王振
摘要：大数据背景下，传统的编程教学方式已经不能满足我国高职教育发展的基本要求。文章首先分析了目前高职院校编程课程教学模式所存在的问题，在此基础上介绍了线上线下混合模式体系。然后结合本校学生的特点，建立了以基于大数据技术背景的线上线下Java程序设计创新实践课程模式，并以Java程序设计语言中继承知识点为例详细介绍了该创新实践课程模式。最后利用大数据技术对线上自主学习过程和线下教学数据进行数据整合分析，教师合理利用数据对学生进行客观的综合评价，优化教学资源，从而达到以学定教。
关键词：大数据;线上线下;数据分析;以学定教
中图分类号： TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）03-0101-02
现在是一个智能化快速发展的时代，随着人工智能、大数据分析时代的到来，传统的编程语言课程教学模式也应该紧跟时代脚步，改革迫在眉睫。科技发达，信息流通，人们之间的交流越来越密切，这使得高职院校在开展教育教学时更加注重学生的自主学习、合作学习和个性化学习。Java程序设计语言是高职院校软件技术专业的必须课程，该课程在计算机软件专业教学中占有非常重要的地位，使其为后续多门面向对象编程语言课程的基础，例如：Java高级程序设计，Java Web程序设计等，同时又是升学或者走向就业岗位的必备技能。基于大数据背景下线上+线下混合的创新教学模式呼之欲出，新型教育模式应借助大数据时代下的新平台、新技术来实现创新实践课程，即由教师在线上上传优质的教学资源，学生线上和线下同时进行高效便捷的学习并完成对应的学习任务。教师根据学生线上线下学生学习轨迹，利用大数据技术进行全面的分析，得到科学的分析结果，从而有利于激发学生的学习兴趣，提高学习效率，为新时代学生的可持续发展奠基，同时减轻了老师烦琐的工作，达到以学定教。
1 高职院校编程课程教学模式存在的问题
随着科技的迅速发展，目前大多数高职校编程类教学模式中的一些问题被不断放大，传统的教学方式严重影响教育的改革发展，主要存在以下几个方面的教学问题。
1.1 教学模式单一
大多数教学还是采用教师是主体，负责传授基础理论知识，学生被动地接受，教学过程中师生之间缺少互动，教师无法及时有效的了解学生对知识掌握的具体情况。课前和课后学生不能得到练习，遇到问题不能及时得到有效的解决，教师很难有效地的实现以学定教。一些学生为了应付考试而死记硬背程序代码，从而不对知识点做到举一反三，在实践中不能灵活运用知识。
1.2 教学理念落后
程序设计类课程对学生的逻辑思维能力和英语有一定的要求，但是这也正是大多数高职校学生所欠缺的。目前，传统教学方式采用一味地向学生灌输知识点，不能调动学生的自主学习积极性，导致课堂枯燥乏味，学生们经常在课堂上精神涣散，不能集中注意力，学习的效果事半功倍。
1.3 学生综合能力无法得到训练。
Java程序设计课程实践性很强，在教师讲授理论知识后，学生需要独立完成相关的编程任务和需要通过大量编程代码行来提高自身的程序编程技能。部分学生在课堂上只能完成部分任务，剩余的任务需在课后解决，但部分学生缺乏自主学习能力，对枯燥抽象的编程代码没有兴趣，再加上没有教师的监督与指导，而Java程序设计的编程是环环相扣的，久而久之学习跟不上从而导致学习兴趣下降甚至完全缺失。另外，对于在知识重点难点理解上，学生存在个体差异，当学生遇到问题不愿当面咨询老师或者同学，这些情况都将影响整体的教学效果。
2 线上线下混合模式体系
线上线下（Online To Offline，简称O2O）混合教学模式是传统面对面课堂教学和在线学习的结合，将学生、教师、环境、媒体等各个教学要素有机完美整合，通过融合各类线上资源平台和多种教学方式，符合学与教规律，利用在线学习和线下课堂教学的优势互补，从而实现更有效的教学效果和切实提高教学质量。线上线下混合教学比传统的课堂教学和完全在线学习具有更深的层次。
目前，线上+线下教学模式流程主要包括课前线上预习，课中学习和课后线下拓展。课前，教师借助线上教学平台推送相关知识资料，学生借助平台推送的学习资源，观看知识视频或者文字资料并完成预习相关思考题;课中，教师只能针对学生单一的预习情况，将教学重点放在课上进行讲解，然后布置相似任务进行练习;课后，学生在平台中完成课后作业。通过对学生具体的实验结果和实验报告进行评分，学生对整个教学过程中自身存在的缺点和不足进行分析，从而切实提升学生的教学质量。
3 基于大数据背景Java线上线下新型混合模式课程
迅速发展的信息科学技术在信息化学习中也得到了有效的应用，当前，传统的多媒体教学方式已经完全转化为更为人性化的自主学习，但是，由于高职校学生自控能力差的因素，导致线上自主学习和在线教学中，教师无法对学生的直接行为进行更直观的观察了解，对大量的数据不能很好地利用，进而导致教师无法有效地达到“以学定教”。基于这种普遍存在的问题，在大数据技术背景下，充分利用线上教育资源的便利性和线下课堂的交流互动性，同时结合本校学生和编程语言的特点，建立了以基于大数据技术背景的线上线下Java创新实践课程模式。此模式在具体教学中主要分为课前准备、课中学习和课后拓展三部分内容。
3.1 课前准备，诊断分析
课前，老师在教学平台中根据授课内容上传难易程度不同的网络视频和预习任务，学生登录教学平台，借助平台个性化推送的学习资源，并完成课前预习任务，并对有疑问之处上传到平台，同学之间可以进行讨论解答。教师通过平台对评价、学生完成预习任务和讨论的数据信息的详情分析，发现学生对知识点的理解程度。科学有效的数据反馈不仅能直观反映学生的预习情况，还能帮助教师根据学生预习效果有针对性的设计教学内容，实现以学定教。
3.2 课中学习，循序渐进
本文具体以Java程序设计课程中继承这一知识点为例，详细介绍基于大数据背景下创新模式教学的具体应用。首先教师播放机器人对战视频，引出本次课的教学内容并激发了学生学习兴趣，通过观察继承使用前后程序复杂度的对比，引导学生初步总结出使用继承的优点。然后各组学生在教师的启发下继续探索类之间的继承关系。以往学生借助流程图进行程序设计时过早地考虑程序的细节，忽略了程序模块之间继承关系。在这里学生使用Staruml软件设计类图框架，并且以画UML类图的方式构建子类和父类的属性、方法等模块。软件模块化地呈现了程序的基本框架，理清了模块之间的继承关系，帮助学生宏观把握总体设计。之后，学生讲解类图框架设计，各组学生进行讨论、点评，调动了学生的参与积极性及互动性。最后借助学习平台中在线编程闯关平台，通过闯关的形式激发学生对编程攻坚克难的不服输斗志，每一关学生提交的答案和次数都会存储到数据库中，帮助老师分析每一关知识点学生掌握情况。
3.3 课后拓展，温故知新
课后，为检验学生能否运用学习资源将所学的继承知识应用到实际项目中。借助Robocode机器人对战平台将所学知识点进行综合应用，从机器人的初探、行走路线的设计和作战智能化三个层面，通过游戏化的形式，学生创造性地设计出个性化的机器人，一步一步实现自己的编程游戏梦。拓展了学生的编程思路，提高了编程趣味性，进一步培养了学生的自主学习能力，帮助他们理解所学知识的整体结构。同时，学生还可将搜集使用到的学习资源推送给他人，实现学习资源的有效分享。
4 创新型教学模式的教学效果
该创新教学模式教师以学生为主体，以问题为导向，淡化Java程序设计中枯燥的编码讲解，通过游戏化的方式来解决问题，让学生亲身感受到编码带来的快乐。
依托融合教学平台贯穿课前、课中、课后的每一个环节，给传统的课堂增加了精密的仪表。教学平台跟踪学生学习“痕迹”，根据学生课堂游戏、程序设计和在线代码编写的教师评分，以及课前预习、课中学习和课后任务的系统得分，按照一定比例统计学生的总分，利用大数据技术对线上自主学习过程和线下教学数据进行数据整合分析。学生从宏观架构到微观设计的思维路径，保证了学习的循序渐进，体现了“做中学”的教学理念。信息技术手段的合理融入提升了学生的学习兴趣，使学生的学习积极性、课堂参与率及作业完成率明显提高。教师合理利用数据对学生进行客观的综合评价，从而发现教学薄弱环节，优化教学资源，从而达到以学定教。
5 基于大数据背景下Java创新教学模式的反思
5.1 建设优质的线上资源
通过大数据技术对学生学习行为进行个性化资源推送，需要大量的教学资源，这也是推荐系统中“冷启动”的难解问题。所以需要教师掌握各种网络资源的开发和整理。教师在制作整理教学资源中需要从学生角度出发，多维度、个性化差异的开发整理出符合学生的优质Java程序设计编程教学资源。
5.2 构建多元化的教学手段和评价体系
基于大数据背景下Java线上线下创新教学模式需要贯穿学生的整个学习过程，包括课前的预习、课中的学习、课后的自主拓展，那幺这一过程也需要多元化的评价体系贯穿，完备的教学手段和教学评价体系，并且要完善教学本身线下+线上的考核体系，激励学生线上自主学习与线下学习同时兼顾，才能挖掘出更完备的学习行为数据，从而做到个性化，进一步培养学生的自主学习能力和扩展学生的知识体系。
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