线上线下混合教学模式在《Java程序设计》课程中的应用与实践
济宁职业技术学院电子信息工程系  任翠池  陈庆惠  李汉挺
一、线下线下混合式教学模式在《Java程序设计》课程中应用的必要性
《Java程序设计》课程是高职软件技术专业的专业核心课程，是培养Java软件开发工程师的必修课程，主要培养学生基于Java语言的面向对象编程能力。传统的《Java程序设计》课程授课模式采用知识点讲授灌输的方式。随着互联网技术的发展和信息技术普及，“互联网+”对高职教育带来了巨大的影响，为《Java程序设计》课程改革带来了新的机遇和挑战。在“互联网+教育”模式下，探索和实践线上线下混合教学模式，充分发挥学生的学习主动性，提高课程教学效果和教学质量。
依托学院THEOL网络教学综合平台，以“方向-课程-项目-知识点（技能点）”进行系统分析和设计，校企共建《Java程序设计》课程的碎片化教学资源。充分利用THEOL网络教学综合平台，开展课程的在线教学、资源浏览、在线测试、作业提交和评价、教学监控、交流答疑、师生实时互评、教学数据统计分析等教学活动，积极推进专业课程线上线下混合模式教学改革，实现“时时、处处、人人”的课程学习方式，促进《Java程序设计》课程教学质量的提升，实现课程的资源共享。
二、线上线下混合式教学模式构建
1、网络教学综合平台的选择
我院为进一步深化教育教学改革，加快学院优质教学资源的共建共享，引进了清华大学教育技术研究所研发的THEOL网络教学综合平台。THEOL网络教学综合平台可以支持课程的长期滚动建设以及教学资源的积累与共享，支持多种师生互动模式，支持教学过程跟踪统计，教学过程与评价展示相结合。实现师生跨时间、空间的广泛交流，能够充分调动学生的主动性，更好地实施素质教育，全面提升教育信息化发展水平。网络教学综合平台为学生提供了强大的个性化学习和研究性学习环境，提供了多种交互工具及个性化工具，学生可以在电脑登录、手机上安装app登录。
2、教学模式的设计
采用线上线下混合教学模式，使学生不受时间和地点的限制进行学习。序化教学内容，《Java程序设计》课程设计十个教学项目，每个项目以常用基本知识点和基本技能点为单元，实现线上线下混合式学习模式，组织教学内容。以线上授课视频、关键知识点技能点、学生任务单、单元测试，组织线上教学实施；以线下知识技能精讲、学生任务分享、测验反馈、答疑解惑组织线下教学实施。
（1）课前-教师线上发布教学资源学生开展自主学习
课前教师将教学资源上传至THEOL网络教学综合平台，每一单元包括课件、视频、教学设计、关键知
识技能点、学生任务单、单元测验、电子教材等。教师通过、QQ等方式发布课前预习通知，布置学生在上课之前开展自主学习任务。学生接到预习通知后，通过阅读教学设计、关键知识技能点，对本单元知识点有个整体了解。通过反复观看电子教材、课件、视频完成学生任务单和单元测验任务。学生线上学习可以在任何时候，任何地点进行，也可以听任何教师的讲课。教师制作的视频、课件等数字资源，要明确知识要点和关键问题，方便学生进行自主学习。教师通过L网络教学综合平台可以查看学生的自主学习结果，如观看视频时长、进度等，单元测验的成绩等。通过对学生自主学习的结果进行分析，及时、有效地为学生提供学习支持，同时及时调整课中教学内容。
（2）课中-师生互动一体化教学
对于线下教学我们主要采取一体化教学方式，改进传统课堂教学内容，知识技能精讲、学生任务分享、测验反馈、答疑解惑四个步骤来进行。首先是知识技能精讲，教师通过网络教学平台收集的学生线上学习问题信息进行汇总提炼，确定本次课实施内容。通过问题的提出，学生的回答，师生互动，一方面掌握学生的自主学习情况，一方面进行知识技能点的精讲。利用课堂教学软件进行任务书的下发，学生按照任务书要求以小组为单位，实施任务。小组间通过组内讨论、共同协作，培养学生的探究问题和解决问题的能力。通过学生任务的实施，教师检测学生学习效果。在课堂实施的过程中，教师为主导，学生为主体。其次是学生完成任务后教师组织学生进行任务分享，对学生任务点评，引导学生对各个小组任务方案进行评价。各小组对任务方案进行讨论分析优缺点，归纳总结，学生进行自
我评价和互评。再次是测验反馈环节，针对单元测验中出现问题较多的题目，教师再进行重点讲解。最后是答疑解惑，看看学生中还有没有疑惑的问题，进行答疑。针对学生中出现的共性问题，教师统一讲解。
（3）课后-教师进行教学反思学生线上拓展提升
一体化教学方式结束后，教师对课堂教学中出现的问题和学生感到薄弱的地方进行整理总结，发布到网络教学综合平台。学生通过网络课程平台对本单元知识点进行梳理，同时完成课后作业和单元测试，并对感兴趣的问题进行提问。教师联系资源平台中的典型企业专家进行远程答疑。教师对本单元线上线下混合教学模式实施过程中的成效和存在的问题进行教学反思，以便在后续教学中持续改进和优化教学设计，不断提升教学效果。
（4）多元化考核评价
采取线上考核和线下评价的方式。线上考核：采用在线考试模式，考查学生基本知识点和技能点掌握情况。线下一体化教学中，根据出勤、表现、学生任务单完成情况、回答问题等评分。学期末进行一周的项目实训，开展企业化管理、项目化考核的课程评价机制和考核改革。把学生按5-6人分成小组，按软件公司项目部运作模式进行企业化管理，实施角扮演，培养学生团队协作、共同完成设计任务的职业素养。在项目设计中，实施项目化考核。通过多元化考核评价，调动学生学习的积极性和能动
性，也有利于师生之间的互动交流。
三、线上线下混合式教学效果分析
在《Java程序设计》课程中实施线上线下混合式教学，一是针对目前高职大学生的特点，利用手机App、电脑、视频等现代化因
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包含环境中的可观察变量。具体来说，智能体i的可观察变量集合O i 分别为：
O1={coin3,coin1,say1,say2,say3,pay1}
O2={coin1,coin2,say1,say2,say3,pay2}
O3={coin2,coin3,say1,say2,say3,pay3}
智能体模块的实例在系统模块中生成，3个智能体模块将同步执行。由于该协议是一步可达的，因此其状态迁移关系比较简单，只需规定每个变量的下一步状态维持不变即可。
最后来考虑需要验证的协议规范。根据协议要求，可以描述出该协议需要满足的时态知识规范。下面
的公式表示保密家1需满足的时态知识规范：
基于java的课程设计题目¬pay
1⇒X(K
1
(¬pay
1
∧¬pay
2
∧¬pay
3
)∨(K
1
(pay
2
∨pay
3
)∧¬K
1
(pay
2
)
∧¬K
1(pay
3
)))
该公式表示：若是保密家1没有支付，则在下一个时刻（当所有保密家都宣称之后），他要么知道是国家安全局支付的，要么知道是其他保密家支付的，但无法确定具体是哪个人支付的。保密家2和3所需满足的时态知识规范与此类似。
3  实验结果
表1 验证保密家就餐协议的运行时间统计
3 agents
4 agents
5 agents
MCTK0.04s0.21s0.24s
MCMAS  1.40s  4.22s—
MCK16.41s——
本实验使用的PC是奔腾2.4MHZ处理器，512M内存，操作系统为Linux Redhat 9.0。我们分别针对3、4、5个保密家的情况进行了验证，并在同一台机器上分别用MCMAS和MCK进行了实验。由于MCMAS的建模过程非常复杂，因此没有在MCMAS上针对5个智能体的情况进行验证。而对于MCK，虽然为其建立了4个和5个保密家情况下的协议模型，但是运行过程中由于内存出错而使得程序无法正常运行，这可能是因为MCK内在的缺陷导致了异常发生。
由表1可以清晰地看到MCTK在执行时间上的显著优势。此外，相比于MCMAS，MCTK的建模过程更加容易（对于同一规模的问题，MCMAS的代码数量是MCTK的十倍左右)；相比于MCK，MCTK的扩展性要大大超越前者，在保密家就餐协议中MCK只能对3个保密家的情况进行验证，而MCTK可以扩展到4个、5个甚至更多个的情况。
4  结束语
本文通过使用时态知识逻辑的模型检测工具很好地实现了基于知识的安全协议的自动验证。从实现过程不难看出，使用模型检测时态知识逻辑的方法能自然地描述协议中的信息流，并且能对协议中的时
态知识规范进行正确地验证。同时，本文的工作为研究安全协议的匿名性提供了全新的思路，这也让我们看到了模型检测时态知识逻辑理论在安全协议领域的巨大应用潜力。然而，模型检测时态知识逻辑的理论和工具目前还不能有效地用于密码协议的验证，今后可进一步开展这方面的研究，进而将本文介绍的方法拓展到密码协议的验证中去。
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A/D的输出控制使能信号，并根据采集的数据信息产生控制A/D的自
动调零信号，这些自动调零信号经过D/A转换后控制DDC112。
3  总线接口设计
数据传输总线是连接前端模拟电路采集到的数据电路与FPGA 控制电路的途径，本设计高速数据传输总线选用通用串行总线USB，USB接口支持设备的可即插即用和热拔插功能。USB 2.0协议中，高速数据传输速率，理论最大传输速率可达480Mbps，这完全能满足高速数据采集和传输的要求（张锦鹏等，基于USB接口多位数据格式的高速传输系统：计算机与数字工程，2017）。4  结束语
基于FPGA的多路高速数据采集系统不仅可以对煤矿井下瓦斯浓度进行动态实时监测，还可以作为实时监测系统的数据采集前端，也可为其他应用领域的数据采集系统作参考。本文设计的系统可以同步
采集多路数据，极大地提高了系统的数据采集和传输速度。
作者简介：吴居娟（1983—），山东莒县人，2008年硕士毕业于安徽理工大学电力电子与电力传动专业，现任山东工业职业学院讲师，从事电子技术、控制方面的教学与研究。
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素，吸引大学生的注意力，提高学生的学习积极性和主动性。二是在“互联网+”环境下，将资源进行有效整合，充实和丰富课程资源，实现教学内容的拓展和教学质量的提升。三是教师能够及时掌握学生的最新动态，统计、分析和跟踪学生的学习状况，方便教师及时调整教学设计，进行教学反思，提高教学效果。
参考：陈娟，浅议线上线下混合式教学模式在思政理论课课堂教学中的有效运用：文教资料，2018(10)；庾佳，基于SPOC的线上线下混合教学模式研究：文理导航，2016(10)；李艳艳等，基于云课堂线上线下混合式教学模式的研究与实践——以高职《宠物外产科病》为例：中国教育信息化，2018；高莹，“互联网＋”环境下线上线下混合式教学模式的构建与应用分析——以艺术设计教学为例：陕西教育：高教版，2018（5）。
作者简介：任翠池（1981—），女，山东济宁人，硕士，济宁职业技术学院电子信息工程系讲师，研究方向：云计算、大数据。

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