面向對象程序設計課程改革實踐

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面向對象程序設計課程改革實踐

摘要:為了適應應用型本科教學需要,提高學生的實際動手操作能力,縮短學校培養與企業需求之間的差距,通過分析學院在面向對象程序設計教學中存在的一些問題,有針對性地提出了課程群建設、課程內容與教學方式建設、師資隊伍建設、學生個性化教學、教材改革、考核方式改革等一系列解決方案。通過實際教學對比驗證,發現實驗組在實際動手編程方面具備更大的優勢,教學效果更好。這些解決方案,能為應用型本科高校在面向對象程序設計及相關課程的教學改革提供了一條解決思路。

關鍵詞:面向對象;教學改革;個性化教學;應用型本科

當前,我院正處于應用型本科院校的轉型過程中,學校十分重視實踐教學,并十分注重強化應用型人才培養,學校與許多企業也進行密切相關的合作。面向對象程序設計是一門應用實踐性很強的課程,符合應用型人才培養的方向,學校對其尤為重視。Java語言在面向對象程序設計方面表現尤為突出,由于其強大的移植能力、多線程處理和網絡處理能力成為許多高校計算機技術、信息與通信工程等專業必修的課程之一。當前Java程序員、Java工程師的需求仍十分迫切,但是高校培養的畢業生在計算機編程能力與企業需求間存在一定的差距,多數畢業生缺乏企業需要的實際操作能力,因此,應用型本科院校應該將提高接近企業需求的應用開發能力的培養作為目標,注重畢業生實際應用能力培養,對面向對象程序設計課程的改革十分必要且迫切。

1教學現狀

當前,我院在面向對象程序設計這一課程的應用型教學過程中,還存在較多問題,比如:第一,很少有與信息與通信工程專業聯系比較緊密的教材,傳統教材例子往往偏向網站開發等內容,學生常會困擾于如何將Java語言的知識點與其專業緊密聯系并應用;第二,學生基礎不扎實、語法薄弱,且課時有限,無法將最新的Java編程技術傳授給學生,往往只能偏重教材的獨立章節的語法講解,并通過實戰訓練,讓學生編寫功能比較簡單的算法,這些算法主要用來驗證理論課上所介紹的語法知識,可能并不是非常實用,并且趣味性也不夠,學生往往對Java課程的興趣不高[1][2];第三,網絡游戲、手機的娛樂功能日益強大等原因,造成學生課上注意力不集中,課下不愿花時間學習,學生被動接受知識,缺乏學習的積極性、主動性及創造性;第四,在編程過程中,學生往往缺乏團結合作精神,各自編寫、調試自己的程序,學生編程能力和協作能力與企業需求仍有偏差[1][3],學生進入企業后經常感覺無從下手;第五,現有的師資隊伍主要是學校教師,他們具有較強的理論教學經驗,但比較缺乏實踐教學經驗,較難將工程項目融入教學中,難以勝任應用型本科實踐教學要求;最后,目前的考核方式主要采取筆試結合平時表現的考核方式,無法真正體現學生動手能力和應用型能力的考核。

2課程改革內容

針對上述存在的問題,我院的面向對象程序設計課程亟待改革,必須結合我院的應用型轉型的辦學特色及學生自身的實際情況以及企業對畢業生的編程能力要求等方面加以考慮。通過教學總結與討論,可以從如下幾個方面進行改革。

2.1課程群建設

根據我院實際開課情況,并充分利用C語言程序設計、面向對象程序設計、數據庫等課程之間的相互關聯,將其有機結合起來,建設成一組課程群,并在教學過程中注意課程間的相互銜接與呼應。C語言程序設計具有比較簡單的語法和程序結構,方便學生理解與掌握,避免學生產生畏難情緒,且其語法與Java語言的語法比較相似,容易過渡。因此,將C語言作為入門編程語言進行學習,比較容易帶動學生的積極性。Java語言在編寫大型案例時,常常需要處理大量的數據,因此需要用到數據庫作為后臺支持,在教學過程中,應將數據庫教學保持與Java面向對象程序設計的聯系,以幫助學生更好地掌握知識。

2.2課程內容與教學方式的建設

通過實地調研企業的人才需求為導向,參考他們的崗位要求,聽取行業工程技術人員的意見,結合考慮我院學生的實際水平,對教學內容進行改革,及時補充更新和信息與通信工程類相關的項目案例,比如實時數據流的傳輸、存儲、處理等。在教學過程中采取多種教學方式比如:翻轉課堂、案例教學,結合典型項目,引導學生通過程序編程進行實踐,喚起學生的學習興趣,進而提升學生的學習質量。通過引導學生進行編程實踐,逐漸傳授給學生相關的知識,在編程中學,在學習中編程,當所有相關知識都學習完后,學生也編寫完一個完整的系統,通過這樣的學習方法,來提高學生的學習興趣,增強他們的成就感,逐步培養學生的學習能力及其創新意識[4]。

2.3師資隊伍建設

在師資隊伍建設方面,一方面通過鼓勵我院專職教師到企業參加兼職工作或培訓,培養他們的實踐教學經驗,使其成為理論教學功底扎實、實踐教學經驗比較豐富、教學能力較強的,符合應用型人才培養目標要求的“雙師型”教師[1][5];另一方面,通過聘請企業開發人員,參與JAVA編程的實踐教學,借鑒企業實際開發項目,用項目開發中的任務作為牽引,引導學生完成項目開發的各項任務,包括項目分析、信息采集、計劃實施、反饋改進、結果展示、深入思考并拓展等全過程,達到培養和提高學生職業能力的教學目標[6]。

2.4個性化教學

通過采用問卷調查、課堂測試、與學生進行多方面溝通等途徑,對學生的學習習慣、學習基礎進行全面了解,并分析他們的基本情況[7][8],針對不同學習習慣、學習基礎的學生,了解其興趣愛好和學習效果,試行分組教學方式,有區別的對待學生,結合我系的專業特點和專業基礎,在引進項目時,側重引進與我系相關的案例,比如傳感器數據流的采集、傳輸與處理等方面,避免與計算機系進行的網頁處理、網站搭建等方面的教學重合,避免缺乏專業特色。將教學的所有班級按照學生的實際情況分成若干小組,突破傳統以班級為單位的教學模式,每個小組作為一個團隊,因材施教。通過下達與我系的專業相關的項目作為任務,引導學生進行團結協作,通過任務分解,查閱與項目有關的資料,協同討論,解決問題,最后進行項目整合,并匯報情況。引導學生通過思考學習、團隊合作等,培養自身的學習能力、查閱文獻資料解決問題能力,使其具有團隊合作精神。[6][9]在個性化教學過程中,對于不同項目團隊采取有區別的對待,根據其實際的能力布置相應難度的項目任務,使得基礎較好的學生不會因為項目難度小而降低學習積極性,基礎不好的學生也不會因為項目難度大而不肯前進。

2.5教材改革

為了保證教學質量,考慮到我院生源實際情況以及專業需求,在傳統教材的基礎上,收集和電子信息工程專業、物聯網工程專業相關的實際案例,匯編成冊,完善學生的實踐教學教材,并形成習題庫、試題庫供學生選擇練習。通過收集相應的實際案例,以及收集學生練習這些項目后的意見,嘗試編寫實訓教材,完善習題庫、試題庫建設。

2.6考核方式的改革

對學生的學習情況,從注重結果評價到強調過程性評價,學生課程成績形成包括考試成績、實驗成績和平時成績構成??紤]學生的基礎不一樣,實行有區別的考核方式,盡可能提高學生的學習積極性,培養優秀學生的同時兼顧大部分學生和基礎較差的學生,實驗成績在實驗的最后一次實驗課產生,并考慮有區別的教學,給每組學生其相應難度的題在計算機上進行實驗考試,最終形成實驗成績,不再是統一一道題,實驗成績占總成績的20%,有助于提高學生學習的積極性;平時成績占總成績的20%,由老師依據學生平時的項目學習、自主學習、翻轉課堂等情況評定,進一步激勵學生認真學習,提高他們的學習積極性和主動性??荚嚦煽冋?0%,由期末考試成績決定,主要考核學生對基礎知識的掌握程度。

3實施過程

在實際教學過程中,我們將學生分為試驗組與對照組,試驗組進行上述教學改革,對照組仍進行傳統的教學方式教學,下面著重進行試驗組實施過程的介紹。首先,對學生的學習基礎與學習興趣進行摸底了解,將試驗組學生大致分為A、B、C三組,他們的基本情況如下:對于A組同學,他們由于學習基礎好,并且主動學習的熱情高,學習習慣也較好,因此在傳統授課的基礎上,增加了翻轉課堂[10-12]、案例教學、企業項目實踐等多種教學方式,課前鼓勵他們利用網上教學視頻自主學習基本的語法知識,理解基本知識點;課堂上通過案例教學引導他們學以致用,動手實踐,讓他們對重點知識點理解更加深入;通過設計一些值得探究的問題,引導學生積極思考,激發學生的學習熱情,學生在學習過程中保持與教師的實時互動,教師根據學生實際學習反饋的情況,進行有針對性的講解說明,最后安排企業有經驗的工程師進行項目分解與實踐教學。本次對于A組同學來說,Java語言特點及運行環境搭建、Java語言編程基礎、常用類的使用、圖形界面等知識點,采用翻轉課堂進行教學,化被動學習為主動學習;類的定義和對象的創建、繼承與多態、接口與實現、內部類、異常處理機制、異常處理能力等知識點使用傳統教學與案例教學結合;Java輸入、輸出、GUI界面設計、AWT事件處理、ArrayList動態數組、應用、JDBC體系、多線程概念、線程分類、Socket接口等知識點采用案例教學配合項目實踐進行教學。本次采用的教學項目是“災情數據流實時采集與分析處理”,結合數據處理的實際情況,將項目分解為災情數據采集、災情數據分析、災情數據處理三個方面進行項目分組與實踐。對于B組同學,采用傳統授課、案例教學、案例實踐等,將案例教學貫穿于整個教學環節中,通過各種案例,深入講解所涉及的知識點,并在整個教學過程中,貫穿“畢業生網報系統”的開發,通過講解類的定義和對象的創建、繼承與多態、接口、異常、Java輸入、輸出等知識點,引導學生進行“畢業生網報系統”所需的類定義及基本輸入輸出操作等練習。通過講解GUI界面設計、AWT事件處理等知識,引導學生進行“畢業生網報系統”的圖形用戶界面設計,接著通過結合動態數組應用等知識,引導學生完成“畢業生網報系統”基本功能模塊的開發。通過講解數據庫、多線程和Socket接口應用等知識,引導學生完成“畢業生網報系統”。對于C組同學,由于其基礎較差,主要采用傳統教學方式進行授課,配合驗證性實驗進行知識點理解。同時,對這部分學生進行分組,每組分配一名小組長進行監督學習,確保學生在課后能根據自身的特點進行補缺補漏。

4實施成果

經過課程群建設、課程內容與教學方式的建設、師資隊伍引進以及個性化教學等系列改革,對于ABC三組學生,教學效果明顯,A組同學能較好掌握面向對象編程的基礎理論,并結合信息與通信工程系專業知識,較好地完成教學項目“災情數據流實時采集與分析處理”;B組同學能夠掌握面向對象編程的基礎理論,并能夠完成教學項目“畢業生網報系統”;C組同學能夠基本掌握面向對象編程的教學內容,并具備一定的編程能力。學生基本能夠符合預設目標。相比對照組,實驗組在實際動手編程方面具備更大的優勢。

5結語

本文通過分析信息與通信工程系在面向對象程序設計教學中存在的問題,有針對性地提出了課程群建設、課程內容與教學方式建設、師資隊伍、學生個性化教學等一系列解決方案,并通過實際教學對比驗證發現實驗組在實際動手編程方面具備更大的優勢。

參考文獻

[1]鄭韜,華冠萍,張華音.基于校企合作的Java應用型課程改革[J].浙江樹人大學學報(自然科學版),2014,14(4):61-64.

[2]喻曉,陳濤.應用型本科Java語言程序設計課程教學改革研究[J].軟件導刊,2014,13(10):163-164.

作者:洪惠群 劉大茂 單位:陽光學院

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