基于OBE的Java程序设计个性化教学研究

摘要：Java程序设计教学内容主要涉及Java的基本概念、流程控制以及面向对象的思想，目的是培养学生运用Java语言作为一种工具解决实际问题的能力。传统的Java程序设计教学以教师讲授为主，忽略了学生的个性化学习需求。引入OBE的教育理念的可以弥补传统教学方法的不足，从市场需求开始，制定课程目标，不断优化教学模式、内容和考核方法，引导学生主动学习，来保证教学质量。

关键词：Java程序设计;OBE教育理念;个性化学习

中图分类号：TP312        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）11-0144-03

权威机构TIOBE近三年的统计结果表明：Java一直在所有的编程语言中排名前三。作为最热门的一种程序设计语言，Java具有广泛的应用，是高校计算机相关专业的专业核心课，它的虚拟机制保证了程序运行平台无关性，适用于各种操作系统，让程序运行更稳定。另外，Java面向对象的思想帮助人们对项目模块进行划分和封装，减少编程人员的工作量，便于后期的维护和开发。然而，传统的授课方法不能充分利用各种资源对学生开展个性化的教育。另外，“新工科”背景下高校工程教育面临新的挑战，需要培养大批能胜任行业发展需求且具有较强工程实践能力的应用型人才，这也为Java课程的教学改革提供了新思路。程文志等根据新工科的目标要求，采用引导式教学来进行教学改革，提高了教学质量[1]。李小智等针对软件开发类课程之间的融合衔接问题，构建面向能力和岗位双目标的Java课程群[2]。本文以OBE为导向，以实践操作为核心，以个性化学习为目标，融合线上和线下多种教学资源，优化课程内容，创造新的教学方法来提高Java程序设计的教学效果。

1 Java程序设计课程存在问题

1.1 课程内容没有融合优化

原来教师在制订Java程序设计的教学大纲和教学目标时，会忽略和其他课程的关联。对于大多数院校的计算机专业，Java程序设计的先驱课程是C++程序设计、数据结构和数据库原理等课程，而后继课程有Java框架技术、Web技术应用和Android开发等。它们都和Java有着千丝万缕的联系。首先，Java和C++程序设计的语法非常相似，可以把C++的知识迁移过来。另外，数据结构中的线性表、集合与Java中的集合框架之间有影射关系。它们之间的关系可以用图1来表示，各门课程之间是相互衔接的，相似知识点进行整合优化有利于课程顺利地开展。

1.2 缺乏个性化引导

传统Java程序设计课程一般采用“班级+课堂”的教学模式，学生面对统一的上课内容，进度和要求都是一样的，这种“填鸭式”的方法将所有的学生看成同等的个体，忽略了不同学生的基础知识、学习目标、学习能力的差异，不能够做到有针对性的个性化教育。信息技术的发展为个因材施教提供了技术支持，通过线上教学平台上学生行为数据，可以发现学生的学习路径，以学生为主体进行教学，让学生变成学习的主导者，这个模式能解决学生个性差异，调动他们的积极性，促使主动学习。

1.3 授课模式单一

“互联网+”环境下，线上教学开始普及，学生可以多方位地获取知识，教学方式随之发生改变[3]。但是，大多数情况下线上教学和课堂教学是分开进行的，线上教学虽然提供了丰富的教学资源，然而师生互动性比较少，教师对学生的了解不够全面，只依赖于测试成绩。传统的课堂教学目前仍采用的是理论与实验教学分开进行的方式，理论课在多媒体教室进行，教师利用多媒体进行统一讲解;实验课上，学生统一完成教师布置的实验任务。单一的授课模式并不能让学生全面地了解Java课程，面对实际编程任务，会出现困惑与茫然的状态，这就需要将多种教学模式混合。

2 OBE教育理念

OBE教育根据逆向设计原则，在开展教学活动之前，必须清晰地知道学生的成果需求，不仅要求学生要获取知识，取得比较好的学习成果，而且要注重能力和素养的培养[4-5]。并以此为驱动来设计教学内容和教学过程，选择合适的教学模式。在教学评价的过程中也要以学习成果的完成度为重点，采用多层次的评价标准，及时发现教学过程中的问题并进行调整。根据OBE的思想和Java程序设计的特点，以问题为思路，以学生为中心，制定该课程的需取得的成果。

（1） 掌握Java的基本知识点，包括语法、面向对象特征、集合的使用、事件处理、IO流、网络编程。

（2） 树立程序设计的思想，并熟练地使用Java语言编写程序解决实际问题。

（3） 学会融会贯通其他课程，具有良好的学习态度和团队协作能力，为更好地服务社会打下坚实的基础。

3 基于OBE理念的Java程序设计课程改革

3.1 确定学习目标

为了让课程和市场需求关联，让学生真正地学以致用，我们统计分析了网络上一些知名的招聘平台上的数据，例如前程无忧，智联招聘和51job等，Java软件开发的技术需求主要包括：精通Java语言、熟练掌握Eclipse开发工具;熟悉Html、Apache、Jsp、Servlet等Web开发技术;熟悉JDBC及Mysql数据库操作;熟悉使用Spring Boot、SpringMVC、Mybatis等常用开发框架。因此，可以根据需求对整个课程知识模块进行层次划分，制订对应的学习目标。Java课程主要目标是培养学生两种能力，一种是解决实际问题的能力，另一种是软件设计与开发能力。能力的培养需要知识的支撑，整个课程知识点划分为几个模块，如表1所示，对应的学习目标分别是基础掌握，能力提高和综合开发。

3.2  以学生为中心的混合式教学设计

混合式教学以学生为中心，学生根据自己的情况来选择合适的目标和知识，自己掌握学习的进度。这种方式不仅引导学生积极主动地去探索未知知识，便于个性化学习，而且将线上教学和线下教学相结合。图2展示了混合式的教学过程，主要分为实施前、实施时和实施后三个部分。最后，把线上考核和线下考核的情况反馈给老师，让他们合理地评价自己的教学效果，及时进行调整。

（1） 实施前：Java课程涉及的内容比较多，而课时又少，因此，首先将内容和学习目标进行分解，将每一章节基础和概念性内容制作成视频发布到线上，搜集其他优秀的网络资源，让线上资源尽可能丰富，同时，设置随堂测试和章节测试，学生则根据个人情况自主进行线上学习，对知识点进行反复地观看学习，通过自评和互评来检验学习效果。

（2） 实施时：教师根据测试结果及线上学习记录情况调整线下教学内容。线下教学一方面要讲解实施前反应的难点，课程重要的知识点，另一方面，要加强实践练习，它是Java课程中至关重要的一个环节，可以提高学生的创新能力、动手能力和解决实际问题的能力。对于基础实验，主要是深化理论内容，要求学生在课下完成，课上只讨论。同时，进行项目驱动，一章或者几章选取一个综合性案例，尽可能涵盖多的知识点。老师给出主题和用户需求，讲解思路及部分代码，学生可以单独完成，也可以和他人一起合作，让学生从需求分析开始，熟悉概要设计、详细设计、编写代码和测试等软件开发的各个流程。不仅锻炼了团队合作能力，也为将来服务社会打下坚实的基础。例如，在讲解GUI章节时，其教学过程设计如表2所示。

（3） 实施后：学生提交线上和线下作业，对项目进行完善和拓展，有自己的特点和风格。教师查看线上学生观看视频时间、登录次数、任务完成度和参与讨论等情况。邀请项目优秀者展示作品，针对学习过程中的问题进行讲解和总结，给出学生个性化学习方案。

3.3  教学内容和其他课程进行融合优化

如图1所示，Java程序设计和其他计算机课程之间是相互关联的，各课程中存在相似的知识点。为了打通各课程之间的界限，Java可以和其他课程的教学资源进行整合优化，让学生融会贯通，提高知识迁移能力。以C++程序设计为例，它是计算机相关专业的入门课程，Java就是在它的基础上发展起来的。它们都属于面向对象程序设计语言，基本数据类型、流程语句、类和继承等概念都是一样的，如果重复讲解，学生会感觉比较枯燥。同时，他们又有很大的不同，Java舍弃了指针的概念，异常处理的方法也和C++有出入，如表3所示。通过和其他课程内容进行比较和融合，才可能提取到Java的精华，帮助学生学好这门课程。

3.4 考核方式的改变

有效的考核方式能综合检验学生的学习情况，传统的考核方式主要是以考试成绩为主[6]，以作业、出勤和课堂表现为辅，这种方式基于统一的教学内容，并不适合个性化教学模式。Java是一门实践性比较强的课程，为了综合考查学生知识掌握程度，我们结合了线上考核和线下考核两种方式。线上考核包括学生自评、学生互评和随堂测试。线下考核包括项目成绩、教师评价、课后作业和笔试成绩，学生成绩组成如表4所示。

4 结束语

新工科对高校工程教育提出了更高的要求，Java程序设计作为计算机科学与技术、物联网、大数据和网络工程等专业的基础课，越来越引起大家的重视。针对传统教学中课程内容没有融合优化、缺乏个性化引导和授课模式单一等问题，本文基于OBE的教育理解，以成果需求为导向，以实践操作为核心，以个性化学习为目标，融合线上和线下多种教学资源，优化教学内容，拓展新的教学方法来提高Java程序设计的教学质量。最后，结合线上考核和线下考核两种评价方式，综合评价以学生为中心的教学模式的效果。在今后的教学实践中，我们会继续完善和探索该教学模式来获取好的教学效果。

参考文献：

[1] 程文志，万李.面向新工科的“Java EE”课程引导式教学实践研究[J].无线互联科技，2018，15（20）：80-81.

[2] 李小智，丁长松，刘伟，等.新工科背景下面向能力和需求双目标的Java开发课程群建设与实践[J].计算机教育，2020（8）：176-180.

[3] 高琦.基于“翻转课堂”模式的《Java程序设计》课程教学方法探究[J].中国新通信，2019，21（4）：170.

[4] 谢静，蒋秀林.以能力培养为目标的Java程序设计课程教学研究[J].西昌学院学报（自然科学版），2020，34（1）：111-114，119.

[5] 向模军.基于OBE理念的Java课程教学改革研究[J].电脑知识与技术，2020，16（12）：169-171.

[6] 李金忠，黄雪梅.Java SE中“继承”的多维度混合式教学改革探索[J].台州学院学报，2019，41（6）：86-92.

收稿日期：2021-07-27

基金项目：安徽科技学院质量工程项目（面向个性化学习的Java程序设计混合式教学模式的探索与实践（X2019034） ;大数据时代下的MOOC平台教学与传统课堂教学的比较研究——以《C语言程序设计》课程为例（X2016027）

作者简介：贾丙静（1982—） ，女，副教授，博士，主要研究方向为计算机程序设计、知识图谱。