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品牌课程创新成果分享 | Java语言程序设计:问题牵引、场景驱动、数智赋能、多元融合的资源创新探索

  • 更新时间 2026-09-20 21:08:14
品牌课程创新成果分享 | Java语言程序设计:问题牵引、场景驱动、数智赋能、多元融合的资源创新探索
编 者 按

为贯彻落实《数智赋能一体化协同推进开放大学教育教学综合改革实施意见》有关要求,推动开放教育课程资源高质量发展,国家开放大学立项建设了一批具有示范性、引领性的开放教育品牌课程和资源。本期推出“Java语言程序设计”课程建设实践成果。

课 程 团 队
课程概况与建设背景
一
课程概况

“Java语言程序设计”是计算机类专业的核心基础课程,面向开放教育成人学习者开设,承担编程思维训练与工程实践能力培养任务。其中,“继承”作为面向对象编程三大特性之一,既是代码复用与扩展的核心机制,也是从基础语法过渡到系统开发的关键节点,长期以来也是教学中的重难点。

本次课程资源建设聚焦“继承”模块,围绕数字教材、教学视频、数字人三类资源形态,在内容重构、形态创新与互动升级等方面开展系统化探索,打造可复制、可推广的数字化教学资源。

二
教学实施痛点

立足成人学习者自主学习比例高、碎片化学习特征明显的实际情况,结合前期课程运行数据与学情反馈分析,原有“继承”模块教学主要存在以下三方面突出痛点:

(1)现有教材载体形式适配性有待提升,个性化、交互式学习支撑能力有限:以纸质教材为主,缺乏互动性与动态内容呈现能力;版本更新周期较长,较难紧跟技术发展节奏;学习笔记形式较为传统,暂未实现与学习分析系统的数据互通,面向学习者的个性化学习支持仍有优化空间。

(2)教学视频呈现形式较为单一,抽象知识点的可视化表达尚有提升空间:现有视频多沿用“人像+PPT”模式,内容输出偏向平面化、单向化,缺少动态演示与场景化叙事,对继承链条、方法重写等抽象概念呈现不够直观,较难长时间维持成人学习者的学习专注度。

(3)暂未配置内嵌式代码实操环境,理论学习与实践训练衔接不够紧密:课程尚未接入集成可直接运行的代码实验平台,学习者难以即时完成修改、调试、验证代码,“边学边练、即学即评”的需求未能得到充分保障,易形成“懂理论却不会实操”的能力断层。

三
建设目标

针对上述痛点,本次资源建设聚焦三大核心目标:

● 一是创新资源形态,通过多模态手段将抽象的继承机制可视化、场景化,降低认知门槛;

● 二是构建“理论讲解—实操演练—即时评测”一体化的学习闭环,切实强化编程实践能力;

● 三是借助AI与学习分析技术,推动精准教学与资源的动态优化迭代。

最终形成以“问题牵引、场景驱动、数智赋能、多元融合”为特色的继承模块课程资源体系,为同类课程的数字化转型提供可复制、可推广的建设范式。

建设思路与建设内容
一
整体建设思路

建设以成人学习者的认知规律与岗位胜任力需求为根本导向,秉持“问题牵引、场景驱动、数智赋能、以评促学”的核心理念,从教学逻辑、资源形态、互动体验、考核评价四个维度推进系统性重构。具体而言,以真实问题情境引出知识点、以典型编程场景贯穿讲解链条、以数字人与AI技术提升互动与精准性、以嵌入式即时测评实现以评促学,从而形成资源内容、学习方式与评价机制同向同行的整体架构,全面提升课程教学质量与学习者体验。

二
核心建设内容

1.数字教材:模块化重构与多模态融合

以“继承”章节为核心,完成共计8小节内容,覆盖继承概念、父子类关系、方法重写、super关键字、抽象类与抽象方法、final类与final方法等关键知识点的数字教材建设,实现内容结构、呈现形式、交互功能三个维度的全面升级。

(1)逻辑链条重构:摒弃传统教材“概念堆砌—知识罗列—例题收尾”的线性框架,采用“案例引入—概念讲解—项目实践”三段递进式结构,搭建从问题到方法再到应用的完整学习路径,贴合以实战应用为导向的编程能力培养需求。

(2)六环节闭环设计:每小节统一设置“现实启发、场景模拟、知识讲解、知识延伸、实战任务、知识自测”六大学习环节(见图1),形成“感知—理解—应用—检验”的认知闭环,与成人学习者由具体到抽象再回到具体的学习心理规律相契合。

图1 六大学习环节

(3)多模态资源融合:突破传统教材单一文字叙述的局限,在知识点讲解中系统融入二维动画、结构图表、代码示例、案例视频、操作演示等多模态资源,将类之间的继承关系与方法调用的动态过程以可视化方式呈现,有效降低理解门槛。

(4)交互工具嵌入:如图2所示,在教材内嵌在线代码编辑与运行环境,支持学生即时修改、运行、调试代码,配套集成即时测评模块,实现“边学、边练、边评”的一体化学习体验,切实解决传统课程“代码效果无法实时验证”的痛点。

图2 交互工具

(5)AI数据驱动精准教学:如图3所示,借助AI技术全过程采集与分析学生学习行为数据,涵盖总体数据(完成率、正确率)、过程数据(练习时长、完成次数、知识点停留情况)等多维指标,辅助教师精准定位学生薄弱点,提供针对性辅导与资源推送。

图3 AI数据驱动精准教学

(6)个性化阅读支持:教材支持字号大小、背景色及纹理等可调节配置,适配不同学习者的阅读习惯;同时提供马克笔标注、电子笔记、书签收藏等功能,便于学生构建个人知识图谱,提升复习与回顾效率。

2.教学视频:可视化呈现与理实深度结合

围绕“继承”核心知识点,共制作4个教学单元视频,总时长约50分钟,平均单集控制在12分钟左右,契合成人学习者碎片化学习的时长偏好(见图4)。

(1)可视化呈现,降低学习门槛:视频整体采用二维动画替代传统“人像+PPT”的讲授模式,通过拟物化场景与动态演示将抽象的类继承关系、方法调用链等编程概念具象化。

(2)理论与实操深度结合,强化编程实战能力:每个视频均遵循“知识点讲解+代码实操+效果演示”的三段式结构,讲解之后立即配套示例代码的编写、运行与结果分析,帮助学习者在理解概念的同时同步掌握编程技能,有效破解“懂理论不会写代码”的实践短板。

图4 可视化呈现与理实深度结合的教学视频

3.数字人:双角色互动与动态更新

创新性地引入学生虚拟数字人和教师真人数字人双角色协同模式(见图5),突破传统线上资源交互单一、更新迟滞的局限。

(1)学生虚拟数字人:在资源中扮演“同伴学习者”的角色,模拟真实课堂中的提问与讨论情境,增强学习代入感。例如由学生数字人抛出“为什么子类不能直接访问父类的私有属性”等典型困惑,引导学习者主动思考,弥补远程学习中同伴互动缺失的问题,营造共学氛围。

(2)教师真人数字人:基于教师形象克隆的数字化分身,承担习题讲解、策略提示、答案解析等教学任务。相较传统录播视频录制后难更新的局限,真人数字人可依据知识点迭代、学习反馈或教学数据快速合成新内容,在保持教师讲授风格与专业权威性的同时,实现资源的动态更新与长期维护。

图5 学生虚拟数字人与教师真人数字人

创新经验与未来展望
一
亮点与创新

1.以认知规律为导向,重构学习流程

资源设计打破了以知识点罗列为主的传统章节结构,转而以“现实问题—场景模拟—知识内化—实战应用—自我检验”的路径贯穿全过程,引导学习者先建立问题意识,再进入概念理解与技能训练,充分契合计算思维培养的逻辑,有助于学习者形成稳定的“问题—求解—验证”思维闭环。

2.以多模态资源为基础,协同AI赋能

一方面,在数字教材中有机融合文字、图像、动画、视频等多种表达形式,并配套嵌入式代码平台与即时反馈机制,实现从知识获取到能力应用的自然过渡,显著丰富了学习体验。另一方面,依托AI系统持续采集学生学习行为,构建个性化学习画像并反哺教学内容迭代,推动“教—学—评”数据联动,为精准教学与资源迭代提供坚实的数据支撑。

3.以双角色数字人为载体,创新互动模式

在编程课程中系统性引入学生虚拟数字人与教师真人数字人,实现同伴互动与教师讲授的数字化重构,既丰富了远程学习的互动体验,又保证了资源内容的可持续更新能力,在同类专业基础课程的数字化建设中具有较强的示范与推广价值。

二
未来展望

下一步,课程团队将紧扣教育数字化转型新趋势,从三方面持续深化资源建设:一是进一步优化AI学习分析模型,结合知识图谱构建更加精细的个性化学习路径推荐机制;二是动态更新教学案例与实战项目,贴近企业岗位真实需求与行业技术演进,持续强化课程的实用性与前沿性;三是以“继承”模块为示范起点,将其建设范式与成功经验向多态、异常处理、泛型等其他核心单元推广,逐步构建覆盖全课程的智能化、个性化资源体系,持续发挥项目的引领与辐射作用,助力开放教育计算机类人才培养质量稳步提升。

来源:国开轻课堂

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