淺談Java在線開放課程建設(shè)

郝兵 曹海英 元元

摘 要：Java（編程語言）屬于編碼世界中炙手可熱的計算機程序設(shè)計語言，近年來隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍逐漸拓寬，已然成為諸多高校計算機專業(yè)的必修類課程。本文先對在線開放課程的優(yōu)勢的意義作簡單分析，進而重點對Java在線開放課程建設(shè)內(nèi)容作系統(tǒng)的分析闡述，最后分析Java在線開放課程建設(shè)過程中所面臨的難點，并提出解決途徑。

關(guān)鍵詞：Java; 在線開放課程; 網(wǎng)課; 編程

中圖分類號：TP312.2-4? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-3315（2020）12-141-002

供學(xué)生學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)課程出現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺最早可追溯至2012年，當(dāng)時由美國一批頂尖大學(xué)應(yīng)用推廣，由此拉開了在線開發(fā)課程的序幕。隨后在三大課程供應(yīng)商Coursera、edX、Udacity的快速發(fā)展背景下，在線開放課程正式迎來了蓬勃的發(fā)展。就我國在線開放課程興起與發(fā)展來看，雖然接觸的時間較晚，但也取得了良好的成就，幾乎同時與國際開展在線開放課程的研發(fā)與建設(shè)工作。比如我國的著名學(xué)府清華大學(xué)早在2012年便與edX進行了交流合作，成為edX的第一批亞洲高校成員，正式形成了合作關(guān)系。隨后在2013年7月時，上海的復(fù)旦大學(xué)與Coursera簽訂了合作關(guān)系。最值一提的是，2014年網(wǎng)易云課堂與愛課程網(wǎng)合作推出的“中國大學(xué)MOOC”項目將在線開放課程推向了發(fā)展的高潮。近年來在線開放課程越來越得到諸多高校的重視與實踐。

1.在線開放課程的優(yōu)勢分析

在線開放課程的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在以下幾方面：①隨著素質(zhì)教育和教學(xué)改革的不斷深入，教學(xué)資源選取和學(xué)習(xí)工具的創(chuàng)新越來越重要，已經(jīng)成為確保教學(xué)質(zhì)量的重要前提。在線開放課程可以對多種形式的數(shù)字化資源進行整合，且具有優(yōu)化社交網(wǎng)絡(luò)工具的作用，繼而形成滿足教學(xué)需求的課程資源與學(xué)習(xí)工具;②網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對在線開放課程的發(fā)展尤為重要，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在線開放課程可以打破時間和空間上的限制，用戶僅需通過網(wǎng)絡(luò)連接即可學(xué)習(xí)優(yōu)質(zhì)課程。我國2020年2月份新冠肺炎疫情下全國范圍內(nèi)推行的網(wǎng)課便是在線開放課程打破時間和空間上限制的有力體現(xiàn)，更加彰顯出在線開放課程所獨特的優(yōu)勢;③在線開放課程用戶學(xué)習(xí)過程中，不會對整個系統(tǒng)造成太大的影響，可以滿足大規(guī)模學(xué)生同時學(xué)習(xí)的需求，課程的受眾面廣。但仍然要注意的一點是，在今后還需要進一步加大技術(shù)方面的研究，提升在線開放課程網(wǎng)絡(luò)平臺的穩(wěn)定性。Java作為諸多高校計算機專業(yè)的必修課程，課程地位十分突出?，F(xiàn)階段我國已將網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全方向確定為計算機專業(yè)的重點發(fā)展方向，這讓網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)相關(guān)課程重要性日益凸顯。

2.Java在線開放課程建設(shè)內(nèi)容闡述

2.1課程教學(xué)內(nèi)容知識點的離散化

在線開放課程可以幫助用戶從碎片化的知識積累中逐漸實現(xiàn)系統(tǒng)化學(xué)習(xí)的目的。隨著新課改的不斷深入，基于案例與任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式逐漸應(yīng)用于課堂教學(xué)中，在長期的應(yīng)用實踐中發(fā)現(xiàn)，基于案例與任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，無論是在提升教學(xué)效率還是教學(xué)質(zhì)量中，均發(fā)揮著重要的作用。但在線開放課程用戶的時間比較零碎，單次學(xué)習(xí)時間較短，而基于案例與任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式往往包含多個知識點，需要花費很長的時間方可完成，因而在在線開放課程中缺少適用性。針對這種情況，在線開放課程需要采用更為細(xì)粒度的教學(xué)單元，即以知識點為基礎(chǔ)教學(xué)單元來組織編訂教學(xué)內(nèi)容。因此，在開展Java在線開放課程建設(shè)時，要將課程教學(xué)內(nèi)容知識點的離散化既作為建設(shè)內(nèi)容，更要作為建設(shè)的首要任務(wù)。

2.2教學(xué)單元設(shè)計

Java在線開放課程建設(shè)的重點在于基于知識點的教學(xué)單元設(shè)計。作為一門程序設(shè)計語言，Java目標(biāo)在于幫助學(xué)生掌握使用Java編程的能力，基于這樣的目標(biāo)，在實際設(shè)計教學(xué)單元是，需要將一個個零碎的知識點融入至實例中，所以也可說基于知識點的教學(xué)單元設(shè)計實則是對基于知識點的實例設(shè)計。實際設(shè)計過程中，要充分考慮在線開放課程的特點，盡量將時長控制在5-10min[1]。另外，還需要對教學(xué)實例的趣味性和典型性進行把控，確?？梢约ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。構(gòu)造方法、super關(guān)鍵字使用、參數(shù)傳遞等均是Java課程知識體系中的重要內(nèi)容，在教學(xué)單元設(shè)計時需要給予充分的重視，可以設(shè)計多個教學(xué)案例。比如在開展for語句教學(xué)時，可以先通過一個例子向?qū)W生介紹for語句的執(zhí)行機制，隨后適當(dāng)增加教學(xué)的難度，通過一些稍有難度的案例讓學(xué)生明確for語言的功能，而后由點及面，慢慢引出重要的知識點，最后解決問題。又比如在super關(guān)鍵字教學(xué)時，可以先向?qū)W生提出“如何調(diào)用被覆蓋的父類方法”的問題，以此引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)super關(guān)鍵字的相關(guān)知識。

2.3制作教學(xué)單元視頻

與普通公共課教學(xué)單元視頻有所不同，在線開放課程對教學(xué)單元視頻有著更高的制作要求。為了有效保證教學(xué)單元視頻的制作質(zhì)量，必須借助多媒體技術(shù)，利用合適的多媒體技術(shù)呈現(xiàn)知識點及所選案例。比如說在講解JDK的安裝與環(huán)境配置時，可以優(yōu)先以屏幕操作錄像的方式開展教學(xué)，原理性的教學(xué)知識則可以借助靜態(tài)圖片或者視頻來展示，也可以借助Flash動畫來展示[2]。

2.4整理視頻教學(xué)單元配套講義

積極對視頻教學(xué)單元配套講義進行整理，主要的原因在于其可以與基于知識點的教學(xué)視頻協(xié)同配合，共同起到提升教學(xué)質(zhì)量的作用。視頻教學(xué)單元講義主要包括教學(xué)目標(biāo)、相關(guān)的知識點內(nèi)容、前續(xù)知識點、所選取的案例功能、案例教學(xué)實現(xiàn)過程、參考資料及鞏固性提問等。實踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，將配套講義和教學(xué)視頻緊密結(jié)合，不單單可以促進學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的完善，且可以向?qū)W生拓展更多的必要性知識，在幫助學(xué)生更好進行學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2.5Java程序自動評判系統(tǒng)的設(shè)計

要想更好實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生編程能力的目標(biāo)，必須重視編程練習(xí)的重要性，設(shè)計Java程序自動評判系統(tǒng)便顯得尤為重要了。但是，往往參與在線開放課程學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)會很多，傳統(tǒng)的教師人工評判顯然已經(jīng)無法滿足需求，而如何讓Java程序自動評判系統(tǒng)展開更加智能化的評判，這對實際設(shè)計有著很高的要求，同時需要考量的因素也較多。就現(xiàn)階段Java程序自動評判系統(tǒng)建設(shè)情況來看，已經(jīng)有一些系統(tǒng)可以支持Java程序的自動評判，比如用于ACM競賽的OJ系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)也存在較大的局限性，其對Java面向?qū)ο缶幊痰奶攸c支持不足，實際應(yīng)用過程中并不能有效的滿足Java在線開放課程需求[3]。因此，在Java程序自動評判系統(tǒng)建設(shè)中，不僅僅需要給予充分的重視，更要加大技術(shù)方面的研究力度，全面考量其中所涉及的因素，以此實現(xiàn)對Java程序自動評判技術(shù)的系統(tǒng)化研究。

2.6同步練習(xí)的設(shè)計

在線開放課程教學(xué)時，需要注意一點，課程教學(xué)不能局限于課堂教學(xué)，還需要及時對所講的知識點進行拓展練習(xí)，確保學(xué)生的知識和能力可以得到鞏固，因而開展同步練習(xí)設(shè)計尤為關(guān)鍵。實際設(shè)計時需要緊緊圍繞學(xué)生實際學(xué)習(xí)特點和掌握情況，設(shè)計科學(xué)合理的同步練習(xí)，確保練習(xí)的難度適中，且可以在規(guī)定時間內(nèi)完成。需要特別注意的是，在占比方面，同步練習(xí)的占比可以盡量與教學(xué)視頻中的實例保持一致，或者可以稍微大些;在難度方面，要把握由易至難、由單一知識點至多個知識點，層次遞進，可以逐步讓學(xué)生得到提升，不至于出現(xiàn)打擊學(xué)生積極性的情況。除此之外，在設(shè)計同步練習(xí)時，依然需要遵循趣味性和實用性的原則，確保可以充分提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.7教學(xué)效果評價

教學(xué)效果評價可以重點從以下幾方面著手展開：①查看學(xué)習(xí)視頻的人數(shù)及總觀看次數(shù);②對每一位學(xué)生網(wǎng)上作業(yè)的完成量和質(zhì)量進行檢查;③參與在線答疑的學(xué)生數(shù)與答疑質(zhì)量。除此之外，也可以根據(jù)在線評論區(qū)的活躍度進行評價。通過Java設(shè)計在線開放課程，可以確保整個教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)均被保留下來，教師可以通過后續(xù)查看明確每一位學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，這對于后續(xù)課堂教學(xué)的針對性具有積極意義。

3.Java在線開放課程建設(shè)中的技術(shù)要點及困境

Java在線開放課程建設(shè)時重點需要把控的技術(shù)有視頻制作、插入式網(wǎng)頁、自動批改系統(tǒng)等。就視頻制作技術(shù)來看，目前在線開放課程常用的有電腦錄屏、現(xiàn)場演示、錄音棚錄像等。電腦錄屏這種技術(shù)適合教師講解及各種軟件工具的演示，常用的錄屏軟件包括Bandicam和屏幕錄像專家，不過電腦錄屏極易受到外界環(huán)境的影響，視頻中會含有較大的雜質(zhì)聲音?，F(xiàn)場演示特別適合于操作類的課程，比如建筑工程、繪畫雕塑等，教學(xué)環(huán)境相對來說較為真實，可以全程展示教學(xué)過程。實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，記住攝像機全程拍攝后同樣需要進行剪輯，去除雜質(zhì)聲音，制作成本較高。錄音棚制作視頻展示效果毋庸置疑，但完成一門課程的費用太高，經(jīng)濟性不強，不適應(yīng)廣泛應(yīng)用。Flash動畫經(jīng)?？梢栽谖⒄n設(shè)計中出現(xiàn)，教師可以與專業(yè)公司進行合作，重點對教學(xué)過程中的重難點知識進行分析，借助動畫形式將這些重難點知識簡單化處理，后期教學(xué)時還可以加一些背景音樂或者普通話講解。插入式網(wǎng)頁的主要實現(xiàn)技術(shù)有腳本文件技術(shù)、應(yīng)用框架技術(shù)、內(nèi)置行為技術(shù)及Scriptlet組件技術(shù)，不僅可以為學(xué)生展示試卷，而且可以接受學(xué)生的答題行為。在自動批改系統(tǒng)建設(shè)方面，目前還沒有廣泛應(yīng)用的自動批改系統(tǒng)，考慮到不同課程均有其特殊性，因而建議單獨開發(fā)，編程語言可以采用C++、Java，數(shù)據(jù)庫可以采用SQL Server，或者也可以采用mySQL[4]。

就Java在線開放課程建設(shè)過程中所面臨的難點來說，主要有以下幾點：首先，教師視頻制作屬于面臨的首要難點，與常規(guī)網(wǎng)課教學(xué)不同，在線開放課程對教學(xué)視頻制作質(zhì)量有著更要的要求，往往教學(xué)視頻制作時必須由專業(yè)的錄制人員全程參與。因此，在Java在線開放課程建設(shè)過程中，不僅需要有教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師參與，而且也需要有精通視頻拍攝的專業(yè)人員全程參與，比如攝像師、動畫制作師和配音師等。針對這種需求，或者可以組建更加專業(yè)的團隊，提升團隊人員的專業(yè)素養(yǎng)，又或者可以與相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)運營公司加強合作，建立長期的合作關(guān)系，在合作過程中積累經(jīng)驗，掌握更多的專業(yè)性知識。其次，現(xiàn)階段Java在線開放課程建設(shè)雖然取得了良好的成效，但在技術(shù)方面依然有很大的完善空間。比如說網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對視頻資源的支持并不理想，基于知識點的教學(xué)視頻只能單純作為教學(xué)資源加以管理維護，學(xué)生實際使用過程中存在很大的難度，訪問觀看使用視頻的流程較為繁瑣。另外，所布置的隨堂練習(xí)無法與教學(xué)視頻有機統(tǒng)一起來，往往需要學(xué)生以手動方式自行選擇，使用十分不便[5]。針對這種問題，在后續(xù)的研發(fā)過程中，需要給予Java在線開放課程技術(shù)充分的重視，相關(guān)的教學(xué)平臺也需要加大平臺建設(shè)力度，提升服務(wù)器的穩(wěn)定性。另外，也可以借助智能化技術(shù)研發(fā)在線開放課的自動化和系統(tǒng)性，設(shè)計出適用于學(xué)生和教師的多元化在線開放課程體系。

4.結(jié)語

就近年來Java的發(fā)展來看，Java已經(jīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)主流開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)，為此諸多的高校將其納入到了必修課程。同時，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及與發(fā)展，學(xué)生幾乎都有智能手機和電腦，這為Java在線開放課程用戶提供了良好的外部條件，在短時間內(nèi)得到了快速的發(fā)展。但總的來看，現(xiàn)階段Java在線開放課程建設(shè)還有很大的完善空間，尤其是技術(shù)層面的缺失與不足，這要求后續(xù)要進一步加大研發(fā)力度，掌握更多的核心技術(shù)和應(yīng)用要點，以此推動Java在線開放課程建設(shè)的科學(xué)性與系統(tǒng)性。

基金項目：自治區(qū)在線開放課程《java程序設(shè)計》

參考文獻：

[1]黃曉韓，朱艷紅，趙俊卓.《Java程序設(shè)計》精品在線開放課程建設(shè)實踐[J]福建電腦，2018，34（10）：72-73

[2]程舒通，徐從富.在線開放課程的實踐探索——以“Java語言程序設(shè)計”課程為例[J]成人教育，2018，377（06）：38-43

[3]呂斌.基于在線課程的混合式教學(xué)設(shè)計——以高職Java課程為例[J]數(shù)字化用戶，2019，025（15）：283-284

[4]鐘紹輝.高職院校在線開放課程建設(shè)研究與實踐——以湖南網(wǎng)絡(luò)工程職業(yè)學(xué)院“JavaWeb程序設(shè)計”為例[J]現(xiàn)代鹽化工，2018，45（06）：154-155

[5]牛勇超，姜周曙，黃國輝，等.基于JavaEE的開放實驗管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]實驗技術(shù)與管理，2017，34（01）：153-156