基于拼题A的混合式教学设计与实践探索——以Java程序设计为例

基于拼题A的混合式教学设计与实践探索——以Java程序设计为例

张磊

浙江科技学院 信息与电子工程学院，浙江  杭州  310023

摘要：针对Java程序设计线下教学中存在的学生有效练习少、学习积极性不高、教师作业批改效率低、师生反馈交流途径匮乏等问题，设计了基于程序设计类教学辅助平台拼题A的混合式教学模式，利用在线判题实现知识点、章节和实验的三重循环反馈，获得客观、实时的过程性评价。教学实践表明该教学模式可以提高学生的学习积极性，提升学生的程序设计能力，提高教师工作效率，取得了较好的教学效果。

［关键词］Java程序设计；混合式教学；Online Judge

［基金项目］

2021年度浙江科技学院校级精品在线开放课程建设项目-Java程序设计（2021-xk8）

2020年度浙江科技学院校级教学改革研究项目-基于物联网技术的教学过程管理与评价系统研究（2020-j14）

［作者简介］张磊（1978—），男，浙江岱山人，工学硕士，浙江科技学院信息与电子工程学院讲师，主要从事智能数据处理研究与专创融合教育。 

引言

在电子信息工程专业的发展过程中，学生的专业知识体系在嵌入式开发基础上，有了更多智能化和人机交互的需求。学生除了掌握硬件开发能力外，还要具有一定的桌面程序、移动程序甚至简单后端服务开发的能力。Java作为面向对象语言的代表，可以全面支持上述需求，为学生未来发展打下坚实的基础，特别适合无法开设大量程序设计课程的电子信息类专业选用。

但传统的线下教学效果并不理想，主要原因有：①传统课堂学生有效练习机会少；②传统的纸质作业的评价和反馈效率低，学生很难获得及时的练习评价；③纸质作业批改工作量大，教师工作效率低；④师生缺少有效互动途径。

自新冠疫情爆发以来，各种在线教学技术[1-2]加速进入日常教学。本课程设计了基于拼题A辅助教学平台的混合式教学模式，并应用于Java程序设计教学。实践表明该教学模式可以提高学生的学习积极性，提升学生的程序设计能力，减轻教师的教学工作压力，整体教学效果较好。

一、混合式教学概述

自 2000 年开始兴起至今，混合式教学的概念由“在线教学与面授教学的混合”，逐步演变为“基于移动通信设备、 网络学习环境与课堂讨论相结合的教学情境”[3]。越来越多的学者指出，混合式教学并不是简单的技术混合，而是为学生创造一种真正高度参与性的、个性化的学习体验[4-5]。

虽然混合式教学有着诸多优点，也是未来教学的趋势，但它对教师和学生也带来了一定的挑战[6]。一方面各种新的技术日新月异，部分教师对在线教学的技术储备不足；而另一个极端，则是多个平台的重度堆砌，给学生造成了压力，也挤压其他课程的学习时间。

显然，我们在看到混合式教学的效果，也要追求其效率。混合式教学追求的是学生的个性化的学习体验，那么不同学校，不同课程，不同水平的学生，也应有其个性化的混合教学模式设计。本文主要介绍本校电子信息工程专业开设的《Java程序设计》，使用拼题A教学辅助平台，实现混合式教学的设计与实践过程，以供参考。

二、基于拼题A的混合式教学设计与实践

（一）拼题A程序设计类实验辅助教学平台介绍

拼题A平台是浙江大学国家级程序设计系列课程教学团队推出的面向高校和社会的程序自动评测、开放式的教学辅助平台。截止本文写作时，平台已有，由于教师可以在平台上添加题目，因此题库的量在持续增加。

拼题A平台的核心价值有三点：①高质量习题集+自定义习题集，满足不同需求；②提供程序设计（含Java）在线判题功能，可以解决引言中介绍的前三个问题。③练习结果可以自动生成教学分析，为教师调整教学策略，个性化辅导提供依据，也实现了师生之间的异步交互。

（二）《Java程序设计》混合式教学设计

《Java程序设计》是大二下开设的必修课，班级学生自主学习能力参差不齐。因此混合式教学采用的是线下主导的讲授式混合教学模式，并使用了经典的课前—课中—课后的三段式设计策略。总体如图1所示。

图1、 基于拼题A的教学模式设计图

在这个教学模式图中，起教学支撑部分的是拼题A平台，在此基础上，完成了资源建设、教学活动体系和学习评价体系的建设。

（1）资源建设

Java程序设计主要目标是学生掌握基本语法（know what）并能通过程序设计解决现实问题（know how）。在教学目标下，将知识碎片化，设计了以填空、选择和判断为主知识点题库，帮助学生更好的理解语法概念。

从程序设计到程序正确运行，需要大量的编程实践。为此我们设计了编程题库，以编程和编程填空为主。拼题A会对学生提交的代码进行编译，测试，并实时将测试结果反馈给学生，结果包括：通过，部分通过和不通过。学生拿到结果后，可以重新检查代码，再次提交。

（2）教学活动体系设计

教学活动体系是教学资源的动态应用过程。基于拼题A的Java程序设计混合教学，以线下面对面授课为主导，并将线上资源有机融入。整个教学活动由知识点，章节和实践三重循环组成。知识点循环包括问题导入和讨论、概念讲解、代码阅读理和拼题

A小测验（以概念题和程序填空为主）组成，测验中的典型错误当堂讲解。课内3-4个小循环+课后拼题A编程实践组成章节循环。利用拼题A的自动判题功能，及时反馈错误，引导学生不断改进，提高程序设计能力。两周安排一次综合设计性实验，和前面的理论课串联，构成实验循环。通过实验，进一步培养学生将知识点运用于实际的能力。

在各个循环中，教师可以利用拼题A的后台数据，实时掌握教学效果，及时调整授课方式，并适当提供个性化辅导。

（3）学习评价体系设计

学生的评价包括了线上、线下两部分。线上评价通过拼题A平台统计学生课前课中测试和课后作业情况，自动给出线上平时过程性综合评分，总成绩占比40%。线下考勤占比10%，期末考试占比50%。

三、混合式教学效果分析

（一）提高学生学习积极性和编程能力

当平台具有即时反馈功能时，学生非常乐意修改程序代码，直至通过所有测试。后台统计平均提交次数约为3次，优秀的学生还会提交多种语言的版本，交叉验证。这样不仅提高了学生思考问题和算法设计的能力，还提高了程序的调试能力，进而提高学生的编程能力。

（二）提高教师工作效率

教师可以根据平台分析报告，及时掌握学生的整体情况，教师有更多机会和学生进行针对性的交流和辅导，并及时调整教学手段，真正实现了教学相长。

结语

本文针对Java程序设计教学过程中存在的学生学习积极性不高、练习效率低、教师批改任务重、师生交流少等问题，设计了基于拼题A平台的混合式教学模式。课程实践证明，该模式可以有效提高学生的学习积极性与编程能力，并提高教师的工作效率，值得推广应用。

参考文献

[1]焦建利; 周晓清; 陈泽璇. 疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[ J ]. 中国电化教育,2020.3: 106-113.

[2] 沈宏兴; 郝大魁; 江婧婧. “停课不停学”时期在线教学实践与疫后在线教学改革的思考——以上海交通大学为例[ J ]. 现代教育技术, 2020,30(05): 11-18.

[3]冯晓英，王瑞雪，吴怡君. 国内外混合式教学研究现状述评——基于混合式教学的分析框架 [J]. 远程教育杂志，2018(3): 13-24.

[4]杨雪; 姜强; 赵蔚. 大数据学习分析支持个性化学习研究——技术回归教育本质 [J]. 现代远距离教育,2016(04): 71-78.

[5][美]迈克尔·霍恩，希瑟·斯特克. 混合式学习：用颠覆式创新推动教育革命[M]. 聂风华，徐铁英译.机械工业出版社，2015.

[6] Xiao J. Who am I as a Distance Tutor? An Investigation of Distance Tutors’ Professional Identity in China[J]. Distance Education， 2016，37（1）.