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摘 要:基于蓝桥杯软件设计大赛,针对当前“Java程序设计”教学现状,“以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促建”形成教学做赛一体化的教学模式,不仅激发了学生学习软件设计的兴趣,也很好地培养了学生编程的思维能力和动手实践能力。
关键词:Java程序设计;教学模式;竞赛驱动
近年来,随着“一带一路”、“互联网+”行动计划等国家战略全面实施,软件行业得以蓬勃发展,企业越来越需要具有高技能的IT人才,培养出这方面的人才以符合社会的需求是现代职业教育改革的重要方向。近几年来,国家一直倡导和政策鼓励开展职业技能竞赛,俨然已成为职业教育发展和改革的推进器。以职业技能竞赛引导实践能力教学,将赛项内容融入课程中去,增强学生实践动手能力的同时也培养了学生的科技创新能力,“以赛促教”逐步培养高技能创新创业型IT人才,推进教学改革、课程改革、专业建设。
本课题将讨论以蓝桥杯软件设计大赛的实践方式改变传统的思维方式,激发高职学生的创新能力,激励学生主动接触参与综合实验项目和科技创新项目及相关比赛,以自主探究、小组合作等教学方法促使学生利用业余时间查询整理资料并走进实验室,把课堂教学延伸到课外自主学习,达到增强技能训练的目的,进一步激发学生对软件类课程的学习兴趣。
“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛由工业和信息化部人才交流中心、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会决定联合举办,为行业培养和选拔一批优秀的软件人才。该竞赛分为Java软件开发、C/C++语言程序设计、创业大赛3个项目,并分别设置本科组和高职高专组。基本形成了国赛、省赛、校赛的三级竞赛机制,“以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促建”。该竞赛已与相关产业发展和需求紧密结合,运城职业技术学院部分教师以竞赛项目作为教学实施的载体,将职业技能大赛中学生应当掌握的理论知识,实践技能,创新思维和职业素养在课堂上进行分解、落实和传授,从往届技能大赛的成绩来看取得了较好的成就,有效地实现了高职院校专业教学和职业技能大赛的融合,实现了专业教学和职业岗位、专业技术标准以及职业资格认证的衔接,有利于运城职业技术学院人才培养目标的顺利实现。
“Java程序设计”是面向对象的编程语言,具有简单性、安全性、分布式、健壮性、平台独立与可移植性、多线程、动态性、面向对象等特点。Java可以编写APP、桌面程序、Web动态网页、分布式系统和嵌入式系统应用程序等,遍布生活的各个领域,几乎所有的高校都开设了这门语言,运城职业技术学院电子信息工程系把这门课程作为全系的专业基础课,着重培养学生的面向对象的网络编程能力、严谨的逻辑思维能力和解决生活实际问题的能力。但在实际教学过程中也反映出一些问题,课堂积极性不高、学习课程的主动性差、实践编程能力薄弱等。为了改变现状,提高教学水平和教学效果,运城职业技术学院课程组教师结合蓝桥杯软件设计大赛,将“教、学、做、赛一体化”教学模式引入到课程实际教学过程中,同时以项目驱动组织课堂,优化知识点分布和教学手段、方法,保证教学质量,提高教学效果。最终总结了一套针对本门课程的基于工作过程的模块化教学模式,具体如下。
1 选取专业的师资组成教学团队,为课程提供可靠的保障
担任本课程的主讲教师需要具有Java软件开发经验,了解一般Java桌面应用系统的组成和实现方法,深刻理解面向对象编程思想,具备一定的数据编程能力,同时要求对后续课程比较熟悉,把握Java系列课程的培养目标及要求。在教学组织能力方面,本课程的主讲教师应具备基本的设计能力,即根据本课程的整体设计制定详细的授课计划,对每一堂课的教学过程精心设计,做到详细、具体安排。教师还应具备较强的施教能力,在教学过程中具备一定的课堂控制能力和应变能力。对教师的技术要求主要包括:
(1)具有Java编程语言的基本理论知识。(2)具有SQLServer数据库管理和应用能力。(3)具备一定糾错和调试程序能力。(4)能使用Java语言进行软件系统的开发。(5)熟练使用Eclipse或Myeclipse进行Java桌面程序开发。
2 制定精准教学目标,针对高职生学情有效进行因材施教
通过采用“项目分解、任务驱动”的创建教学模式和项目综合实训,使学生基本胜任Java开发程序员的工作岗位。课程教学目标具体体现为专业技能、专业素质和专业知识3方面的目标。
2.1 专业技能目标
(1)能运用面向对象程序设计的思想分析和设计类。(2)会定义接口,并能有效组织类和接口。(3)会使用Eclipse开发工具开发Java应用程序。(4)能综合应用所学知识解决实际问题。
2.2 专业素质目标
(1)具有良好的IT职业道德、职业素养和职业规范。(2)具有热爱科学、实事求是、严肃认真、一丝不苟、按时守信的工作作风。(3)具有较强的自我更新知识和技能的能力。(4)具有基本的阅读文档、编写程序文档的能力。(5)具有良好的团队协作和创新能力。
2.3 专业知识目标
(1)会安装并配置典型的Java开发环境。(2)会应用Java语言编写简单的程序。(3)会应用Java常用组件创建图形用户界面。(4)会应用Java中的事件处理方法处理组件事件;会应用Java异常处理机制处理、抛出和捕获异常,编写高质量的程序。(5)会使用数据库连接(Java DataBase Connectivity,JDBC)技术访问数据库和处理数据库中的数据。(6)会使用Java文件处理技术完成文件的处理,并使用Java中的集合容器类解决实际问题。
3 精选教材,注重学生程序设计能力技能的培养 选取教材时遵循“知识够用,技能为主”的原则,本课程选用Java教学团队开发编写的“教、学、做”一体化教材《Java程序设计项目教程》。《Java程序设计项目教程》教材是国家“十二五”规划教材、高等职业技术教育计算机类课程新形态一体化规划教材。该教材以J2SE为基础,围绕Windows程序员能力要求以及本课程培养目标组织教材内容。教材以项目驱动,强调理论与实践的结合,便于实现“教、学、做”一体化为特色,以够用为原则,重点涵盖利用Java进行桌面程序开发所需的知识和技能。
4 项目驱动式开展课堂教学、提高课堂效率
“Java程序设计”课程的教学内容以程序员岗位的实际工作任务为依据,采用基于“面向岗位,立足学生,培养能力”的教育思想,基于工作过程,引进企业的工作情景,打破原有课程章节体系,围绕课程教学目标,精心设计“房屋租赁管理系统”和贯穿于整个系统的“9个模块”以及“32个任务”。采用工学交替、任务驱动、项目导向、理论实践一体化的教学模式,重点培养学生的职业能力和职业素养,使理论教学和实践教学内容融为一体,让学生在模拟或真实的软件开发环境中,使枯燥乏味的编程学习过程变得生动、形象、妙趣横生。
模块一:搭建Java开发环境
子任务1:安装JDK;子任务2:使用开发工具开发Java。
模块二:Java语言基础
子任务1:界面设计;子任务2:用户类型选择;子任务3:租金计算;子任务4:多用户租金计算。
模块三:面向对象程序设计
子任务1:财务信息类设计;子任务2:使用static设计财务信息类;子任务3:使用构造方法设计财务信息类。
模块四:继承与多态
子任务1:求租客户信息类设计;子任务2:使用构造方法继承设计求租客户信息类;子任务3:添加求租客户信息设计;子任务4:使用常用工具类设计添加求租客户信息。
模块五:集合容器
子任务1:添加房源信息设计;子任务2:修改房源信息设计;子任务3:删除房源信息设计;子任务4:查询房源信息设计。
模块六:图形用户界面设计
子任务1:用户登录界面设计;子任务2:求租人信息设置;子任务3:出租人信息设置;子任务4:系统主界面设计。
模块七:JDBC
子任务1:求租人信息查询;子任务2:出租人信息查询;子任务3:租赁业务处理。
模块八:输入输出流与多线程
子任务1:使用字节流设计记事本;子任务2:使用字符流设计记事本;子任务3:使用数据流设计记事本;子任务4:时钟显示器。
模块九:房屋租赁管理系统设计与实现
子任务1:系统需求分析;子任务2:系统设计与实现;子任务3:系统测试;子任务4:系统打包。
课堂上主要由基于工作过程的项目教学法为主线而贯穿整个教学过程的,将学生按照班级分组(4~5人),充分調动学生的主动学习能力,好资料搜集能力在老师适度的提示和帮助下,鼓励学生自行查阅应用程序编程接口(Application Programming Interface,API)得到相关的帮助文档,积极参与项目的设计与开发,勇于挑战技术难题,激发学生对软件开发的热情。给学生大量的项目汇报和项目总结机会,锻炼学生的语言表达能力,加强学生团队协作能力和高度负责精神,将学生的整个学习过程融入模拟的真实项目开发过程中,项目的最终完成成绩由老师和组内同学共同评定。
以下以面向对象基本概念学习这一任务为例说明课堂教学设计架构,整个教学过程分为:课前准备、课堂实施、课后提升3个部分。
课前:诊断分析,知识预演。
扫一扫 :学生自主探究法通过扫描课本上的二维码,查看本任务的微课视频,完成教师在线发布的预习报告,并在线提交。
查一查:教师通过“课堂派”学习平台自动统计分析功能,检查学生预习效果。
课中:创建情境、任务提出、问题解决、任务实施、展示总结。
打个卡:学生通过扫描教师发布的二维码进行课堂考勤。
玩一玩:电子教室软件+PPT展现一段“王者荣耀”游戏视频,吸引学生注意。
说一说:学生分组讨论游戏里的英雄特征和技能。
动一动:学生把讨论结果发布到“课堂派”学习平台“课堂互动”环节。
问一问:教师在线随机提问如何去新疆,如何吃到饭问题。
讲一讲:通过“王者荣耀”情境模拟对教学重难点进行分析,突破知识目标。
抢一抢:学生通过在线抢答,回答教师提出的问题,初步检验课堂学习效果。
练一练:学生自行定义“王者荣耀”角色扮演游戏中英雄对象,去完成小组内英雄互殴,突破技能目标。
秀一秀:赏识激励,由完成度最优和最快的小组在全班展示自己的成果,进一步突破素质目标。
想一想:教师布置作业—给予一定的提示自行完成房屋租赁系统财务信息类的设计,教师共享源代码pdf格式文件。
课后:完成作业、知识拓展。
做一做:学生根据课堂学习到的知识点、国家精品课资源库的学习资料自行设计财务信息类,提交至课堂派。作业环节下次课进行点评。
拔一拔:接触教师精选的不同领域的实际项目案例资源,进行实战演练,教师给予课后指导。
Java课程的考核改变期末一纸试卷考核方式,采用过程考核和期末考核相结合的方法。其中,过程考核所占比例为40%,主要由考勤、课堂表现(教学软件上记录的课堂互动情况)、测试、作业4部分,考查学生运用Java开发桌面应用程序的能力。期末考核采用上机的方式检验学生对教学中各知识点综合应用的掌握情况。灵活多样的考核方式可以全面考核学生的学习效果。
5 结语
“Java程序设计”作为电子信息类专业的一门重要专业基础课程,对于学生后续学习Android开发和Java Web开发等课程有着很大的影响,对更加先进的教学方式和教学方法的探讨我们还会一直继续。努力做到与时俱进,不断学习和改进教学方法和模式,提高课堂的整体教学效果。
关键词:Java程序设计;教学模式;竞赛驱动
近年来,随着“一带一路”、“互联网+”行动计划等国家战略全面实施,软件行业得以蓬勃发展,企业越来越需要具有高技能的IT人才,培养出这方面的人才以符合社会的需求是现代职业教育改革的重要方向。近几年来,国家一直倡导和政策鼓励开展职业技能竞赛,俨然已成为职业教育发展和改革的推进器。以职业技能竞赛引导实践能力教学,将赛项内容融入课程中去,增强学生实践动手能力的同时也培养了学生的科技创新能力,“以赛促教”逐步培养高技能创新创业型IT人才,推进教学改革、课程改革、专业建设。
本课题将讨论以蓝桥杯软件设计大赛的实践方式改变传统的思维方式,激发高职学生的创新能力,激励学生主动接触参与综合实验项目和科技创新项目及相关比赛,以自主探究、小组合作等教学方法促使学生利用业余时间查询整理资料并走进实验室,把课堂教学延伸到课外自主学习,达到增强技能训练的目的,进一步激发学生对软件类课程的学习兴趣。
“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛由工业和信息化部人才交流中心、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会决定联合举办,为行业培养和选拔一批优秀的软件人才。该竞赛分为Java软件开发、C/C++语言程序设计、创业大赛3个项目,并分别设置本科组和高职高专组。基本形成了国赛、省赛、校赛的三级竞赛机制,“以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促建”。该竞赛已与相关产业发展和需求紧密结合,运城职业技术学院部分教师以竞赛项目作为教学实施的载体,将职业技能大赛中学生应当掌握的理论知识,实践技能,创新思维和职业素养在课堂上进行分解、落实和传授,从往届技能大赛的成绩来看取得了较好的成就,有效地实现了高职院校专业教学和职业技能大赛的融合,实现了专业教学和职业岗位、专业技术标准以及职业资格认证的衔接,有利于运城职业技术学院人才培养目标的顺利实现。
“Java程序设计”是面向对象的编程语言,具有简单性、安全性、分布式、健壮性、平台独立与可移植性、多线程、动态性、面向对象等特点。Java可以编写APP、桌面程序、Web动态网页、分布式系统和嵌入式系统应用程序等,遍布生活的各个领域,几乎所有的高校都开设了这门语言,运城职业技术学院电子信息工程系把这门课程作为全系的专业基础课,着重培养学生的面向对象的网络编程能力、严谨的逻辑思维能力和解决生活实际问题的能力。但在实际教学过程中也反映出一些问题,课堂积极性不高、学习课程的主动性差、实践编程能力薄弱等。为了改变现状,提高教学水平和教学效果,运城职业技术学院课程组教师结合蓝桥杯软件设计大赛,将“教、学、做、赛一体化”教学模式引入到课程实际教学过程中,同时以项目驱动组织课堂,优化知识点分布和教学手段、方法,保证教学质量,提高教学效果。最终总结了一套针对本门课程的基于工作过程的模块化教学模式,具体如下。
1 选取专业的师资组成教学团队,为课程提供可靠的保障
担任本课程的主讲教师需要具有Java软件开发经验,了解一般Java桌面应用系统的组成和实现方法,深刻理解面向对象编程思想,具备一定的数据编程能力,同时要求对后续课程比较熟悉,把握Java系列课程的培养目标及要求。在教学组织能力方面,本课程的主讲教师应具备基本的设计能力,即根据本课程的整体设计制定详细的授课计划,对每一堂课的教学过程精心设计,做到详细、具体安排。教师还应具备较强的施教能力,在教学过程中具备一定的课堂控制能力和应变能力。对教师的技术要求主要包括:
(1)具有Java编程语言的基本理论知识。(2)具有SQLServer数据库管理和应用能力。(3)具备一定糾错和调试程序能力。(4)能使用Java语言进行软件系统的开发。(5)熟练使用Eclipse或Myeclipse进行Java桌面程序开发。
2 制定精准教学目标,针对高职生学情有效进行因材施教
通过采用“项目分解、任务驱动”的创建教学模式和项目综合实训,使学生基本胜任Java开发程序员的工作岗位。课程教学目标具体体现为专业技能、专业素质和专业知识3方面的目标。
2.1 专业技能目标
(1)能运用面向对象程序设计的思想分析和设计类。(2)会定义接口,并能有效组织类和接口。(3)会使用Eclipse开发工具开发Java应用程序。(4)能综合应用所学知识解决实际问题。
2.2 专业素质目标
(1)具有良好的IT职业道德、职业素养和职业规范。(2)具有热爱科学、实事求是、严肃认真、一丝不苟、按时守信的工作作风。(3)具有较强的自我更新知识和技能的能力。(4)具有基本的阅读文档、编写程序文档的能力。(5)具有良好的团队协作和创新能力。
2.3 专业知识目标
(1)会安装并配置典型的Java开发环境。(2)会应用Java语言编写简单的程序。(3)会应用Java常用组件创建图形用户界面。(4)会应用Java中的事件处理方法处理组件事件;会应用Java异常处理机制处理、抛出和捕获异常,编写高质量的程序。(5)会使用数据库连接(Java DataBase Connectivity,JDBC)技术访问数据库和处理数据库中的数据。(6)会使用Java文件处理技术完成文件的处理,并使用Java中的集合容器类解决实际问题。
3 精选教材,注重学生程序设计能力技能的培养 选取教材时遵循“知识够用,技能为主”的原则,本课程选用Java教学团队开发编写的“教、学、做”一体化教材《Java程序设计项目教程》。《Java程序设计项目教程》教材是国家“十二五”规划教材、高等职业技术教育计算机类课程新形态一体化规划教材。该教材以J2SE为基础,围绕Windows程序员能力要求以及本课程培养目标组织教材内容。教材以项目驱动,强调理论与实践的结合,便于实现“教、学、做”一体化为特色,以够用为原则,重点涵盖利用Java进行桌面程序开发所需的知识和技能。
4 项目驱动式开展课堂教学、提高课堂效率
“Java程序设计”课程的教学内容以程序员岗位的实际工作任务为依据,采用基于“面向岗位,立足学生,培养能力”的教育思想,基于工作过程,引进企业的工作情景,打破原有课程章节体系,围绕课程教学目标,精心设计“房屋租赁管理系统”和贯穿于整个系统的“9个模块”以及“32个任务”。采用工学交替、任务驱动、项目导向、理论实践一体化的教学模式,重点培养学生的职业能力和职业素养,使理论教学和实践教学内容融为一体,让学生在模拟或真实的软件开发环境中,使枯燥乏味的编程学习过程变得生动、形象、妙趣横生。
模块一:搭建Java开发环境
子任务1:安装JDK;子任务2:使用开发工具开发Java。
模块二:Java语言基础
子任务1:界面设计;子任务2:用户类型选择;子任务3:租金计算;子任务4:多用户租金计算。
模块三:面向对象程序设计
子任务1:财务信息类设计;子任务2:使用static设计财务信息类;子任务3:使用构造方法设计财务信息类。
模块四:继承与多态
子任务1:求租客户信息类设计;子任务2:使用构造方法继承设计求租客户信息类;子任务3:添加求租客户信息设计;子任务4:使用常用工具类设计添加求租客户信息。
模块五:集合容器
子任务1:添加房源信息设计;子任务2:修改房源信息设计;子任务3:删除房源信息设计;子任务4:查询房源信息设计。
模块六:图形用户界面设计
子任务1:用户登录界面设计;子任务2:求租人信息设置;子任务3:出租人信息设置;子任务4:系统主界面设计。
模块七:JDBC
子任务1:求租人信息查询;子任务2:出租人信息查询;子任务3:租赁业务处理。
模块八:输入输出流与多线程
子任务1:使用字节流设计记事本;子任务2:使用字符流设计记事本;子任务3:使用数据流设计记事本;子任务4:时钟显示器。
模块九:房屋租赁管理系统设计与实现
子任务1:系统需求分析;子任务2:系统设计与实现;子任务3:系统测试;子任务4:系统打包。
课堂上主要由基于工作过程的项目教学法为主线而贯穿整个教学过程的,将学生按照班级分组(4~5人),充分調动学生的主动学习能力,好资料搜集能力在老师适度的提示和帮助下,鼓励学生自行查阅应用程序编程接口(Application Programming Interface,API)得到相关的帮助文档,积极参与项目的设计与开发,勇于挑战技术难题,激发学生对软件开发的热情。给学生大量的项目汇报和项目总结机会,锻炼学生的语言表达能力,加强学生团队协作能力和高度负责精神,将学生的整个学习过程融入模拟的真实项目开发过程中,项目的最终完成成绩由老师和组内同学共同评定。
以下以面向对象基本概念学习这一任务为例说明课堂教学设计架构,整个教学过程分为:课前准备、课堂实施、课后提升3个部分。
课前:诊断分析,知识预演。
扫一扫 :学生自主探究法通过扫描课本上的二维码,查看本任务的微课视频,完成教师在线发布的预习报告,并在线提交。
查一查:教师通过“课堂派”学习平台自动统计分析功能,检查学生预习效果。
课中:创建情境、任务提出、问题解决、任务实施、展示总结。
打个卡:学生通过扫描教师发布的二维码进行课堂考勤。
玩一玩:电子教室软件+PPT展现一段“王者荣耀”游戏视频,吸引学生注意。
说一说:学生分组讨论游戏里的英雄特征和技能。
动一动:学生把讨论结果发布到“课堂派”学习平台“课堂互动”环节。
问一问:教师在线随机提问如何去新疆,如何吃到饭问题。
讲一讲:通过“王者荣耀”情境模拟对教学重难点进行分析,突破知识目标。
抢一抢:学生通过在线抢答,回答教师提出的问题,初步检验课堂学习效果。
练一练:学生自行定义“王者荣耀”角色扮演游戏中英雄对象,去完成小组内英雄互殴,突破技能目标。
秀一秀:赏识激励,由完成度最优和最快的小组在全班展示自己的成果,进一步突破素质目标。
想一想:教师布置作业—给予一定的提示自行完成房屋租赁系统财务信息类的设计,教师共享源代码pdf格式文件。
课后:完成作业、知识拓展。
做一做:学生根据课堂学习到的知识点、国家精品课资源库的学习资料自行设计财务信息类,提交至课堂派。作业环节下次课进行点评。
拔一拔:接触教师精选的不同领域的实际项目案例资源,进行实战演练,教师给予课后指导。
Java课程的考核改变期末一纸试卷考核方式,采用过程考核和期末考核相结合的方法。其中,过程考核所占比例为40%,主要由考勤、课堂表现(教学软件上记录的课堂互动情况)、测试、作业4部分,考查学生运用Java开发桌面应用程序的能力。期末考核采用上机的方式检验学生对教学中各知识点综合应用的掌握情况。灵活多样的考核方式可以全面考核学生的学习效果。
5 结语
“Java程序设计”作为电子信息类专业的一门重要专业基础课程,对于学生后续学习Android开发和Java Web开发等课程有着很大的影响,对更加先进的教学方式和教学方法的探讨我们还会一直继续。努力做到与时俱进,不断学习和改进教学方法和模式,提高课堂的整体教学效果。