CDIO模式下基于云班课的对分课堂教学模式在Java程序设计教学中的应用研究

李惠 孙新杰 陆孟

摘要：目前，计算机类的课程的教学改革大都采用CDIO模式。高校中很大一部分学生都存在基础知识掌握不牢固、动手实践能力较差、编程语言杂而不精等问题。因此，针对学生的情况，文章提出了一种基于云班课的对分课堂的教学模式。该模式以CDIO理念为指导，使用蓝墨云班课，把传统课堂分为对分课堂，给学生提供个性化资源。该模式不仅提高了学生的积极性，建立了多元化的考试机制，同时也加强了师生之间的互动，培养了学生的计算思维和创新能力。

关键词：CDIO；云班课；对分课堂

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）31-0135-03

1 研究背景

六盘水师范学院计算机科学学院的计算机科学与技术、软件工程、物联网工程和大数据四个计算机专业都开设面向对象程序设计Java该门课程。通过对2019级、2018级的学生的问卷调查，发现很多学生反映Java基础知识掌握了，但是不会运用到具体的项目中；一写代码就报错等问题；有时候遇到问题无从下手。造成上述问题主要是由于在教学中存在以下问题。

1） 学习需求与教学目标不清晰

六盘水师范学院的计算机专业开设的面向对象程序设计Java的教学目标过于笼统，课程目标并未针对专业进行设置，这样导致学生学习的需求混乱。四个专业的教学大纲设置的内容和培养目标都一样，无区分度，并且有些内容过于陈旧，跟不上技术的更新。例如：在JDK1.8版本中引入Lamda表达式，在该课程的教学大纲中并未涉及该内容。此外，GUI编程在实际的项目开发中使用得不多，该部分内容比较简单，但是在本院的课程大纲中，该部分内容的课时较多。

2） 教学模式单一，师生缺乏沟通和交流

基于CDIO 的工程教育模式虽然已成为教育发展的新趋势，但课堂授课依然是大学授课的主要模式[1]。大部分教师理论课堂上都是采用PPT讲授、实验课使用上机实践。由于该门课程使用面向对象的编程思想，概念比较抽象，实践性很强，因此在教学过程中普遍采用“填鸭式”式教学。教师课堂上很少与学生进行沟通交流，学生有疑问，教师不能及时答疑，学生只能继续跟着教师进度听课，这样，导致教师无法掌握学生的学习情况，在学习中积累的问题越多，学生学习的兴趣越来越小。由于计算机课程的特殊性，很多学生利用网络教学资源获取知识，导致学生对电子设备的依赖性比较强，因此，部分学生上课的时候也在“低头”，教师无法及时监管[2]。

3） 教学内容相对滞后，并且缺乏系统化

市场上关于Java的教材很多，但是很多教材内容都是相对滞后的。因为，教材从编写到出版要经历几个月，但是Java中JDK版本、框架技术在不断更新，导致学生无法及时了解当前技术的发展和市场的需求。此外，部分教材内容不全，缺乏系统化。例如：很多教材中对于Java的泛型、枚举类、注解、反射等内容讲解得比较简单，学生对该部分知识点掌握得较差，导致后期的专业课Web开发技术、JavaEE框架与开发课程进度较慢。

4） 教学案例项目设计不合理

在Java程序设计课程中，教师会针对相应的知识点设计一系列的案例小程序，这些程序大多是为了配合语法知识的讲解而设计出来的，一般无实际应用价值，并且这些项目缺少设计环节，大都是按照教师的思路讲解，学生只会依葫芦画瓢写代码，即使学生运行出程序，但是不理解里面的逻辑，忽视了学生设计能力的训练。

5） 考核方式单一

在高校中，大多数的课程仍采用试卷考核方式，这种考核方式注重理论而忽视实践，很难考核出学生的真实水平，尤其是不能考查出学生的动手能力的高低，从而导致考试的不公平，这样不利于培养学生的计算思维和创新能力，不能激发学生学习的积极性，不能提高学生的动手实践能力和编程能力。

因此，基于上述事实，对于Java课程的教学改革与实践势在必行[3]。

2 CDIO模式下基于云班课的对分课堂教学模式的构建

为了培养具有创新精神和实践能力的应用型人才，综合考虑六盘水师范学院的实际情况，本项目以CDIO理念为指导，以培养与市场结合的应用型人才為目标，使用蓝墨云平台和课程的网络教学平台，把传统课堂分为对分课堂。该项目将从以下几个方面对该六盘水师范学院的Java课程进行改革。

2.1 教学目标的改革

首先要明确学习需求与教学目标。根据不同专业的人才需求，制定该专业的面向对象程序设计Java课程的教学目标。例如：在物联网专业的Java课程中，利用接口和多态的特点，引入物联网的相关内容。大数据专业主要是掌握Java的底层开发，为后期的大数据开发打基础，在设计大纲的时候要融合数据挖掘的思想。

2.2 教学内容和教学案例项目设计的改革

教学内容要逐渐转变为以开发设计实际项目为主、讲解所用知识点为辅助的方式[4]。并且根据企业的需求定期地更新教学内容，根据各个专业的要求加入与专业相关的 Java 技术内容。课程教学中要选取典型的教学案例项目。在该项目中设计了一个综合性、贯穿教学全过程的教学案例项目。案例项目分解为不同的模块，每个模块有机地包含相应章节的知识点，而学生在编程实践环节也基于此项目，这样既可以加深理论知识的掌握；又可以带动实践操作。例如：在2018级面向对象程序设计Java中，设计了一个O_DMS_Weather系统，主要是针对六盘水天气信息采集，然后进行帅选、分析进行重构。把该项目按照模块分成六个部分，然后贯穿在本课程中的各个章节中。

2.3 教学手段和教学模式的改革

本项目把蓝黑云班课和课程网站作为教学平台，把传统课堂改为对分课堂教学模式。项目采用线上与线下紧密结合的方式，分为课前预习、课堂讲授、课后在线学习、内化吸收、课堂讨论、课后知识拓展六个步骤。具体过程如图1所示：

首先，教师在电脑上或者手机上安装蓝墨云班课平台软件，然后在该平台上创建班课。接着教师要把教学大纲、教学计划、教学案例项目，及其学生需要在线自主学习的学习资料上传到蓝墨云班课中的资源库内。使用“通知”的功能，提前发放“学习任务单”，并给学生布置学习任务。课堂讲授中主要使用对分课堂教学模式。在使用对分课堂的时候，教师需要先利用云班课中的“作业/小组”功能根据学生的情况进行分组。分组完成后在课堂上实施教学。教师在课堂上可以根据学生的实际情况可以采用不同的对分方式，例如使用9分钟对分。教师先给出案例项目，然后给学生 3分钟的时间思考项目实施的步骤；然后给 3 分钟的时间，让小组内的学生进行讨论该项目实施的思路和过程；接着使用最后的3分钟，抽取部分小组进行交流、发言，并让各小组进行相互评价。教师可以根据学生回答的情况，进行简单总结。根据授课内容的难度，教师可以把时间扩展到 15 分钟（5+5+5） 、或更长的对分。为了激发学生的学习兴趣，教师可以在云班课的成果区发布优秀的作品，并对每个小组的内容进行点评。为了及时地掌握学生的学习效果，教师在课上可以发布单元测试，对学生进行在线测试。课后也可以发布问卷调查，收集学生学习的反馈意见。这样可以及时地掌握学生学习情况，调整教学计划，以此类推，循环重复。

2.4 考核方式的改革

按 CDIO理念，应该选择合适的考核方式，才能真正地体现学生水平[5]。针对不同层次的学生，应该用不同的方式进行考核，因此，该项目在改革中建立了多元化的考试方式。考核分为卷面考核和过程性考核。过程性考核更能考核学生的实践能力。过程性考核包括学生的平时成绩、项目成绩，卷面考核主要是期末考试的成绩。

1） 平时成绩

平时成绩包括学生的考勤、课堂表现和作业成绩。

教师通过云班课中的“发起签到”记录学生的考勤。教师通过云班课可以实现课堂选人、抢答、举手，小组表现等。云班课会记录学生的整个学习过程，并且根据教师设置的比例进行打分，这样学生可以得到公平的平时成绩。

教师通过云班课或者网络教学平台可以发布作业。作业可以是填空、选择等类型的客观题，也可以是编程之类的主观题。学生在平台上提交自己的作业后，教师可以评阅，学生之间也可以互评，真正地做到以学生为中心。

2） 项目成绩

以小组为单位进行成绩评定，包括项目开发、答辩、项目报告三部分。具体考核方案如表1所示：

3） 期末成绩

期末成绩主要是指卷面成绩。期末成绩根据教学目标主要考核学生基础知识、编程能力、综合运用能力。考试的内容要覆盖教学大纲中的知识点。在设置期末考试的时候尽量地设置客观题的比例小一点，主观题的比例多一点，这样可以更加真实地反映学生的真实水平

3 教学改革效果

对2018级2班和2019级1班两个年级实践该教学模式，并取得了一定的成效。通过这两个年级的学生分析，发现学生动手编写代码的能力提高，一部分学生学习的积极性提高，积极地参加大学生创新创业训练项目，并取得了相应的成绩，还有部分学生积极参加系部里的项目开发小队，在教师的指导下成功完成了两个实际项目。在后期的专业课中也起到了积极带动作用。

课程结束后对2018级2班进行了问卷调查，调查结果如图2所示。

从问卷结果看到，学生对该门课程还是比较满意。根据问卷调查针对学生的意见（如图3所示），教师及时地调整教学，总结教学经验，为后面年级的教学调整做准备。

对2017级、2018级（2） 班和2019级（1） 班的成绩进行分析（如表2所示），2017级未使用该教学模式。

从表2中的数据可以分析出：2018级的平均成绩和及格率都明显高于2017级。说明该教学模式有效地提高了学生的成绩。

4 小结

实践证明，CDIO模式下基于云班课的对分课堂教学模式解决了传统Java程序设计课程理论教学抽象、学生学习积极性不高、比较被动、理论内容和实验内容脱节、考核方式不合理等问题。该教学模式不仅充分調动了学生的学习积极性，还让学生主动地参与学习中，实现了以学生为中心，并且学生的动手能力和编程能力得到加强，教学取得了好的效果，达到本项目改革的目的。

参考文献：

[1] 刘鑫，邵林，徐琳宏，等.CDIO模式下Java系列课程关联性与差异性的研究与应用[J].电脑知识与技术，2019，15（2）：152-153.

[2] 索望，昌燕，何林波.CDIO模式下Java程序设计课程教学改革探索[J].计算机教育，2016（9）：111-114.

[3] 李满.基于蓝墨云班课的对分课堂教学方法改革探索——以《程序设计基础》为例[J].电子测试，2018（20）：130-131，77.

[4] 刘乃丽.基于CDIO理念的移动开发课程改革探索[J].科教导刊（电子版），2020（5）：7.

[5] 徐完平，夏跃伟，杜效伟.对分课堂在Java程序设计教学改革中的探索[J].现代计算机，2019（31）：65-67.

【通联编辑：梁书】

收稿日期：2022-05-16

基金项目：六盘水师范学院2019年度自然科学项目大数据下基于碎片化学习的高校个人知识管理平台的设计与实现（No.LPSSY201905） ；六盘水师范学院2019年教改项目CDIO模式下基于云班课的对分课堂教学模式在Java程序设计教学中的应用研究（No.LPSSYjg201915）

作者简介：李惠（1985—） ，女，山东泰安人，副教授，硕士，主要研究方向为软件开发技术、大数据。