Web程序设计课程线上教学模式探索.pdf

第 8 期2023 年 8 月 10 日计 算 机 教 育Computer Education中图分类号：G64246Web 程序设计课程线上教学模式探索张 倩1，廖秀秀1，贾西平1，唐四云2（1.广东技术师范大学 计算机科学学院，广东 广州 510665；2.广东技术师范大学 数学与系统科学学院，广东 广州 510665）摘 要：为解决在线与学生交流、发布资源、课程直播、批改作业、程序调试以及管理整个教学过程的需求，提出基于“超星学习通+腾讯课堂+班级 QQ 群”的在线教学模式，介绍该模式具体在课前、课中和课后 3 个教学环节中的教学实践，重点阐述在线教学中程序调试能力培养和训练方案，最后说明在线教学效果并提出反思。关键词：在线教学模式；Web 程序设计；程序调试；超星学习通文章编号：1672-5913(2023)08-0046-05基金项目：广东技术师范大学 2022 年教学改革研究项目“以学生为中心基于程序调试的Web 程序设计 课程教学实践”（102）；广东技术师范大学 2018 年教学改革研究项目“混合教学示范课程Web 程序设计”（2018HHJXSF13）；广东省高等教育教学改革项目“基于项目驱动和翻转课堂融合的Web 程序设计 课程教学改革探索和实践”（粤教高函 2018 180 号）。第一作者简介：张倩，女，讲师，研究方向为计算机教育，。0引 言“互联网+”技术在教育行业的应用促进了教育信息化的速度1。近年来，超星学习通、腾讯课堂、网易云课堂等多种教学软件、平台的发展与完善，也加速了教学方式向信息化方向发展的进程，在线教学得到了大规模的实战演习2-3。Web 程序设计是强实践性课程，对学生的动手实践能力、编程调试能力要求很高。在 Web 项目开发实践中，错误是在所难免的，程序调试是极其重要的一环，占大部分的工作量。课程在编程实践方面存在以下问题：教学中忽视对程序调试技术的专门讲授与练习，导致大部分学生不会程序调试；学生编程实践中，面对程序出现的问题无从下手，习惯寻求教师帮助，甚至部分学生为完成作业而抄袭其他同学作业，导致逐渐失去编写程序的兴趣以及自主探求问题的能力；学生的编程问题不能得到及时有效解决，越积越多，进而出现厌学情绪。在线教学模式下，这些问题会变得更加突出，如何高效组织教学活动，有效地检查学生完成的 Web 项目作业，及时帮助学生解决编程过程中遇到的代码 bug，加强学生程序调试能力，给课程在线教学增加了挑战。目前，程序调试技术在加强学生编程能力、提高教学效果方面所起的重要作用已经被许多教育工作者所认可。文献 4 中提出在教学过程中要强化调试能力的训练。文献 5 中提出加强调试技术的学习与训练，能加深学生对理论知识的理解，提高动手实践能力和学习效率。文献 6中提出代码调试培养不仅使理论与实践紧密结合，还能提高学生分析与解决问题的能力。可见，以学生为中心，从学生的编程问题出发，加强编程调试技术的培养与训练，能提高学生编写程序的兴趣及能力，有助于提升教学效果。1在线教学思路综合考虑与学生交流、发布资源、在线直播、批改作业、程序调试以及管理整个教学过程的需求，在分析各在线平台功能、优缺点的基础上，选定“超星学习通+腾讯课堂+班级 QQ群”开展线上教学。“超星学习通”平台主要用于组织各类教学资源以及作业的管理，“腾讯课堂”平台主要用于课堂直播、活动和讨论，“班级 QQ线上教学第 8 期47群”主要是发布各类通知、课后答疑、讨论和程序调试。为保障在线学习效果，抓住学生兴趣，让学生时刻保持“在线”状态以及课后能进行知识点的精准回顾，课程采用“直播+播放微视频+活动”的授课方式。2在线教学实施方案设计及实践基于基本教学思路，教学实施方案设计如图 1所示，主要分为课前、课中和课后 3 个教学环节。1）录制知识点微视频。将授课内容提前录制成以知识点为单位的、带有预设问题的 320min 的微视频，在线授课时借助“腾讯课堂”平台播放录制好的微视频，这样教师可将更多的精力放在课堂活动的组织上。教师课前须精心搜集大量资料，制作优质的知识点微视频。制作的微视频带有预设问题，并配有同步字幕，听觉+视觉的结合能加深学生对知识的理解与记忆。微视频中的预设问题，便于在播放微视频时暂停，引导学生思考，一起解决问题。针对知识点的微视频，方便学生课后更精准、有针对性地复习。2）发布教学资源。超星学习通的“课程章节目录”功能，可以很方便地对课程内容进行设计、关联并管理各种资源。学生可以根据该章节目录以及课程每周的学习任务单，进行自主学习与复习，完成课前知识的构建以及课后知识的巩固与拓展。3）考勤。通过腾讯课堂提供的签到功能进行学生考勤，未能正常签到的学生可以在班级 QQ 群发信息报备。另外，腾讯课堂提供了考勤记录的下载功能，里面详细记录学生进入课程直播的时间以及观看教学直播时长等信息，亦可作为考勤依据。4）回顾知识、作业点评。课堂上，针对上周课的重要知识点进行回顾与提问，利用腾讯课堂的“举手发言”功能让学生抢答。为避免每次抢答都是熟悉面孔，也可采用随机点人的方式提问。对上周课后作业进行点评，主要是针对作业中的共性问题、难点问题进行讲解与演示。5）播放微视频。授课内容已提前录制成以知识点为单位的、图 1 在线教学实施方案完善教学资源 课前 课中 课后 教师 平台 学生 搜集教学资料 录制知识点微视频 发布教学资源 下发作业 发布各类通知 答疑 考勤 回顾知识、提问 作业点评 播放微视频 根据微视频预设问题引导学生思考、讨论 知识点测试 答疑 评阅作业 在线答疑 教学反思 答疑 腾讯 QQ 腾讯 QQ 腾讯 QQ 在线签到 回顾知识、回答提问 观看微视频、学习 参与互动、讨论 参与知识点测试 提问、互动 整理笔记 完成课后作业 知识点回顾 自主学习 完成课前练习 202348计 算 机 教 育Computer Education配有同步字幕、带有预设问题的微视频。这些录播的微视频是经过梳理大量资料、反复思考、提炼与精修之后完成的，因此比教师在线下课堂讲授的质量要高。在课堂中，教师播放微视频，和学生一起观看、学习，遇到预设问题随时可以暂停播放，并与学生进行讨论，引导学生思考，一起解决问题。在直播中播放微视频，可以让教师更专注关键知识的提点、与学生的互动以及解答学生的疑惑，进行一对一指导。6）知识点测试。随堂知识点测试主要有两种方式。以判断、选择、填空题为主的理论知识测试。其中选择题可借助腾讯课堂的“答题卡”功能看到学生答题情况，等答题人数过半，教师讲解答案；其余类型的题目，学生可将答案发送到讨论区。以编程为主的上机测试。学生可将结果截图或者录制的演示小视频发到班级 QQ 群。7）下发、评阅作业。本课程是程序设计类课程，学生要学好此类课程，不仅要从理论上掌握相关的程序设计思想，更重要的是要完成足够多的编程实践。精心设计进阶项目作业内容，使学生在一个完整、进阶的项目实验体系中，通过实践操作深化理论知识，掌握完整项目开发思想和流程，锻炼并提高动手能力7。利用“超星学习通”平台进行作业的下发与管理，要求学生不仅要提交完整的实验报告（包括实验内容、步骤、代码、界面运行结果截图、项目遇到或存在的问题等），而且要提交完整项目源代码。作业批改目前主要是看学生提交的实验报告。下载所有学生的作业项目源代码部署到教师电脑环境中运行检查是件非常耗时的工作，因此，在每次作业中抽取一定数量、不同学生提交的项目源代码，部署到教师电脑的 Eclipse 环境中运行检查。作业是围绕一个完整项目展开的进阶子实验，具有连续性，因此，该方法能发现学生作业中代码的问题。8）讨论、答疑。课堂中采用语音+讨论区答疑的方式：利用腾讯课堂的“举手发言”功能，学生可以将疑惑通过语音进行表达；利用讨论区，疑惑则可以文字的形式进行阐述。课后主要是 QQ 群、QQ 个人答疑。本课程属于编程类课程，须编写、调试代码，对于学生编程代码中遇到的问题，一般采用 3 种方法解决：学生借助本课程在“超星学习通”上提供的“编程问题及解决方案”案例库，检索问题描述，查看对应的解决方案，自主解决问题，若是未能解决，可发起问题讨论；学生借助“超星学习通”的“讨论”功能，描述自己遇到的问题，上传相关图片，并上传项目代码来发布编程问题，等待教师或其他学生进行答疑；教师直接远程操作学生电脑桌面，在学生电脑上查找问题。这 3 种方法都能有效地帮助学生解决编程问题。3程序调试能力的培养和训练以学生为中心，从学生的编程问题出发，加强程序调试能力的培养与训练，主要从以下 3 方面进行。1）设计Web程序设计课程“程序调试”讲义。一个 Java Web 项目通常是由前端、Java 代码和数据库三大方面组成，将程序调试对应分为前端页面调试、Java 代码调试和数据库调试。目前大部分 Web 教材对调试方法和技巧介绍相对较少，而程序调试对程序类课程是至关重要的。如果没有掌握调试技术，代码出了问题，只用肉眼检视代码往往是无法解决的。课前须搜集、精心设计并整理 Web 项目程序调试讲义，课上教会学生如何使用调试工具进行程序调试，使其掌握程序调试技能，增强动手实践能力。2）及时解决学生编程问题。学生在 Web 项目编程过程中，不可避免会遇到各种棘手的问题，若不及时解决，会导致问题增多，造成学生学习主动性下降，甚至失去编写程序的兴趣。因此，编程问题的及时解决有助于学生兴趣的保持与知识的掌握。如果是线下课堂学生遇到编程问题，教师可以“面对面、手把手”解答，但如果是课后学生遇到编程问题，如何及时解决？可采用“学生发布程序问题教师/学生进行答疑”的方式，借助“超星学习通”平台的“讨论”功能，来实现学生问题的及时解决，如图 2 所示。线上教学第 8 期49图 2“程序调试”教学方案课堂讲授 学生 学生 教师 发布程序问题 参考 参考 答疑 答疑 分类、归纳、整理 典型问题（1）学生编程遇到问题，可以借助“超星学习通”的“讨论”功能，描述自己遇到的问题，并上传相关图片和项目代码来发布编程问题。（2）教师和其他学生都会收到该“讨论”活动的信息，可以点击查看问题描述、相关图片，下载项目代码，进行调试运行，找到问题所在并解决问题，进而可以回复该问题，回答问题产生的原因，给出相应的解决方案。若是学生问题得到解决，可以回复问题已解决等；若是没有得到解决，可以继续发起追问，等待回复，直到问题解决。（3）通过激励机制，将问题的解答作为综合成绩的一部分，激发学生调试程序的激情。比如，解决一个同学发布的编程问题可以得到 5 分的附加分，来激励学生主动帮助同学解决编程问题。这样，学生在解决同学编程问题的过程中，能不断积累调试经验，加深对理论知识的理解与掌握，感受到帮助别人解决问题带来的成就感，增强获得感，形成学习的“正向”兴趣循环。这样也能解决教师因上课等原因不能及时答疑的难题。最初主动帮助同学解决程序问题的学生数量会相对较少，随着程序调试技术的学习与掌握，学生互助解决问题的人数会逐渐增多，学生的问题解决能力和动手实践能力得到显著提升。3）建设“编程问题及解决方案”案例库。学生编程遇到的问题有些是类似的，因此可将学生的编程问题进行分类、归纳和整理，随着编程问题及其解决方案的累积，逐步形成“编程问题及解决方案”案例库，实现已解决问题及其解决方案的复用，为学生提供指引与参考，辅助学生快速定位问题所在，加快解决问题的效率，调动学生自主解决问题的积极性，提升教学效果。基于图 2 的教学方案，案例库建设的具体思路如下。（1）教师将学生发布的程序问题及解决方案进行分类、归纳和整理，形成“编程问题及解决方案”案例库。案例库可借助“超星学习通”的“章节”功能，进行存储与展示。（2）学生编写程序遇到问题时，可通过检索问题描述，查看对应的解决方案，自主解决问题，若是未能解决，可发起问题讨论。（3）教师在整理学生程序问题时，可选取其中的典型问题及其关联知识点，在课堂上以程序调试的模式一边演示一边讲授，使学生掌握知识的同时进一步掌握调试技术。4结 语1）利用“超星学习通”平台组织教学资