基于OBE的Java语言程序设计课程教学改革研究

张鑫

（哈尔滨华德学院数据科学与人工智能学院，黑龙江 哈尔滨 150025）

1 引言

Java自诞生之日起，就因具有平台无关性、面向对象、多线程、安全性高等特性，成为网站开发、移动应用开发以及管理工具的首选开发语言。目前，全国各高校的计算机专业，基本都是以Java语言程序设计作为编程的入门工具，尤其是在一些新的技术领域都涉及Java语言。因此，在很多高校的计算机科学与技术专业中，学习和掌握Java已成为共识。

成果导向教育OBE（Outcome Based Education）教育理念，也称为能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。它是于1981 年由Spady 等人提出的一种先进的教育理念。其核心思想就是“以学生为主体，以成果为驱动”的成效为本教育理念[1]。基于此目的，我校计算机科学与技术专业Java语言程序设计课程中引入OBE教学理念，旨在帮助教师改进教育教学、管理，帮助教师指导学生工作。

2 Java语言程序设计教学中存在的问题

2.1 学生学习编程能力不均衡

Java语言程序设计作为入门级的编程课程，学生在学习时，因为学生个体之间存在的认知差异，对编程的抽象方法理解不一致，不同学生的掌握程度也就不一样。这就造成有些学生认为学习编程很容易，有些学生认为学习编程难度较大，让教师在授课时的教学方法把握不好分寸。

2.2 教师教学方式不科学

以往Java 语言程序设计教学方式采用按照教材的章节分布，以知识导向为主，讲授知识的基本概念和语法，在课堂上基本都是采用PPT教学方式，并且局限于教学课时和教学进度的安排，降低了教师与学生之间的交流，学生对教学活动的参与不多。而且教师也未能很好地针对学生个体差异因材施教，从某种程度上限制了学生的编程潜能和创新能力。

2.3 实践教学设计与行业不贴近

Java 语言程序设计的实践部分的实验内容往往是针对教材中特有的知识点而设计，实验内容比较单一、枯燥，并且对后续的知识学习并没有很好的关联性。学生在完成实验内容时，更注重语法规则，并没有深刻理解题目的通俗含义，没有理解面向对象的本义，学生多是按照教材中的答案敲到计算机里，这样造成学生对问题分析、编程思想理解不深入。教材上的实践案例并不能贴近行业发展的实际情况，不能把前期学习的内容和后续学习的知识贯穿在一起，设计出贴近行业真实的综合项目实训，这也造成多数学生对编程思维没有清晰的认识，对知识还不能融会贯通。

2.4 课程考核方式不合理

Java语言程序设计考核方式往往采用平时成绩+期末笔试的方式进行，平时成绩基本都是由学生出勤和课堂表现组成，而期末笔试考核内容多是概念性和记忆性的知识点，编程题目较少，这就造成一部分学生往往忽视编程能力的学习，更多去记忆一些理论知识，考核成绩既不能反映学生对编程能力和创新能力的掌握程度，也不能反映教学情况和考核的意义[2]。因此，需要根据Java 语言程序设计的课程目的和学生的学习特点，设计出科学的课程考核方式。

3 基于OBE的Java语言程序设计课程教学改革

3.1 突出课程教育目的，调整课程设置

教育的根本任务是立德树人，在课程教学的过程要把思想政治贯穿教育教学的全过程。在教学中要制定德育工作目标，实现全员育人、全过程育人、全方位育人的体系。专任教师也是思想政治教师，强化示范引领效应，使社会主义核心价值观内化于心、外化于行。着力增加爱国主义教育，引导学生树立正确的价值观，增强民族的荣誉感和社会责任感。

在过往的Java 语言程序设计的课程讲授过程中，教师并没有向学生讲授这门课程的教学目的，这就使学生不能理解Java 语言程序设计课程对后续的课程起到什么样的作用。为了让学生更好地理解Java 语言程序设计课程教学目的，教师在讲授课程的过程中，要着重培养学生的计算思维的能力，理解面向对象的深层含义，并且通过学校与行业、企业积极合作，充分发挥校企合作的作用，设置一些适合行业需求的简单应用程序案例。但前提是在教学过程中，更好地讲授课程的基本概念和语法，让学生能够灵活运用所学的基础知识。

结合计算机科学与技术专业的需求，对Java语言程序设计的教学课时进行了调整。从原来的40学时调整为现在的64 学时，理论课程占32 学时，实践课程占32 学时，加大了实践课程的比重。并且在教学过程中重点对Java 语言的基本语法、面向对象的三大特性、集合、输入流、异常处理、JDBC访问数据库、多线程和网络编程等内容作了侧重学时分配。并结合Java语言程序设计课程的性质，将课程安排在学院的实验室机房内授课，实验室授课能够提供真实的实践环境和模拟企业氛围，从而使学生直观、全方位地了解各种设备和应用环境，真正加深对理论、操作的体会。这样保证了学生可以随时运行计算机来调试程序，增强学生的对编程的理解能力。教师也提高了授课的灵活性，能够及时发现学生的反馈问题，侧重知识讲授的重点[3]。

3.2 基于OBE的课程教学方法的改革

在Java语言程序设计的教学设计和实施过程中，教师特别重视想让学生取得的学习成果是什么，这也是OBE教育理念中强调的4 个问题中的第1 个问题。这也就要求，教师在讲授课程前，需要确定学生预期学习成果。对于计算机科学与技术专业的学生来说，Java语言程序设计需要学生能够掌握基本理论知识，并且能够熟练掌握实际操作，从而能够进行更深层次的学习。那么教师在授课时，会着重这些方面的传授。尤其是培养学生应用Java 解决和处理实际问题的思维方法与基本能力，使学生养成良好的编程习惯、风格。基于此目的，计算机科学与技术专业将Java语言程序设计这门课程设定为以学生学习成果为导向，建立课前—课后的分布式课堂环境。课前，教师通过在线平台将课程需要预习的课件、视频以及课程的各个重要知识点的导图等内容推送到学生的手机端，让学生能够对要讲授的课程有足够的预习时间。课后，教师收集在课堂上学生不清楚的知识点，再次将知识点细化，重难点分析解释，以及将相关复习资料发送到学生手机端[4]。通过课前—课后的教学方法，消除了课上和课下的界限，让学生在一个自发性的环境中进行学习，从封闭课堂转向开放课堂，提高了学生自主学习能力和计算思维。这样也能让教师准确把握每名学生的学习轨迹，及时把握每名学生的学习进程。

OBE教育理念中强调的第2个问题，就是为什么要让学生取得这样的学习成果。Java 语言程序设计是计算机科学与技术专业的必修课，也是基础课，通过此课程的学习，重点培养学生对后续课程的理解，并且培养学生自主学习的积极性和动手能力；同时，也为后续课程Java Web应用开发和Java开发综合实战打下基础。在课程的讲授过程中，教师需要让学生学会发现问题、分析问题、解决问题和创新能力的提升，才能真正培养满足行业企业需求的高素质人才。

3.3 基于OBE的实践教学方式的改革

Java 语言程序设计课程是一门实践性和动手能力要求较高的课程，实践教学的目的就是为了培养学生综合知识的运用和自主动手解决问题的能力。在制定课程实践部分时，要把Java语言的基本知识和语法、面向对象编程的思想结合起来，锻炼学生的计算思维能力，并且培养学生的团队交流、沟通协作能力。如何有效地帮助学生取得这些成果，这也是OBE教学模式强调的第3个问题。

传统的Java 语言程序设计的实践部分的实验题目过于陈旧、与实际应用相脱节，导致学生在实际开发中不知如何运用所学的知识去解决设计问题。教师在讲授课程中需要加入真实的案例进行循序渐进式的操作，让学生理解为什么应用课程里的这些知识点，这些知识点如何去运用到真实案例中，也可以让学生进一步分析如何解决问题，促使学生增强编程兴趣[5]。这样能够把学生学习的积极性充分调动起来，思维也能够更加开阔，想象的空间也更加灵活，让学生自主地思考、挖掘、摸索和体会。教师需要认真观察和记录学生们遇到的问题，并及时帮助学生解决问题，使学生尽可能少走弯路。教师还可以对学生们遇到的共性问题，做示范性讲解，用真实案例去说明，让学生能够在课堂上将学到的知识进行消化。学生一旦对编程产生浓厚的兴趣，那么就会自然产生对知识的求知欲望，体会开发成功的成就感，从而激发学生们的编程积极性和热情。

教师在实践教学过程中，还可以将学生进行分组实验。学生采用分工合作的方式完成项目的某一模块，模拟真实行业的协作分工，每组还需要根据实验的整体过程设置项目经理、程序员和测试人员，通过学生积极动手参与，不仅锻炼了学生的编程能力，也培养了学生的团结合作能、协调沟通能力、工程实践能力和团队创新能力[6]。同时，教师也要更加关注每个学生对实际项目的了解程度，把握学生的学习方向、进度、质量，起到引导、规范的作用，让学生在团队协作中更加主动。

教师应积极鼓励学生参加各类技能设计比赛，比如“全国大学生编程大赛”“蓝桥杯”“互联网+”等各类大学生技能设计比赛。通过引导学生参加比赛，让学生将知识运用到实际项目中，以提高学生的动手实践能力和创新意识，而且通过这些技能竞赛为学生就业提供更多机会。

学院应积极寻求与国内外的知名企业开展深层次、紧密的合作，聘请企业的工程师给学生们授课，发挥企业在人才培养中的作用，企业技术人员与教师共同组织和带领学生们完成真实项目的设计、施工、调试和维护，使学生真正进入企业项目实战，提高项目的实际运作能力，形成校企共建、共管的格局。通过学习不同类型的项目，可以弥补校内案例经验不足和实际运作能力匮乏的缺陷，最大限度达到理论和实际相结合[7]，使学生能够真正领悟团队合作精神，同时培养解决问题的能力。

3.4 基于OBE的课程考核方式的改革

课程的考核成绩应该是客观反映学生的学习情况，衡量学生的课程知识点掌握情况，以及利用所学知识解决实际问题的能力。如何考核学生已经取得的学习成果，是OBE教育理念中强调的第4 个问题。传统的Java 语言课程设计的考试方式采用平时成绩+期末考试的组合方式合计学生的最终成绩。这往往不足以体现学生的学习情况，通过对课程考核方式的改革，让学生能够理解和掌握课程的知识点，能够将知识点应用于实际的能力，注重其实用性[8]。

Java 语言课程设计课程新的考核方式是将传统的考核组合方式更加细化，将平时成绩设置成为不单单是学生出席情况、课堂表现等基础考核，更增加了平时作业和实践项目考核，考核主要检查学生在平时作业和实践项目活动中动手能力提高和发展的过程，其中包含学生参与教学活动各环节的表现及完成项目的质量；将期末考试成绩划分为笔试试卷成绩和课程设计成绩。笔试试卷以基本知识为主，辅助常用算法实例来填补代码的形式来完成算法的设计。而对于课程设计，更应该注重项目设计、需求分析、代码完整性和课程报告的撰写。除此之外，学生也可以通过整体考核方式来进行考核，对于真实项目的实施过程，学生需要回答完成的进程和遇到的困难，并且进行项目演示答辩，这样不仅巩固了学生的编程能力，也锻炼了学生的表达能力。该课程考核方式在本学院计算机科学与技术专业2020级学生中实施，达到了预期的效果，有利于对学生学习能力、分析能力、解决问题能力和创新能力的综合评价。

4 结语

随着我国以新技术、新业态、新模式为代表的新经济蓬勃发展，对计算机科学与技术专业人才的要求也进一步提升，这对于我校的应用型人才培养工作也提出了挑战。基于OBE的Java语言程序设计的教学改革，是对传统Java课程教学模式的创新，而且也是一项非常深远、意义重大的工作。基于OBE的教育理念对Java语言程序设计课程中的课程培养目标、理论教学内容的侧重点、实践教学的方向性、课程考核的多样性等都提出了系统化的要求，这些要求虽然加大了教师的知识储备和教学工作强度，但该课程改革是以学生学到了什么为导向，使得学生真正学得明白，用得明白，成为课程改革的最大受益者。