基于能力形成导向的Web程序设计线上课程教学模式

2023年12月24日发(作者：李绅简介)

第 3 期2021 年 3 月 10 日计算机教育Computer Education41文章编号：1672-5913(2021)03-0041-04中图分类号：G642基于能力形成导向的Web程序设计

线上课程教学模式曹仰杰1，段鹏松1，李 颉1，2（1.郑州大学 软件学院，河南 郑州 450000；2.上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240）摘 要：针对Web程序设计课程重实践的特点，以“雨课堂”为平台，分析线上教学的可行性，结合疫情期间的在线教学经验，通过任务驱动的课程内容分解，提出一种以能力形成为导向的新型线上教学模式，并从课程内容、教学方法、考核机制、教学过程方面介绍基于项目导向和任务驱动的课程改革实践，最后说明教学效果。关键词：Web程序设计；线上教学；雨课堂；能力形成导向0󰀁引󰀁言截至2020年3月，我国网站数量为497万个，网民规模达9.04亿，互联网普及率为64.5%。庞大的互联网应用需求，促进了Web程序设计作为基础课程在高校的大量开设。随着互联网技术的不断发展，传统教学模式逐渐向线上转移。目前，许多高校都在积极进行线上教学模式探索，从翻转课堂到慕课教学再到混合式金课，无一不体现出高校对在线教学的重视程度。新冠疫情对全国人民的生产生活造成了巨大影响，也给高校的正常教学工作造成了很多困难[3]。令人欣慰的是，疫情期间一批实用的线上教学平台出现，为特殊时期教学工作的正常进行提供了保障。Web程序设计作为高校计算机大类专业学生的必修基础课，对实践操作环节要求较高，是学生编程能力形成的一门重要课程。该门课程对实践操作要求较高，传统讲练分离的教学模式不利于学生编程能力形成，而该能力是学生后期就业的关键要素。[2][1]1󰀁线上教学可行性分析Web程序设计课程的教学内容较多，包括JSP编程环境配置、JSP基础知识和高级知识、Servlet技术、数据库编程技术和标签技术等。在传统教学中，主要采用课堂理论讲解和上机实践相结合的方式进行教学。但是，此种教学模式存在诸多弊端：讲练隔离，学生不能及时实践以形成能力；学考分离，作为检验学生学习成效的期末考核存在滞后性；知识点孤立，学生难以有效串联以形成完整开发能力等。在线教学模式下，这些弊端一定程度上可以得到有效解决，但是线上教学模式的可行性如何呢？这也是目前不少高校教师对在线教学模式普遍存在的疑虑。1.1 工具可行性对在线教学来说，强大的软件平台必不可少。目前，已有一批能支撑线上教学的优秀平台，如雨课堂、学习通、腾讯会议、钉钉和ZOOM等，表1是这些平台的功能对比。基金项目：郑州大学本科教育线上教学优秀课程（2020YXKC-059）。作者简介：曹仰杰，男，副教授，研究方向为计算机视觉和智能计算，*************；段鹏松（通信作者），男，讲师，研究方向为无线感知和流数据分析，**************。

计算机教育42Computer Education表1 主要在线教学平台功能对比软件名称雨课堂学习通腾讯会议钉钉ZOOM2021开发单位清华大学超星腾讯阿里ZOOM直播√√√√√回放√√考勤√√测评√√文档共享√√√√√√√以上工具中，雨课堂和学习通是专业的在线教学平台，而腾讯会议、钉钉和ZOOM主要用于在线会议。雨课堂的弹幕、考勤和测评管理功能强大，而腾讯会议的交互性更便捷，两者配合使用，可以使线上教学活动更为顺畅。本学期我院Web程序设计的线上教学活动就采用了“雨课堂+腾讯会议”的组合模式。可以看出，在线教学平台已经覆盖包括讲课、考勤、测评、文档共享等传统教学的主要环节，而且提供即时交互和授课视频回放功能，更有利于学生课程知识掌握和编程能力提升。生关注的焦点和存在的问题，及时扫清学生能力形成过程中的障碍。1.2 授课可行性对于教师来说，在在线教学平台的基础上，只需一台能联网的电脑和一个配备麦克风的耳机，即可开展线上教学工作。教师还可以在上课前随机点名，抽查学生的出勤情况。除随机抽查功能外，雨课堂还支持后台统计所有学生的出勤情况并自动生成报表的功能。另外，Web程序设计属于编程类课程，上课过程中教师有大量演示和运行代码过程。传统课堂模式下，学生存在因开小差走神而跟不上教师授课进度，进而造成实践时卡壳的问题。在线教学模式下的回放功能，可以使学生反复学习巩固，及时查漏补缺。可以看出，针对Web程序设计这门课，在线教学模式更具优势。1.3 听课可行性目前主流在线教学平台均推出了PC端和移动端软件。学生可以根据自己的听课设备选择相应的软件。安装好软件后，在保持联网状态下，学生即可开始在线课程的学习，并且能和教师进行交互。另外，雨课堂还可以对学生每节课的交互信息进行汇总分析，并生成词云图。在该门课程实践部分的演示操作时，教师能准确分析出学1.4 评测可行性对于任何一门课程，及时有效的测评可以使学生发现学习过程中存在的问题，以便有目的地进行学习。Web程序设计这门课的知识点分布较为零散，包含从JSP基础知识到数据库编程等一系列知识。知识点覆盖面广，造成学生先学知识点的遗忘现象，期末考核时突击应试复习，并没有真正把所学知识转换为开发能力。而在线教学平台的及时评测功能，可以在一定程度上解决此问题。在线教学过程中，教师在讲授完一个知识点后，可以立即安排评测，便于学生及时查漏补缺。测评有时间限制，可以由教师提前设置好。测评结束后，教师和学生都能实时看到测评结果。教师可以根据测评结果立即进行针对性的讲解，使学生没有问题积累。相比于传统课堂教学模式的线下测评，线上测评的灵活性和效率均有较大提升。2󰀁线上教学模式探索对于能力形成导向的Web程序设计课程，在线上教学的可行性具备之后，其课程内容、教学方法、考核机制也须根据线上教学的需求作适当调整。目前，新的Web开发技术发展日新月异，而该门课程开设时间已久，存在内容过时、考核机制不合理、课程的能力培养性不强等问题[4]。为此，结合最新的Web开发主流技术，利用在线教学新模式的优势，通过对一个完整Web项目的功能模块化拆分和知识点章节融入，确立基于项目导向和任务驱动的课程改革思路，

第 3 期专题策划——线上教学（十）43建立以能力形成为导向的Web程序设计线上教学模式。务是用户管理系统中的一部分功能，并且新的任务要基于已完成任务来实现，课程结束的同时学生也完成了整个项目的训练。在学期末，学生可以把整个项目串联起来，不仅能高效复习已学知识，而且其自身有一个渐进式能力积累和形成过程，避免传统教学中各知识点练习孤立而不能形成完整Web开发能力的弊端。2.1 课程内容新形势下，Web开发技术的学习内容和学习方法和原来相比变化较大，但是目前大多数国内高校中，Web程序设计课程仍然采用传统的课堂教学方法，学习内容甚至还包括EJB等目前技术市场中早已不用的“古董级”技术，和市场脱节严重，直接造成学生就业能力的直线下降[5]。因此，对Web程序设计的教学内容改革已经刻不容缓。课程以一个完整的用户管理系统为实例，贯穿Web程序设计课程学习的始终，并根据每章具体知识点，对该系统进行任务分解，使该任务能覆盖相应章节的所学知识点。具体任务分解内容见表2。2.2 教学方法相比传统课堂教学，线上教学所使用的教学方法更为丰富。根据能力形成导向的Web程序设计课程特点和线上教学环境特点，本文设计了“讲练同步、积极互动”的线上教学理念；同时，围绕学生能力的有效形成，积极采用多种教学方法进行课程内容讲授。（1）讲授法。通过对知识点对应PPT课件的讲解，使学生能基本理解使用该知识点进行编程的基本原理，建立明确的表2 用户管理系统任务分解理论体系。任务类型具体任务对应知识点能力目标（2）演示法。在讲解B/S基本原理；完相应的PPT课件后，由HTTP协议；熟练掌握Web开发的基础技术Web开发环境安装及配置HTTP请求与响应机制；环境配置知识授课老师直播演示该知识Eclip开发环境；Tomcat容器点的使用方法，并要求学网页设计基础；生同步进行相应的操作，用户注册页面JavaScript基础知识；达到既学也练的目的。CSS基础知识（3）互动教学法。通Web运行原理；系统首页设置首页设置方法；过直播软件提供的互动功JSP基本语法能，学生有问题可以随时JSP的3个指令；通过对用户信息的增提问，避免问题积累，也用户登录JSP的9个内置对象；删改查操作，熟练掌JDBC基本操作核心技术使教师能及时了解学生的握JSP的核心知识及JavaBean基础知识；JDBC的使用技巧学习效果。用户列表EL表达式；数据库连接池技术（4）在线考核法。利JDBC高级知识；用雨课堂提供的在线答题用户查询Servlet基础知识；功能，把一些易出错的知模糊查询知识识点设计为考题，要求学级联操作基础知识；用户删除JSTL基础知识生在规定时间内回答完Servlet过滤器；毕，及时了解掌握情况。在线人数统计理解Servlet过滤器和Servlet监听器监听器的基本原理，（5）加量实践法。针高级技术权限管理MVC设计模式了解使用设计模式的对本节课的知识点，设计优势日志管理AOP技术应用相应的实验手册，其中包含大量的实践内容，加强学生的编程能力形成。在任务分解的基础上，在线教学过程中可（6）回放巩固法。利用雨课堂提供的视频回以穿插一些知识点的即时考核和实操演示，使学放功能，学生可以对课堂上讲授或操作环节进行生理解更为深刻。在学习过程中，学生实践的任

计算机教育44Computer Education2021视频回放学习，达到巩固掌握的目的。通过多种教学方法的混合式并用，充分利用在线教学平台的优势，确保学生编程能力的真正形成。图1 教学过程2.3 考核机制针对编程类课程传统考核方式导致出现较多“高分低能”学生和集中考核效果不佳的问题，在以能力行为为导向的思想指导之下，基于课程内容优化和教学方法革新的基础，对Web程序设计采用分阶段考核的考核方式。具体来说，在每个主要知识模块和期末阶段，均采用理论考核（40%）、项目答辩（40%）和其他部分（20%，包括考勤、课堂表现等）的综合考核方式，并通过在线网站方式提供实时的成绩查询明细。对于考勤部分，可以采用雨课堂的后台考勤导出功能，统计学生的考勤记录。2.4 教学过程线上授课时，大致按照以下安排完成每节课（90分钟）的教学。（1）内容回顾（5分钟）：对上节课知识点的回顾，重申易错之处。（2）本节精讲（45分钟）：对本节课涉及的知识点进行详细的理论讲解。（3）操作演示（20分钟）：对理论部分涉及的知识点使用方法进行演示，要求学生同步操作。（4）答疑时间（5分钟）：对本节课存在的疑问通过聊天互动方式答疑。（5）思政环节（10分钟）：结合本课程的知识点，对疫情信息的Web展现方式进行技术分析，同时引导学生对国家防疫政策更加理解和支持。（6）下节展望（5分钟）：总结本节课，并对下节课的内容进行提示。完整的授课过程时间安排如图1所示。在整个授课期间，教师随时和学生通过弹幕积极互动，对学生提出的疑问及时解答。3󰀁教学效果反馈经过一个学期的Web程序设计线上教学实践，师生反映良好。对教师来说，教学手段更加丰富多样；对学生来说，良好的课堂交互性使其学习效率和积极性均有了较大提升。在相同考核准则和考核内容之下，该课程本学期（线上教学）和过去两年同期（线下教学）的学生成绩分布对比情况见图2。图2 成绩分布对比图可以看出，采用在线教学模式后，考核成绩为优秀和良好的学生比例明显提升，并且在中等成绩范围内的学生比例也有所增加。根据2.3节的考核规则，最终成绩是理论、实践和平时三部分的加权成绩。学生成绩的整体提升，说明新的教学模式不仅促进了学生对理论知识的掌握，而且“讲练同步、积极互动”的在线教学理念还使学生的Web编程实践能力确实得到提升。4󰀁结󰀁语实践证明，对于类似实际操作要求较多的课程，任务驱动的能力导向的线上教学模式更具优（下转第50页）

计算机教育50Computer Education20214.3 知识掌握程度在“查询操作”章节学习结束后，在学习通平台上发布阶段考试卷，知识点涵盖教材前5章内容。在线测试的数据表明，有4.03%的学生满分，80—99分值的学生占87.1%，而不及格率仅为3.23%；判断和单选题的测试平均正确率为90.3%；由于教师在提交作业截止时间前12h设置了提醒功能，且对不合格的作业设置退回重做，这在很大程度上督促了学生提交高质量的作业，促进学生加强对知识的准确掌握，作业平均分可达90.8分。表明学生对知识的掌握程度较好。应用课程教学实践中，笔者借助超星学习通平台和钉钉直播软件，将思维导图贯穿于教学活动始终，使课前、课中和课后有机地融合在一起，高效地实施了线上混合教学。在本学期课程教学结束后，对学生组织开展的专题调查问卷也表明，92%的受访学生认为将思维导图贯穿整个教学过程，能够展示出相关知识要点，更直观地辅助记忆，不但缓解了课程知识点广而散造成的记忆混乱问题，还能激发学生参与教学活动的激情，提高学生自主学习和创新能力。问卷调查还发现，线上混合教学模式有针对性地补录习题讲解和上机操作视频受到了学生的普遍认可，有近90%的学生认为补录的习题讲解和上机操作视频对学习非常有帮助。5󰀁结󰀁语在2020年春季新冠疫情期间开展的数据库参考文献：[1]

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（编辑：赵 原）（上接第44页）势。对于本次线上教学实践，虽有疫情的倒逼作用，但线上教学是未来发展趋势。后期，我们会进一步优化课程资源，并重点建设该课程的精品在线课程，使更多学生受益。参考文献：[1] 中国互联网络信息中心. 第45次《中国互联网络发展状况统计报告》[EB/OL]. [2020-04-01]. . net. cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/202004/P599037028. pdf#page=9&zoom=auto, -274, 697.

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（编辑：孙怡铭）