体验式教学在“Java程序设计”中的实践应用
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作者:袁枭翎
摘 要：本文剖析了中职学校Java程序设计课程的教学现状和学生现状，为促进学生由机械学习到深层学习的迈进，提升学生的综合学习、思考能力，辅助学生正确形成编程思维，引入体验式教学模式，提出了有效的在Java课程中实施体验式教学的建议、方法和过程。并借助以面向对象为主要策略的辅助工具软件Alice 3，对Java循环结构知识点的授课提出了简要实施步骤。
关键词：中职Java程序设计 体验式教学模式 实施策略 Alice3
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（a）-0200-02
《2018中国职业教育技术发展地平线报告》中指出职业教育在未来三至五年的中期趋势是使学习者由机械的、记忆的浅层学习向自主的、意义建构的深层学习迈进，要提升学习者批判性思维、解决问题能力、协作能力和自主学习能力。而程序设计课程在教学内容和教学方式上一直难有突破。往往在课程结束之后，学生只是机械的记住了程序设计中的语法规则，编程思想和解决问题的思维模式难以形成，造成知识难迁移、难应用的现象。因此，本研究依据职业教育的中期趋势，引入体验式教学的思想，尝试将体验式教学与中职程序设计课程相结合，以Java程序设计为案例，以期提高学生各方面综合素养和核心能力。
1 中职Java程序设计课程的教学现状
1.1 课程现状
在计算机软件专业中Java程序设计为专业核心课程，课程内容涵盖程序语法知识和程序逻辑设计思维等两大部分，在整个课程体系中地位非常重要，后续一系列Java EE课程均在此基础上进一步深化学习。而在现在的教学过程中往往会出现以下问题：
（1）教师授课时普遍注重显性知识——程序语法，概念的学习而忽略了隐性知识——程序设计思维、操作能力、解决问题能力的培养。
（2）该阶段学生的认知规律为从感性认识到理性认识，即从具体到抽象的过程。而在实际教学过程中，教师一般先讲解抽象难懂的语法细则，后应用于实际案例当中，违背了学生的认知规律。
（3）教学过程中依然采取的是以教师讲解为主的“填鸭式”教学模式，学生主动性不高。
（4）Java中的许多概念晦涩难懂，尤其是面向对象思想，学生理解起来非常困难。
1.2 学生现状
中职学校的生源大多数为中考失利的初中生，他们基础知识不扎实，学习习惯较差，学习动机不强烈，目标不明确，学习惰性强，所学知识稍有难度便主动放弃，没有探索求知、迎难而上的意志力，自我管理能力很差。但他们动手能力很强，更喜欢接触新鲜事物，信息化接受度高，能利用信息技术和资源完成学习任务。
2 体验式教学的理论基础
20世纪80年代，美国社会心理学家、教育家大卫库伯在总结了杜威、勒温和皮亚杰经验学习模式的基础上，提出了体验式学习理论，概括了体验学习的基本特征：“体验学习是作为一个学习过程而不是结果;体验学习是以体验为基础的持续过程;体验学习是在辨证对立方式中解决冲突的过程;体验学习是一个适应世界的完整过程;体验学习是个体与环境不断的交互作用过程;体验学习是一个创造知识的过程[1]。
同时在他的著作《体验学习：体验—学习发展的源泉》中提出了四阶段循环理论：包括“具体的体验”、“观察与反思”、“形成抽象的概念和普遍的原理”、“在新情景中体验概念的意义”[2]，如图1所示。
从该模型中可以看出，体验式教學要求学生要在具体的情景中真实的体验学习的内容，这种情景最好和学生的生活紧密相连，能激发学生的兴趣和学习动机;接下来学生要在情景中通过动手实践、直观观察、探索反思等方式获得一定感悟;再通过具体的体验和实际的感悟归纳抽象概念原理，构建新知，并在领悟的基础上在新的情景中应用、验证所收获的知识。如此循环，学生经过不断的体验、反馈、调整，形成一个贯穿始终的学习、认知过程。
3 体验式教学在Java程序设计教学中的实施
在上述对中职Java程序设计课程的教学现状和体验式教学理论的分析中我们不难发现，体验式教学的循环理论模型能够解决传统Java程序设计课堂中存在的一些问题，并可以提升学生编程思想和能力，所以将体验式教学模式应用于Java教学中有着很高的实践意义。
为了构建Java编程课程的体验环境，我们引入程序设计平台Alice，如图2。
3.1 Alice简介
Alice项目是美国卡耐基梅隆大学的一个学术性项目，它是一种全新的学习编程的方法。Alice平台支持图形化程序设计，学生可以在Alice平台中拖拽对象搭建动画场景。每个物体、人物、动物都是一个对象，学生可针对每个对象编程，实现了对象优先教学策略，辅助学生掌握面向对象思想。
Alice平台同时支持伪代码和Java代码，且两者可以相互转化。学生可在Netbeans编译环境对每个对象进行实际的java编程，从而达到预期的复杂的动画效果。程序运行结果是三维动画，可以直观的展示程序设计流程，增强学生的学习兴趣和成就感。Alice编程及运行结果如图3。
3.2 实施建议——以循环结构为例
在利用Alice平台进行授课时，教师应先编写好一个应用循环的动画案例。在课上对动画进行展示，让学生对循环的过程有一个直观的初步的体验。再引导学生对动画中某个对象循环过程进行观察和反思，抽象出循环的概念。
接下来可以让学生先用接近人类语言描述的伪代码尝试完成教师展示的动画案例，再将伪代码和Java代码进行转换，通过对比和类比让学生逐步理解Java中循环语句的语法规则。最后在Java编译环境中，用实际Java代码完成动画案例的任务，运行生成动画，从而掌握Java循环语句知识。
掌握了新知之后，教师可以再给定几个新的动画场景，让学生将学到的知识灵活运用于不同的循环情景中，在新的情景中对所学循环知识进行巩固练习和不断检验。
在运用Alice进行整个体验学习的过程中学生总是先集中精力于程序结构的组成和逻辑而不是枯燥的语法细节，让学生在学习编程的过程中多了很多探索和乐趣。通过类似这样的课程安排，可以完成体验式教学模式的闭环，让学生能够在有趣味、有梯度、有成就、有启发的深度体验中学习到Java编程的知识，实现教学目标。
4 结语
当然体验式教学模式并不是万能的，如果全部课程都采用体验式教学将会导致教学进度缓慢、课时数超过预期课时等状况，所以建议选取有一定难度的，学生理解起来非常困难的知识点通过体验式学习来解决。体验式教学也有一定的局限性，要求课程中体验的情景活动合理而有效，且教师对整体课程的把控，对学生积极性的调动，最后教学评价的设置都要精心设计准备。体验式教学作为教学模式的一种，也可以和其他教学模式相结合，相辅相成，优势互补，最大程度发挥体验式学习的优势。
参考文献
[1] 戚传军.体验教学模式下的编程教学应用研究[D].浙江：浙江师范大学，2016.
[2] 邢以群，鲁柏祥.以学生为主体的体验式教学模式探索——从知识到智慧[J].高等工程教育研究，2016（5）：122-128.
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