》课程翻转课堂教学模式研究[J].教育现代化，2019（7）：249-251.

[4] 冯志林.基于“翻转课堂”模式的“Java 系统分析与设计”课程 教学研究[J].科教文汇，2017（9）：63-64.

[5] 郎振红.翻转课堂在Web程序开发实验教学中的应用研究[J].实验技术与管理，2016，33（2）：151-154.

[6] 叶健华，胡华海.计算机专业“双师型”教师的培养路径研究[J].电脑知识与技术，2017，13（34）：116-117.

[7] 李娟.计算机专业校企合作下“双师型”教师队伍建设[J]电脑知识与技术，2017，13（18）：117-118.

[8] 王建芳.翻转课堂教学模式探讨—以Java程序设计为例[J].南阳师范学院学报，2019，18（4）：66-68.

（收稿日期：2019.09.05）