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疫情背景下线上教学+实训的探索与实践 ——以“Java语言程序设计”课程为例
在全国上下共同与新冠肺炎战斗的背景下，为了保障教学任务的顺利实施，各高校积极开展在线教学，贯彻落实教育部“停课不停教、停课不停学”的通知精神。 学校开设“Java语言程序设计”课程利用唯众云课堂+ 钉钉课程群直播平台进行在线教学实训实践，从课程课前准备、教学实施、在线实训、课后辅导、实践教学等角度探索与实践在线教学实训。
线上教学形式新颖，课堂组织更加自由，教学效果显著。
引 言
由于疫情原因，全国高校积极采用线上教学，做到“开学延期，教学不延期”。为保障教育质量，教育部印发《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》 ，要求保障高校在疫情防控期间的在线教学，开始完全线上“停课不停教，停课不停学”的教学模式。笔者思考应对之策，由于开设的是“Java 语言程序设计”计算机类课程，实践性强，需要学生反复训练。作为教师需迅速转变教学理念，如何做到在线学习与线下课堂教学质量实质等效，是亟待要解决的问题。
1 开课准备
线上开课前，通过建立 Java 课程学习钉钉群了解学生已学的 C++语言相关先行课程的学习状况和基础、现在的听课条件以及希望的授课方式。疫情期间，各种线上教学软件均可免费使用，教师必须迅速学习、熟悉各种线上教学软件，如 EV 录屏软件、钉钉软件、钉钉群、微信群等沟通工具以及学习通、SPOC 等线上教学工具。
为了保障线上教学的顺利实施，课程组教师提前一周通知班级学生试课，包括设备调试、安装软件及软件应用，把以前的线下课堂转接至线上，探索如何较好地师生互动、交流，为学生及时答疑解惑。同时把出现的问题记录下来，做好应对措施。通过开课前的各项前期准备和试课，确定采用钉钉直播作为直播工具，其操作简单、互动性强，满足教学要求，具有显示屏幕、PPT 播放、视频播放等功能；建立钉钉课程群用于发布消息任务及答疑；利用唯众云课堂签到、观看视频、测试、上传作业；采用 EV 录屏软件录制课程视频。
2 在线课堂实施
疫情期间学校“Java 语言程序设计”课程采用混合式教学模式，学生线上学习在唯众云课堂进行，直播教学在钉钉课程群直播平台进行，课后答疑在钉钉课程群完成。采用“课前提出问题→课中解决问题→课后巩固、检验、提出新的问题”的闭环教学模式，以建构主义的学习观点，基于学习结果的教育（Outcome-Based Education）亦称目标导向教育或需求导向教育 ，力图完成从原来的“教师为中心”到OBE提倡的“学生为中心”的机制转换，教师的作用也由原来的授课者转变为学生学习的引导者、指导者，学生不再是被动地学习，而是可以采取更加灵活的主动学习模式，再加上本门课程为作业驱动的学生编程能力培养模式，能在教学效果促进及教学理念转变过程中起到一定的积极作用。
2.1 线上学习
按照混合式教学模式的安排，学生在唯众云课堂进行自主学习，课堂平台界面如图 1 所示。教师提前准备好每周学习任务，用 EV 录屏软件录好课程视频、布置好作业任务，放在唯众云课堂，并在 Java 课程钉钉群文件里发布当前周学习任务要求，如图 2 所示，明确说明教学内容、章节点视频观看任务、作业任务。每次直播课前教师通过课程平台的后台了解学生线上学习视频的观看进度和学习效果，督促学生完成线上学习任务。当学生完成规定的线上学习任务时，教师通过钉钉课程群了解学生还有哪些知识点没有掌握好，需要教师在后续的直播教学中加以强调。
图1 唯众云课堂
图2 Java程序设计课程钉钉群文件界面
2.2 直播教学
每次上课会利用唯众云课堂平台进行签到，对于没有签到的同学会让班长及学委及时联系并电话通知，督促学生进腾讯会议上课。利用钉钉课程群直播，采用“问题牵引、比较说明、解决问题、项目驱动”的教学方法，准备 2 ～ 3 道经典案例题进行讲解，对同一个问题描述多个编程方案，以使学生在比较中学习，进而深刻理解 Java 语言相关设计思想和分析相关算法；在教学中除了正面阐述说明什么是正确的，还要注意从反面来说明什么是不正确的；用通俗易懂的语言、生活中的现象来阐述基本理论知识，突出重点，解释到位，讲深讲透难点部分。再把设计思路类似程序题发给学生，由学生做小老师来讲解试题设计思路及求解过程，其他同学参与问题的点评，最后授课老师指出其问题及设计中存在的缺陷，需注意加强对学生发现问题、分析问题和解决问题以及创新能力的培养。
为避免学生视频刷分和不认真听直播课，每堂直播课快结束时，在唯众云课堂进行测试练习，通过测试练习掌握学生的学习情况，同时平台帮助老师了解学生的学习状态，如图 3 所示。对于学习不认真的学生，教师需单独关注。
图 3 测评设置界面
2.3 课后巩固
为了巩固每周所学内容，教师在唯众云课堂平台布置每周作业任务，要求学生按时上传作业，老师认真批改后，会在下次钉钉课程群直播课中给学生讲解分析出问题多的部分，帮助学生掌握好教学重点，并能以同理推演。利用钉钉工具进行课后答疑，鼓励学生问问题，也鼓励其他学生帮助解答，培养团队合作精神。同时为了提高大家的学习积极性，会把学生们之间的教学互动记入到平时成绩中；教师也经常在钉钉课程群督促学生完成任务并与他们沟通，了解学生的学习问题。
作业模块
作业编辑界面
2.4 实践教学
“Java 语言程序设计”课程除了线上理论教学，同时安排了 22 学时的线上实践教学，按照“分级递进、逐步提高、综合应用”原则设计实践教学，充分挖掘学生的潜能，设置验证型实践教学以及分组实战项目型实践教学阶段。设置“Java 基础语法”“类的封装与继承”“接口与多态”“图形用户界面”“多线程”五个难度依次递进的验证性实验，要求每个学生独立完成实验任务，主要是培养学生基本的规范编码能力。唯众云课堂内置了“Java 语言程序设计”实验所需的实训环境模块和自动评测模块，学生可在唯众云课堂上在线完成实验任务。
实训环境模块包括实验题目、在线问答、题目解析、提交记录、评测结果、自动运行结果等功能模块。
平台预设了22个Java 语言程序设计基础实验，可供学生在线练习实训。
1初识java程序,编写hello world程序
2认识java语言数据的基本类型以及类型转换
3使用Java运算符和表达式计算圆的面积和三角形周长
4使用Java循环控制语句和运算符输出1-100的奇数和偶数
5使用java递归编程计算算术平方根
6使用Java创建一个用户对象
7根据java的继承特性编写程序并做计算。
8编写实现接口的对象
9利用反射获取java对象的信息
10利用java正则表达式对字符串进行检验
11存储数字在字符串中出现的次数
12利用Java日期工具计算日期间隔天数
13利用枚举获取日期的星期
14使用异常机制处理数字格式异常
15使用异常机制处理数组下标越界异常
16使用自定义异常判断整数值大小
17使用集合数据结构分解字符串
18使用集合数据结构对字符串去重并排序
19使用映射数据结构计算矩形面积并排序
20使用多线程交替打印数字
21使用多线程编写一个输出代表这个数字的字符串的程序
22使用多线程排列水分子字符顺序
Java 语言程序设计基础实验界面
Java 语言程序设计基础实验页面界面
在线实验环境界面1
在线实验环境2
分组实战项目型实践教学通过小组分工协作完成整个项目，目的是培养学生的团队协作开发能力、综合运用能力和软件工程素养。设置不同难度梯度的小项目锻炼学生的综合应用能力，学生分组后可以完成具有需求分析、设计、实现等流程的小项目开发实战。通过钉钉课程群要求每组派一个同学完成对项目分工、设计思路、实现过程的讲解以及运行结果的演示，教师根据学生完成情况进行评分。
3 教学思考
疫情期间的在线教学质量，学校教学督导和学院领导不定期在线听课并将意见及时反馈给授课教师，以帮助教师不断改进教学。大部分学生反馈线上教学形式新颖，课堂组织更加自由，非常适合自学能力较强的同学，取得了一定的教学效果，但其仍然存在一些不足。首先线上教学对于学生和老师来说，不再像教室里有着浓厚的学习氛围、师生之间所需的人际关系的处理。教室里，学生可以通过面对面提问、探讨等促进老师、学生之间的沟通，但在线上沟通效果不是很理想。在家里通过手机、电脑学习没有浓厚的学习氛围，并且学生没有自驱力，很容易把精力分散到别的方面，学习效率难免会打折扣；其次是作业抄袭问题，一些自律性差的学生，为了完成老师布置的课后作业，会直接把其他同学的源代码直接拷贝上传应付任务；另外如何监控、推动不积极不主动的部分同学学习，也是一个较难解决的问题。针对上述问题，唯众云课堂内置了在线实训环境和在线实验计时功能以及在线自动评测功能来解决作业抄袭问题；同时通过树立每周学习模范、发布每周学习周报、强化作业和测试题督促机制等多项举措，努力引导、推动学习主动性不够的同学学习。
4 结 论
根据评价反馈，总体来说学生对这种线上教学方式还是认可和满意的，虽然线上教育存在着一系列的问题，具体采用何种教学方法及教学手段与学生专业、课程类型、教师特点等均有很大关系，正所谓“兵无常势，水无常形”；但相信随着课程教学改革不断地深入发展，线上教学的效果还有很大的提升空间。
在线开课不只是上完课就行，更重要的是多关注学生的学习反馈，加强学生的自主学习能力，要“以学生为中心”并服务于学生，积极适应新形势，转变教学观念，提升线上教学技能。在疫情过后，应总结教学经验，开展线下线上混合教学模式的研究，创新课堂教学方法。
