王 慧，李雷孝，邢紅梅

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 數(shù)據(jù)科學(xué)與應(yīng)用學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080）

1 研究背景

Java 作為一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，以其簡單性、可移植性、安全性、健壯性等特性，廣泛地應(yīng)用于個人PC、互聯(lián)網(wǎng)、游戲控制平臺、云計算、金融系統(tǒng)等領(lǐng)域。據(jù)TIOBE 編程語言排行的數(shù)據(jù)顯示，近二十年來，Java 一直處于前三名。由于Java 具有廣泛的應(yīng)用及強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，目前國內(nèi)高校的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)都開設(shè)了Java程序設(shè)計相關(guān)課程，以適應(yīng)社會對相關(guān)專業(yè)人才的需求，為畢業(yè)生的就業(yè)增加有力砝碼。然而實際教學(xué)中存在一些問題，如過于偏重語法語義，對實踐動手和分析解決問題能力培養(yǎng)較少，畢業(yè)生在就業(yè)時無法完全滿足社會對人才的需求?；谝陨蠈嶋H情況，筆者結(jié)合自身實際教學(xué)經(jīng)驗，在Java 程序設(shè)計課程教學(xué)中引入了OBE 教學(xué)理念，結(jié)合多種教學(xué)模式，對該課程實施了教學(xué)改革，以提高學(xué)生在程序設(shè)計過程中分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生的理論知識和實踐技能得到共同發(fā)展，從而達(dá)到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，滿足社會市場對人才不斷變化的需求。

2 Java 程序設(shè)計課程在教學(xué)中存在的問題

（1）各章節(jié)內(nèi)容講解大多以單一的知識點(diǎn)、語法要點(diǎn)的理解和記憶為出發(fā)點(diǎn)，沒有考慮對知識的有機(jī)結(jié)合，從而忽視了對綜合問題分析能力的培養(yǎng)。

（2）課程授課模式多采用多媒體教室進(jìn)行課堂教學(xué)，每堂課大多數(shù)時間是教師進(jìn)行單純的理論知識講解，忽略了學(xué)生的實操，當(dāng)學(xué)生面對實際項目時就會出現(xiàn)無從下手的情況。

（3）課時數(shù)不多的實驗教學(xué)以驗證性實驗為主，授課教師會在實驗課前事先設(shè)置實驗?zāi)康摹嶒瀮?nèi)容、實驗步驟，在實驗課中詳細(xì)介紹實驗內(nèi)容，學(xué)生只需機(jī)械地按照教師所講內(nèi)容驗證實驗結(jié)果是否正確。實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置缺少綜合性、設(shè)計性的內(nèi)容，不利于學(xué)生將更多的知識如軟件工程、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等課程內(nèi)容綜合起來解決問題。同時，忽略了學(xué)生的主體地位，無從發(fā)揮積極性和創(chuàng)造性。

（4）課程考核對于學(xué)生來說是一個方向標(biāo)，Java 程序設(shè)計課程考核方式設(shè)置為單一的紙質(zhì)閉卷形式，考核的知識點(diǎn)是單一的，一定程度上學(xué)生只以“死記硬背”的方式學(xué)習(xí)這門課程。這樣做不符合程序設(shè)計靈活應(yīng)用知識解決實際問題的本質(zhì)，也會導(dǎo)致學(xué)生缺乏分析設(shè)計能力，不能綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決實際問題。

3 基于OBE教學(xué)理念的Java程序設(shè)計課程改革方案

Outcome-Based Education（OBE）也稱為成果導(dǎo)向的教育或基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育，它是一種以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心來組織、實施和評價教育的模式。自1981 年由美國學(xué)者斯派帝（Spady K.D）等人提出后很快引起學(xué)界的重視和認(rèn)可，美國、英國、加拿大等國家將之作為工程教育改革主要方向，逐步打造出各具特色的卓越工程教育體系[1]。OBE 理念在目前高校教學(xué)改革中有助于應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)?；贠BE 理念的Java 程序設(shè)計課程改革，圍繞課程教學(xué)目標(biāo)，重視學(xué)生學(xué)習(xí)成果，從成果入手，反向設(shè)計教學(xué)過程。

3.1 課程目標(biāo)與知識點(diǎn)

基于OBE 理念的Java 程序設(shè)計課程改革，首先明確IT 產(chǎn)業(yè)對Java 人才的需求，根據(jù)需求決定教學(xué)內(nèi)容，制訂培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)可以更好地適應(yīng)社會需要的人才。Java 程序設(shè)計課程內(nèi)容安排以Java 語言中的面向?qū)ο髾C(jī)制為主線，以Java 的基本語法、數(shù)組、面向?qū)ο蟮母拍詈透呒墤?yīng)用、JavaGUI 可視化編程、Java 異常處理、集合框架泛型、JDBC 技術(shù)、多線程和網(wǎng)絡(luò)編程等內(nèi)容為知識目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο缶幊痰乃季S能力，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力為能力目標(biāo)，確保學(xué)生的理論知識和實踐技能共同發(fā)展的同時，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。課程的教學(xué)設(shè)計圍繞上述課程目標(biāo)進(jìn)行，有效完成對畢業(yè)要求的支撐。

3.2 項目驅(qū)動教學(xué)模式

項目驅(qū)動教學(xué)模式是以項目為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，以實現(xiàn)項目為目標(biāo)的一種教學(xué)設(shè)計方法。項目驅(qū)動教學(xué)在實施前必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計難易度適中的項目。項目的設(shè)計以能夠覆蓋課程知識點(diǎn)且貫穿整個教學(xué)活動為指導(dǎo)思想，學(xué)生通過每一章節(jié)的學(xué)習(xí)將項目代碼層層迭代，不斷完善，直至形成一個完整的項目。通過項目的完成，學(xué)生隨之完成了課程相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生具有強(qiáng)烈的成就感，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的主動性。在Java 程序設(shè)計課程改革實施中將“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”項目作為驅(qū)動案例，圖1 列出了學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的Java 知識點(diǎn)分解情況。

圖1 學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的Java 知識點(diǎn)分解情況

3.3 “三階段”式教學(xué)設(shè)計

Java 程序設(shè)計課程對實踐要求較高，課堂教學(xué)采用機(jī)房授課的方式，可以讓學(xué)生做到即學(xué)即練，不是單純機(jī)械地聽教師分析項目和演練項目，而可以隨時進(jìn)入實操。機(jī)房授課過程中實施“三階段”式教學(xué)法。

第一階段，引入項目模塊，教師引入每節(jié)課涉及的項目功能，簡單說明需要用到的主要知識點(diǎn)；然后向?qū)W生陳述設(shè)計思路，學(xué)習(xí)程序設(shè)計關(guān)鍵在于找到解決問題的思路，也就是算法，因此設(shè)計思路的介紹對于程序設(shè)計類課程而言是不可或缺的一部分；最后帶領(lǐng)學(xué)生一起完成項目功能，邊寫代碼邊講解當(dāng)堂課程涉及的重點(diǎn)知識。

第二階段，學(xué)生實操，該階段由學(xué)生上機(jī)實際操作完成第一階段引入的項目功能，也就是由學(xué)生自己驗證第一階段提出的案例。由于在第一階段已經(jīng)對案例程序進(jìn)行分析演示，該階段要完成的工作對于學(xué)生來說難度較低，比較容易實現(xiàn)，這樣學(xué)生就會得到一定的成就感，會對課程的學(xué)習(xí)更有信心。在這一階段教師要進(jìn)行實時輔導(dǎo)，對于學(xué)生們存在的普遍問題，要進(jìn)行及時講解。

第三階段，課后項目實踐階段，在這個階段學(xué)生已完成課堂教學(xué)項目，教師可以給學(xué)生選擇一些擴(kuò)展項目。但由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有高有低，加之不同的學(xué)生對程序設(shè)計語言的興趣和要達(dá)到的目標(biāo)需求不同，在設(shè)計課后的實踐項目時遵循OBE 理念，以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)制訂相應(yīng)的項目內(nèi)容。課后實踐項目設(shè)置環(huán)節(jié)按照學(xué)生的學(xué)習(xí)需求不同將培養(yǎng)目標(biāo)分為三類，針對每一類培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置相應(yīng)難度的課后實踐項目。具體參考表1 進(jìn)行擴(kuò)展項目的布置。

根據(jù)表1 中學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在課程教學(xué)過程中設(shè)計相應(yīng)的擴(kuò)展項目。學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生要完成擴(kuò)展項目，擴(kuò)展項目與課堂完成的項目在功能設(shè)計上差異較大，學(xué)生需要依賴自己的力量將新的項目和已有知識點(diǎn)對應(yīng)，將擴(kuò)展項目需要做的功能分析、設(shè)計、實現(xiàn)等問題逐一解決。這一方法能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的激情，具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用。能力相對差一些的學(xué)生如果設(shè)置過高的要求，反而會使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理，喪失信心，無法達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。因此，第三階段的教學(xué)設(shè)計對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果不做統(tǒng)一要求，讓每個學(xué)生都能有所收獲，這正是OBE 理念中強(qiáng)調(diào)的以學(xué)生為中心。

表1 學(xué)習(xí)目標(biāo)與擴(kuò)展項目布置對應(yīng)表

3.4 考核方式改革

課程考核方式合理化可以有效促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，對學(xué)生來說，合理的考核方式就是一種獎賞?；贠BE 理念的課程考核不再只關(guān)注卷面考試成績，而要關(guān)注不同培養(yǎng)目標(biāo)的學(xué)生在課程結(jié)束后是否真正具備了相應(yīng)的能力?？己藘?nèi)容圍繞課程目標(biāo)設(shè)計，體現(xiàn)學(xué)生相關(guān)知識能力的達(dá)成情況。

課程的考核方式通過評價整個教學(xué)活動中的各個環(huán)節(jié)，學(xué)生可以步步緊跟每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，更有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。具體來說考核包括以下幾個方面，見表2。

表2 Java 程序設(shè)計課程考核方式

平時表現(xiàn)，占課程總成績的10%。主要考核學(xué)生的考勤和課堂表現(xiàn)，課堂表現(xiàn)主要考查學(xué)生的隨堂案例驗證及模仿完成情況，考查學(xué)生對所學(xué)知識點(diǎn)的應(yīng)用掌握情況。

實驗情況，占課程總成績的20%。實驗安排為綜合實驗，是對一個階段學(xué)習(xí)的總結(jié)，通過實驗項目的考核，考查學(xué)生的實際動手能力和綜合知識應(yīng)用能力。在實驗前為學(xué)生介紹實驗?zāi)康暮蛯嶒瀮?nèi)容并要求學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書要求進(jìn)行實驗的預(yù)習(xí)；實驗驗收時要逐一檢驗學(xué)生完成情況，并提出問題，通過學(xué)生的回答了解學(xué)生設(shè)計思路、解決問題的方法和相關(guān)知識點(diǎn)的掌握程度。實驗成績根據(jù)學(xué)生對實驗的預(yù)習(xí)情況、設(shè)計方法和實驗完成情況幾個部分的綜合測評。

擴(kuò)展項目完成情況，占課程總成績20%。通過項目答辯的方式考查對學(xué)生擴(kuò)展項目的完成情況、擴(kuò)展學(xué)習(xí)知識量的多少、完成工作量的多少，綜合個人項目文檔進(jìn)行最后的成績判定。

期末考試，占課程總成績50%。雖然Java程序設(shè)計課程需要培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力，學(xué)生也確實在實踐的過程中通過完成項目獲得了很大的成就感。但是如果沒有理論考試，學(xué)生對面向?qū)ο笙嚓P(guān)知識以及編程相關(guān)規(guī)范關(guān)注度不夠，將來就業(yè)面試時則無法闡述關(guān)鍵的、重要的理論。因此，在課程的考核方式中仍然設(shè)有理論考試，考試采用筆試閉卷的形式，考查基礎(chǔ)知識和基本概念的掌握。

這樣的考核方式既考查了學(xué)生的理論知識的掌握情況，也在平時教學(xué)過程中培養(yǎng)了學(xué)生的實踐動手能力，運(yùn)用知識解決問題的能力，很好地為學(xué)生今后走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

將OBE 教學(xué)理念應(yīng)用到Java 程序設(shè)計課程改革中，從成果產(chǎn)出入手進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和教學(xué)方法的優(yōu)化，考核評價環(huán)節(jié)針對不同培養(yǎng)目標(biāo)的學(xué)生設(shè)計不同的方案，充分體現(xiàn)“學(xué)生為主，成果為驅(qū)”的教育思想，本課程組相關(guān)教師在軟件工程專業(yè)2016 級、2017 級學(xué)生中進(jìn)行了兩輪課程改革實踐，在改革中學(xué)生積極參與整個學(xué)習(xí)過程，取得了較好的預(yù)期成果，部分2016 級學(xué)生現(xiàn)已步入實習(xí)單位，實踐動手能力也得到用人單位的認(rèn)可。在今后的教學(xué)中還須不斷地豐富案例項目，繼續(xù)改進(jìn)考核方式，增強(qiáng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力，這是日后研究的長期目標(biāo)。