Java语言程序设计在线启发式教学探索

    张建兵 范江波

    

    

    摘要：本文针对线上教学存在的学生自主学习不足的问题，提出在Java教学中将线上教学与启发式教学相结合，将示范式启发、疑问吸引式启发、提示性启发、对比式启发、讲练引导式啟发、类推式启发、点拨疏通式启发和研讨式启发等八种启发教学技术与线上教学平台和线上课堂密切结合，线上引导学生将书本上的知识转化为学生的具体知识，线下引导学生将具体知识转化为Java语言程序设计能力。线上教学与启发式教学相结合，充实了线上教学方案，提升了教学效果。

    关键词：启发式教学;在线教学;教学设计

    中图分类号：G434? 文献标识码：A? 论文编号：1674-2117（2021）06-0084-03

    ● 引言

    “Java语言程序设计”是计算机相关专业的一门专业基础课，是一门操作性、技术性和工程性并重的课程。本课程包含Java语言的基本语法、面向对象三大特性（封装、继承和多态）以及Java开发的各个专题（图形用户界面、I/O流、多线程、网络编程和数据库编程）等内容。

    2020年春季学期受到新冠疫情的影响，各门课程纷纷采用线上教学。从线下传统方式教学变化到线上教学，改变的不仅仅是上课的形式，还需要教师设计和构建适应线上学习特征的教学模式。[1]线上教学，师生交流相对减少，课堂氛围变弱。线上教学如何激活课堂、激发学生兴趣是教师面临的重要问题。

    启发式教学是一种以学生为中心，注重激发学生学习兴趣和学习主动性的教学方式。[2]疫情之下，教师和学生无法在实体课堂中交互，课堂教学向“直播教学”转变，实体课堂也转化为网络课堂。线上教学教师缺少神态表达、肢体表达，线上课堂氛围不足，这些都是影响线上教学效果的重要问题。相对于实体课堂，线上教学应更加注重学生的自主学习。为了提升学生线上学习的自主性，将激发学生学习兴趣和学习主动性的启发式教学方式与线上教学结合，将有效弥补线上教学的不足，更好地促进学生主动学习。本学期，Java线上教学中采用了线上教学与启发式教学相结合的方式，取得了较好的教学效果。

    ● Java语言程序设计在线教学方案

    授课教师尝试使用了雨课堂、腾讯课堂、钉钉直播、MOOC教学等手段，最终确定以腾讯课堂为主，钉钉直播、雨课堂为辅的方案。另外，使用MOOC作为辅助学习手段，上传视频供学生学习，学习通用于课程考勤以及课程实验作业的布置与上交，使用MOOC布置章节练习，综合运用各种线上教学手段。

    ● 在线启发式教学设计与实践

    在综合运用各种线上教学工具平台的基础上，在教学环节设计上将在线教学与启发式教学进行了结合。Java从整体上看是理论与实践并重的课程，在教学环节中需要着力培养学生的程序设计能力，确保学生能够利用所学知识进行程序设计。Java在线启发式教学，教师通过线上线下积极引导转化，线上引导学生将书本上的知识转化为学生的具体知识，线下引导学生将具体知识转化为Java语言程序设计能力。基于培养学生优秀的“程序设计能力”，通过线上线下启发式教学引导相互配合，Java线上启发式教学做到吸引学生进入课堂学习，线下做到吸引学生自主实践。以下列举了八种Java在线启发教学。

    1.运用示范式启发进行线上编程示例讲解

    示范式启发是以教师的课程示范来启示学生掌握某一技能的启发方式。Java是一门技术性很强的课程，在初期引导学生进入Java面向对象程序开发的大门时，教师通过展示自己的问题分析过程，展示自己编写程序的思维方式，来引导学生进行面向对象的分析和设计，最终写出合格的程序。

    在Java线上教学中通过示范启发，学生可以直观感受代码如何从零开始演化，一步步地发展，推进形成最终的解决方案。通过线上示范性教学与启发，使学生的注意力始终保持集中，学习曲线保持平缓上升，授课效果将极大改善。学生通过这种方式可以感受到一些编码的风格，对代码的调试过程也可以了解清楚，有助于提高实际解决问题的能力。

    2.运用提出疑问吸引式启发进行线上课堂理论讲解

    在线上课堂理论讲解中，要吸引学生的注意，教师在教学中要进行有目的、有方向，蕴含吸引力的思维引导。[3]在第一章“Java特点以及功能介绍”中，通过引入介绍“计算机仿真程序告诉你为什么现在不能出门”里面的Java程序仿真实现效果，演示该计算机仿真程序，然后提出该程序中的两个疑问：①尝试通过Java仿真初始人群5000人位置状态，并进行显示;②已知有一个感染者位置坐标，输入另一个人的位置，如何编写程序模拟实现判断他是否被感染。通过将这两个问题融入Java的第一次实验课，学生对Java学习有了兴趣，同时也在第一次课程实验中小试牛刀，学生主动性学习意愿强烈，提出疑问吸引式启发取得了良好的教学效果。

    3.运用提示性启发结合雨课堂进行线上课堂练习、习题讲解

    线上课堂，学生长时间盯着屏幕会疲劳，因此线上课堂授课中穿插了一些课堂练习和习题答疑讲解。课堂练习中多采用提示性启发（如图1）。讲解类的赋值相容性，其中课堂练习初次学习答错率非常高，通过提示关键知识点“子类对象即是父类对象，反之不然”，并进行响应演示，重新作答，情况良好。

    4.运用对比式启发进行线上课堂易混淆知识点讲解

    Java学习中容易混淆的知识点较多，如Java Application和Applet、多态的重载与覆盖、基础类型变量和引用类型变量以及this和super、抽象类与接口等。通过将易混淆知识点进行对比式启发讲解，可以促进学生理解知识点，掌握知识点。

    5.运用讲练引导式启发进行线上课堂重点难点知识点讲解

    多态的重载与覆盖是学习面向对象的重点和难点内容，除了使用对比式启发之外，教师还要准备程序分析题，包括重载与覆盖综合运用，在讲解综合题之前，先进行吃水果案例练习、讲练引导，然后通过诱导、启发，让学生求索探究，自行分析出答案。

    6.运用类推式启发进行线上课堂抽象知识点讲解

    类推式启发利用學生经验和感性认识，引起相关联想，促进知识点的掌握。在讲解类的继承以及父子对象构建顺序时以人类社会进行类比。学生对知识点和总结如图2所示。

    7.运用点拨疏通式启发和QQ群进行课下课程理论与实验答疑

    想要吸引学生课下进行自主学习，教师就要精心设计课程实验作业。实验可结合当前疫情，用计算机的部分功能仿真疫情，同时还可加入“百鸡百钱”“地图填色”及“打牌游戏”等内容，集知识性、趣味性于一体。要培养学生动手能力，还应做到了每周都有实验。为了方便学生学习以及实验过程中交流，笔者建立了Java学习群，目前有200多名学生，学生相互解答，营造了良好的学习氛围。另外，笔者还运用研讨式启发和QQ群进行课下Java新技术内容研讨。

    ● 线上教学体会

    课程教师有十多年课程讲授经验，通过对线上课堂优缺点的分析，认识到线上课堂首先要做到对学生有吸引力，线上吸引学生进入课堂，线下吸引学生自主学习，因此将启发式教学与线上教学进行结合，提升了课程吸引力，取得了良好的教学效果。

    授课教师对线上教学进行了匿名问卷调查，回收100份调查问卷，结果显示，目前线上教学认可度为97%，认为网络教学有帮助的为99%，线下每周吸引学生课下学习Java时间约为10个小时，认真听教师上网络课程的为91%，有95%的学生会回看授课内容。从匿名调查结果来看，课程创新在线启发式教学，提升了课程吸引力，提升了学生Java程序设计能力。

    线上教学在实施中，还进行了知识点分解。本课程将知识点分解为基础知识点、中等难度知识点以及课程难点。对于基础知识点主要在网上课堂通过PPT讲解，对于中等难度知识点实例演示、视频直播，对于课程难点通过视频直播+回看方式。线下教学到线上教学，不仅带来教学形式的变化，而且带来了教学设计、教学技术、教学方案等一系列的改变。

    参考文献：

    [1]李佳，王敬东.疫情下Python程序设计课程的“纯线上”教学实践[J].计算机教育，2020（10）.

    [2]孙晋芳.谈启发式教学法在教学中的运用[J].现代职业教育，2016（22）.

    [3]郭玉华，郑啸.面向计算机系统能力培养的启发式教学研究与实践——以“Linux操作系统与程序设计”课程为例[J].工业和信息化教育，2020（05）：79-83.

    作者简介：张建兵，男，中国石油大学（北京）信息科学与工程学院讲师，博士，研究方向为网络地理信息系统、空间信息服务、云计算。

    基金项目：中国石油大学（北京）重点教改项目“Java语言程序设计MOOC课程建设”，中国石油大学（北京）重点教改项目“Java语言程序设计过程性考试改革探索”。