以实践能力培养为核心的《Java程序设计》实验教学改革

宋瑾钰 孙麒 霍戌文

摘要：针对计算机类创新型人才在程序设计类课程培养上的难点，以“实验教学”作为抓手，探讨了如何通过优化Java课程教学资源，建设立体化教学体系，利用先进的课程平台对课堂教学数据进行抓取与分析，通过有效的过程性评价体系助力于在实践过程中培养和锻炼学生的动手能力和创新能力。

关键词：实验教学 立体化教学体系 过程性评价 能力培养

一、引言

当今社会需要的是有创新意识、创新精神和创新能力的人才。创新型人才既要有深厚的理论基础，更要有较强的实践能力和和创新和发展的动力。创新型人才培养模式改革有很多领域可以开展，变革教学观念，改进教学方法，加强教学的创造性，创新技能学习与实践，教学评价与管理体制的变革等。实验教学是教学体系中的一个重要方面，是理论结合实际的桥梁，是培养学生由知识型人才提升为创新型人才的重要途径，具有理论教学不可替代的重要作用，也是在创新型人才培养中最容易着手落地的一方面。

《Java程序设计》是我校计算机大类的核心基础课，也是学生参与科研项目和各种学科竞赛等实践活动必不可少的基础，该课程在计算机类专业高级工程技术人员的培养过程中处于核心地位。在当前移动互联网时代，该课程在培养学生面向对象程序设计、JavaEE系统平台架构与Android移动应用开发方面起到了非常重要的作用。因此，《Java程序设计》教学需要以培养高等专门人才为目标，将面向对象程序设计的基本理论与实践技术相结合，以适应技术进步和市场对人才的需求，使课程实验教学设置更符合软件市场的人才需求和学生就业的需要。

二、实验教学体系中存在的问题

目前在计算机大类教学中，《Java程序设计》课程实验教学体系在教学内容和教学方法、评价体系等方面还存在一些问题。

（一）教学体系和内容相对陈旧、缺乏综合性、交叉性

《Java程序设计》实验内容主要体现对理论教学中的知识点的检验和巩固，和相关课程如APP开发、多媒体开发、游戏开发等的实验教学安排彼此相互独立，缺乏学科课程之间的相互交叉。所以验证型实验比较多，综合型实验项目较少。

（二）教学方法和手段单一

在实验教学方法和手段方面，依然是教师传授Java理论知识，学生按照统一的实验指导书完成实验内容。实验教学内容和方法单调。

（三）教学评价体系单一

统一的培养目标和单一的教学方法导致了实践教学评价关注的重点是学生的最终实验结果，教学评价体系单一落后，很难对学生在实践过程表现的主动学习能力和创新能力进行分析、评价。

通过综合分析教学过程中存在的问题，我们从实验课程组织、教学平台、教学模式和教学评价等多个方面进行探索和改革，使学生对《Java程序设计》的理论学习更系统，实践环节能更积极主动，使得学校对程序设计开发人才的培养更易于与市场的需求接轨。

三、实验教学改革实施

在《Java程序设计》实验课堂改革中，为全面提升教师的实践教学能力和学生的实践动手能力，我们利用学吧在线平台对课堂实验内容进行数字化课程建设，并将企业实训级项目分解，贯穿到课程的实验课堂教学中，在实践教学课堂上对学生行为过程进行管理和统计分析。经过一年对《Java程序设计》实验教学内容资源、教学进程、实验环境的深度整合，在人才实践能力培养中取得了一定的成绩。

（一）以企业需求为导向，构建立体化的《Java程序设计》实验教学课程内容

实践教学课程体系是培养学生工程实践能力的指南，学生应用能力和创新能力的培养渗透在整个实践教学课程体系中。通过企业调研，面向企业需求，加强Java程序设计实驗内容的改革，以学生兴趣和社会需求为引导，建立立体化的课程体系结构，对Java程序设计的教学内容和实验单元重新进行梳理，将实验内容和学习内容颗粒化，把教学内容分为50个实验案例包含近百个知识点，包括：实验编号、实验名称、难度、相关技能、相关知识点、实验目标、实验要求。教学时的实验课堂分解为八次实训内容，每次训练的知识点由训练目的和训练技能决定。

以实训内容（2）为例，在学习Java基本语法应用技能时，选择”数的排列”，”水仙花数”和”100以内的完数”三个实验案例来锻炼学生的实践能力，知识点涵盖内容如下图所示：

课程实验案例资源建设完成之后，教师可以针对不同的班级灵活修正教学实验内容，使课堂内容量与难度更适应不同的班级教学，完成授课的个性化;同时，对能力水平有差异的学生也可以因材施教，选择更匹配学生需求的内容进行个性化任务布置。

（二）建设《Java程序设计》课程教学平台，同时进行全过程管理和量化评价

经过一年的建设和使用，利用学吧在线《Java程序设计》课程教学平台，将实验教学课程体系落实到了实验课堂。任课教师和实验室助教老师可按需设计教学日历和教学教案，并可以进行全过程管理和量化评价，可以查看全班同学提交实验案例的当堂完成率和总完成率，以及总进度，查看学生提交时间及状态。

由此，根据学生在实验课堂的实际操作数据，分析学生提交时间、提交次数、成绩等，得出学生在课程学习后的技能掌握熟练度，完成教学质量的量化评价。

表1为导出的某一位学生第二次实验课堂的完成情况，可以看出，该同学哪些实验内容可以当堂完成，哪些实验内容需要课后才能完成，以及完成的成绩，形成对教学行为的过程管理、追溯与分析，由此就可以针对性的给出指导。

四、结语

在《Java程序设计》实验教学改革中，以企业需求为导向，为学生的实践学习搭建了在线平台，实践教学案例内容大幅度提升了学生学习的主动性。同时，过程管理和质量监控使得学生学习过程可追踪记录和统计分析，方便了教师进行教学过程和质量监控、管理与评价。经过本次教学改革，2016级计算机大类Java程序设计教学取得了一定的成果，学生能够熟练掌握Java技术进行软件项目开发，部分学有余力的同学还积极参加了浙江省服务外包比赛和全国数字媒体科技作品竞赛以及一些科研创新活动，为之后的顺利就业奠定了坚实的基础。