基于任务驱动的小组协作Java教学模式研究

摘要:Java程序设计是高校计算机专业一门重要的实践类课程,该课程的目标是培养面向对象编程思想,提高学生实际编程能力。针对学生动手能力和学习主动性薄弱等问题,提出一套基于任务驱动的小组协作Java教学模式,它由课程任务设计、任务实践和效果评价3个环节组成。经多年教学实践证明,该方法可提高学生综合能力,充分调动学习主动性。

关键词:Java;任务驱动;小组协作;教学改革

Java作为软件行业的第一软件开发平台,不仅引起了业界的广泛关注,也促使各大高校针对计算机专业学生开设一些Java系列课程,如Java程序设计、J2EE框架与技术、J2ME移动软件设计等。Java程序设计课是该系列课程的基础课,根据一般学校教学计划,该课程一般在大三开设,作为C 或C++语言之后的第二门编程语言。该课程的主要教学目标为:1)实现学生从C语言面向过程编程思想向主流面向对象编程(OOP)思想的转变;2)让学生掌握Java 编程技能,为J2EE或J2ME高层次软件开发打下基础。然而,多年教学实践表明,很多学生学完该课程后未能达到预期教学目标。一些学生可能在理论知识方面掌握不错,在期末笔试中可以考出不错成绩,但是无法看懂一些常见的经典代码,对于一些Java编程技能和技巧(譬如Java程序的断点调试、排错等)更是难以掌握。在课程实验和项目实习中,有些同学搞不清新创建的对象和对已有对象引用二者间的区别,对于课本未涉及的Java主流开发工具或平台所知甚少。透过这些怪现象可以发现一个共性问题:学生实践动手能力差,而教师在讲授Java程序设计课程时,对学生能力培养不到位,大多数同学对Java 语言的学习停留在“纸上谈兵”阶段。

究其原因,笔者认为主要存在如下几个因素:一是相对于Java课程内容而言,课程的课时严重不足,在大部分院校,该课程大多作为第二编程语言看待,课时仅为34学时(课时安排上明显少于51或64学时的C语言)。二是学生编程思想未能从C语言的面向过程转换过来,以学习C语言的模式来学习Java,事倍功半。最后,一个更重要的因素是教授方式和技巧方面有待改进,大多数教师采用教授C语言的形式来进行Java教学,大多精力花在Java语法学习中,殊不知该课程的目标是培养学生面向对象思想和实际编程能力,进而激发学习Java更深层次的应用的学习主动性。由于Java设计的应用面很广泛,其开发平台包括J2SE、J2ME和J2EE,我们课本能涉及的内容充其量只是J2SE其中一部分,如何通过有限的教学时间,培养学生实际动手能力和学习主动性,是重中之重。本文主要针对这一问题,提出 “任务驱动”和“小组协作”的课堂教学模式、将理论和实践结合,以实践促进和巩固理论学习兴趣,加强对学生各种能力的培养。

1 “任务驱动”和“小组协作”的内涵

1.1“任务驱动”内涵

任务驱动教学法是一种能够很好地应用于以实验性、实践性与操作性较强的教学内容的教学方法[1]。它的含义是以富有趣味性、以能够激发学生学习动机与好奇心的情景为基础,以与教学内容紧密结合的任务为载体,使学习者在完成特定任务的过程中获得知识与技能的一种教学方法[2]。

1.2“小组协作”内涵

小组协作学习(又称合作学习)于20世纪70年代率先兴起于美国,并且已被广泛应用于一些教学实践中。它的产生主要是出于克服传统教学存在的弊端,改革课堂教学提高教学效率的需要。它将社会心理学的合作原理纳入教学之中,强调人际交往对于认知发展的促进功能。

“小组协作”教学方法的基本做法就是将全班学生依其学业水平、能力倾向、个性特征、性别等方面的差异组成若干个异质学习小组。在小组协作学习中,Java基础好的、学习兴趣浓厚的学生必将带动和感染其他同学。基础好的学生在协作过程中使自己的知识融会贯通;基础差、兴趣低的学生也能在协作学习中得到激励和帮助,形成“以强带弱、以弱促强”的局面,每一个学生都能够在原有的基础上获得成功,培养自学的兴趣和能力[3]。实践证明,有效的协作能提高学生学习的主动性和对学习的自我控制,促进学生间良好的人际合作关系,促进学生心理品质发展和社会技能的进步。

1.3基于任务驱动的小组协作教学模式

基于任务驱动的小组协作教学模式,是指在教学中以“任务驱动”为主线,以“组内协作、组间竞争”为手段,以教师为主导,以学生为主体,教师精心设计每一个教学任务,适时创设情境,启发、引导学生顺利完成任务,并能触类旁通,举一反三,开阔思路,增加完成类似“任务”的能力,提高自主学习能力,培养创新能力和实际应用能力[3]。

2基于任务驱动的小组协作教学模式的应用

将基于任务驱动的小组协作思想与Java教学过程相结合,我们提出了一套高效实用的教学模式。该教学法实施一般可分为任务设计与准备、任务实施和效果评价等3个阶段(如图1所示)。

2.1任务设计与准备阶段

任务的设计与准备是基于任务驱动的小组协作教学法的第一步,是整个教学环节的核心。其中,任务设计的好坏,直接决定着教学效果的成败。在该阶段主要做好如下工作。

1) 合理分组。

协作小组是协作学习的基本组织形式,包括小组划分、成员角色扮演、任务分配等。协作小组依据学习者的个性倾向、个性差异而组建,每个学生的价值相互依存,相得益彰,人尽其才,在合作组中发挥其独特作用[4]。首先,教师将全班学生,按照“组内异质、组间同质”的原则进行分组,使每个小组都有高、中、低三个层次的学生。这样分组不但有利于学生间的优势互补、相互促进,又为全班各小组之间的公平竞争打下基础;有利于增强小组优胜的信心,有利于学生主体能动性的发展。在实际教学过程中,每组成员控制在4～6人左右(模拟当前软件公司主流的项目小组形式),并让每组学生推荐一名小组长(如无推荐,教师可根据情况进行指定)。

2) 设计任务。

任务的设计要有明确的目标,只有任务明确、编排合理方能达到预期的效果,教师要在学体目标的框架下,根据学生知识结构和课程进度,针对一个大任务进行分解,每个时间段都有对应的小任务。这些任务与任务之间不是孤立的,而是互相联系、相辅相成的,最后,通过最终集成,可以以某种系统或软件的形式体现。任务设计应注意小组的差异性,分别提出恰当的基本目标、发展目标。基本目标通过努力和小组协作基本可以完成的,而发展目标则可以鼓励在完成基本目标基础上继续运用课外知识,进行完善和提高,从而培养学生积极探索、勇于开拓的精神。

在实际教学和实践中,教师应结合实际,创造一种真实的问题情境(虚拟项目),提高学生的兴趣和求知欲。我们在课程初期完成分组后,让每个小组讨论,提出对应的项目名称和预期目标,教师将对各自内容进行调整(这种形式,更能提高学生的创新力和参与主动性)。虚拟项目确定后,教师将与各个小组组长协商确定项目实施的各子任务和进度安排,提交项目进度表和可考核指标。

2.2任务实施阶段

任务实施是小组协作活动的重要体现。在这种模式下的教学,要求教师在Java课程教学实施和监督中,要始终以团队为主线,注重提高学生的主动学习能力,鼓励团队协作精神,从而实现实践中对Java理论知识的消化和掌握。在该阶段,需要进行如下工作。

1) 子任务进度监督和检查。

根据前期任务进度表,教师在课堂上预留部分时间,检查子任务完成情况,对于子任务进度安排不合理部分,进行微调。在必要时候,需要更多强调团队协作,协作小组组长作内部调整(比如部分成员态度问题,内部团结等组长无法掌握的情形)。

2) 技术难题的指导和引导。

在项目任务实施中,以引导为主,鼓励学生通过自主学习、动手摸索来完成各阶段任务。在这一过程中,小组学生需要发挥团队精神,互相沟通、共同协作,培养学生互相沟通、尊重他人、说服他人、聆听他人意见的能力。在超出学生目前知识结构的地方,教师要加以实际指导,或给予解决思路和参考书目,辅助学生解决难题,避免学生产生“技术屏障”等恐惧心理。

3) 融入竞争激励机制,创建协作学习意境。

为了增强小组协作学习的意识,教师可以适当引进一些竞争激励机制,增强小组的凝聚力。譬如评比“软件精英团队”和“最佳效率小组”等活动,使小组内出现互动、互勉、互相促进的局面,全面调动学生参与激情,提高Java应用的各项能力。

2.3效果评价阶段

保证该教学模式取得理想效果的关键,是确立一种促进学生在小组集体中不仅个人努力上进,而且乐于与同学互助协作的良性制约机制和评价体系。为此,教师需要改变过去单纯鼓励个人竞争的做法和相应的评价方式,更多鼓励小组成员之间团结协作精神,采用“个人评价+小组集体评价”结合的新形式,并确立全新的协作学习的评价指标。

1) 采用小组答辩形式进行最终成果评价。教师选择3～5个学生作为代表构成评委组,每个小组选代表对最终结果进行演示和讲解,评委按照细分指标(如项目创新性、界面美观性、功能完善性、技术先进性)进行评分,当场计算各组综合平均分。

2) 协作过程评价与项目任务结果评价相结合,侧重于对小组实践过程的评价,如需求分析的收集和整理、开发文档的完整性、实践过程中解决问题分析问题能力、团队协作进展情况等。

3) “成员个人评价+小组集体评价”相结合,侧重于小组集体的总体评价,强调团队协作意识。评价的形式可以是组内自评、组外互评(由每个组组长加上指导老师构成评审团)相结合,小组整体评审的内容包括小组学习实施计划、组员参与情况、小组实践过程、实践效果(Java小软件形式)等方面。小组成员个人评价主要由各自小组主持,小组内部成员对其分担任务的执行及完成情况、在小组协作活动中的表现、与同伴互助协作、对项目任务完成的贡献等情况进行打分,最后汇总给指导教师。

4) 课程考核以实践评分为主,各高校可结合各自教学要求,采用其他适当考核方式(如笔试)为辅,从而鼓励学生主动学习、学以致用。

另外,除了对学生评价和课程评分以外,教师应该对每组进行总结性点评(时间上可安排在小组答辩后),帮助学生总结完成任务的过程和方法,促使学生反思自己的思路和行为,把所学的Java知识和技能消化。

3结语

基于任务驱动的小组协作教学模式是教学改革中所倡导的一种新的学习方式,通过我们在Java程序设计多年的教学实践表明:该教学方法在促进学生间的情感交流,发挥学生学习的主动性,提高学生团队协作精神等方面起着积极的作用。我们认为,该教学模式可以广泛应用于其他实践性较强的大学课程,通过这种任务驱动的“小组协作”形式,可全面提高全面提升学生的整体素质。

参考文献:

[1] 钟柏昌. 任务驱动教学的反思与重塑[D]. 南京师范大学,2004:13-15.

[2] 郭绍青. 任务驱动教学法的内涵[J]. 中国电化教育,2006,234(7):57-59.

[3] 吴海花,王连山. 计算机软件项目教学改革的实践与探索―基于“任务驱动”的小组协作教学模式[J],考试周刊,2009,23:11-12.

[4] 李振娥,刘旭源. 基于任务的小组协作学习教学结构构成要素及关系[J]. 中国教育技术装备,2009,30(11):74-75.

Research on Java Teaching Pattern Based on Task Driven and Group Collaboration

LIU Wen-jie, WU Ting-ting, ZHENG Yu

(School of Computer and Software, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China)

Abstract: Java Programming is one of the important professional application curriculum for the computer science major, whose object is to cultivate the students’ object-oriented programming idea, and improve their programming ability in practice. Considering the weakness of students’ practical ability and learning initiative, a kind of Java teaching pattern based task-driven and group collaboration is proposed, which is composed of three key procedures: Course assignment design, Assignment implementation and Effect evaluation. Through several years’ teaching experimentation, this pattern is helpful to enhance obviously the students’ comprehensive abilities, and fully arouse their learning initiative.

Key words: Java; task-driven; group collaboration; teaching reform