Java教學實踐與編程思維培養(yǎng)

葉恒舟 牛秦洲

摘要:Java教學實踐既是知識的傳授與學習過程,也是編程思維的培養(yǎng)過程。本文結合教學實踐經(jīng)驗,從激發(fā)興趣、啟發(fā)式教學、習慣培養(yǎng)、強化動手能力等幾個方面探討了在Java教學實踐中培養(yǎng)學生編程思維,提升動手能力的方式方法。

關鍵詞:Java;編程思維;教學實踐

中圖分類號:G642文獻標識碼:A

1引言

俄國的達維多夫說過:“要解決現(xiàn)代學校教育的根本任務,歸根結底要通過教學目標、教學內(nèi)容和教學方式的設計而改變思維類型。”可見現(xiàn)代教育的目標決非停留在僅僅掌握基礎知識和基本操作技能上,而應著眼于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,發(fā)展學生的思維品質(zhì),提升學生的創(chuàng)新意識。程序設計具有抽象性、系統(tǒng)性和邏輯性,編程思維是學習程序設計的重要基礎,也是“軟件藍領”的必備能力,在程序設計的教學實踐過程中尤為重要。

Java語言具有面向?qū)ο?與平臺無關,安全、穩(wěn)定和多線程等優(yōu)點,實踐性強、知識面廣,是目前軟件設計中最具生命力的計算機編程語言之一。學好Java語言,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì),能有效促進學生的知識、能力和人格的全面發(fā)展,提升學生的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力。

2Java實踐教學探索

近幾年來,我們在Java編程初步教學實踐中為全面提高、培養(yǎng)學生的編程思維能力,實現(xiàn)素質(zhì)教育目標,進行了一些有益探索與試驗,取得了良好的效果。

2.1激發(fā)學生的興趣,調(diào)動學生學習的積極性

夸美紐斯說過:“興趣是最好的老師,是學好一切的前提”;愛因斯坦也認為“興趣是最好的老師”。教師是教學主體,可通過創(chuàng)設一定的學習環(huán)境展現(xiàn)課程的趣味性和社會實踐意義,以喚起學生的學習欲望,激發(fā)學生的創(chuàng)造潛能,達到事半功倍的效果。我們在實踐教學過程中,除了強調(diào)該課程知識對于后續(xù)課程學習以及就業(yè)、創(chuàng)業(yè)的重要意義之外,還結合具體課程知識,有針對性地設計實現(xiàn)一些有意義、有趣味的小程序。比如在學習完三種程序結構之后,實現(xiàn)了一個簡單的自動考試系統(tǒng),可以隨機生成一些四則運算題,讓學生作答,之后可以自動評分。通過這個小程序,學生會對Java語言的社會實踐意義有更具體的認識,吸引他們的注意力,激發(fā)學習興趣。再如,以夫妻雙方對家庭收入的不同管理方式為例,介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O計與結構化程序設計的區(qū)別,顯得直觀而有趣味,很能吸引學生的眼球。

2.2巧設疑問,營造創(chuàng)新氛圍

亞里士多德說:“思維自驚奇和疑問開始”。問題是開啟思維和發(fā)表思維的源泉;創(chuàng)新意識是一種發(fā)現(xiàn)問題、積極探求的心理取向。在程序設計的任務驅(qū)動式和討論式教學中,由于問題具有可操作性與多解性,為學生的主動參與創(chuàng)造條件,有利于轉“師生關系”為“朋友關系”,發(fā)揮學生的學習主體作用。在程序設計教學實踐過程中,大多都會引入程序?qū)嵗?并通過實例的講解加深相關知識點的理解與運用,這是很好的。但如果只是展示相關代碼,再逐條解釋,會顯得枯燥無味,學生也往往只是把握了一些知識點,而不能提升思維能力,達不到靈活運用的目的。在教學實踐中,我們往往會有針對性地引入教材中沒有的程序,帶著疑問來講解、實現(xiàn)這些例子。一般是先給出程序要達到的目的,與學生一起進行功能探討與分析,劃分成幾個子問題,然后逐個實現(xiàn);實現(xiàn)中也主要進行思路上的引導,比如需要用到什么程序結構、需要使用哪些關鍵變量等,并適時、適量提出一些典型問題,讓學生親臨其境,真正活學活用。

對于教師提出的問題,學生的想法有時并不正確,卻具有一定的代表性。這時,我們會尊重學生的想法,并按照學生的想法繼續(xù)推演,直到發(fā)現(xiàn)問題,然后再進行分析歸納,指出問題所在。在這種交互的過程中,學生不僅學會了知識,鍛煉了思維,師生關系也更為融洽。

2.3言傳身教,養(yǎng)成良好編程習慣

未來對軟件質(zhì)量的要求高于對性能和功能的要求,特別是一些涉及人身財產(chǎn)安全方面的軟件。然而時至今日,軟件質(zhì)量問題依然不容樂觀,由軟件質(zhì)量問題導致的人身財產(chǎn)損失數(shù)不勝數(shù)。良好的編程習慣可以大大提高軟件開發(fā)的速度與質(zhì)量,減少人為錯誤。

編程習慣是指編程者在程序設計過程中共同遵守的一些規(guī)則或者約定,目前并沒有一個完整的定義,但很多業(yè)內(nèi)人士總結了一些優(yōu)良的Java編程風格,如命名、縮進格式、注釋、空格使用等。盡管這些風格并不難理解,但初學者所接觸的軟件比較簡單,往往體會不出這些編程風格的好處,反而覺得是一種束縛,并不重視。在教學實踐中,我們采取了多種方式強化良好編程習慣。一是適當列舉一些軟件質(zhì)量軼事,強調(diào)編程風格、軟件質(zhì)量的重要性;二是身體力行,在教學過程中嚴格遵守一些好的編程習慣,如果確實因為板書或時間的原因不能遵守,則專門作出說明,指出這些地方做得不好;三是通過實例分析比較,強調(diào)良好的編程習慣的優(yōu)勢;四是在實踐教學環(huán)境中及時發(fā)現(xiàn)并糾正學生的不良編程習慣。

2.4加強實踐教學,提升動手能力

實踐教學的貫徹落實,是關系到專業(yè)和課程設置的目標能否實現(xiàn)的重要一環(huán)。我們在Java程序設計實踐教學中采取以下措施:

(1) 選擇合適的開發(fā)平臺

Java有最基礎的開發(fā)平臺,即J2SDK,簡稱JDK。另外還有許多集成開發(fā)環(huán)境( IDE),例如JBuilder、NetBeans,也可以直接使用DOS環(huán)境。前者隱藏了很多Java處理機制,不利于初學者對Java語言本身的理解;后者需要學生熟悉DOS控制臺,開發(fā)環(huán)境的設置會給學生帶來一些困惑。經(jīng)過比較,我們選擇使用免費的、較為簡單的BlueJ作為開發(fā)工具。BlueJ提供了語法敏感的編輯環(huán)境,不需要配置環(huán)境,并帶有很強的軟件測試與調(diào)試功能,它并不提供可視化控件,所有代碼仍需要手工編寫,是前兩者很好的折中方法,很適合Java初學者。

(2) 由淺入深,設定實踐任務

采用“三段過程”實驗教學方法,即模仿過程實驗、完善過程實驗、綜合過程實驗這三種類型實驗形式,由淺入深分級設定實踐任務,并制定基本目標與擴展目標,以適應不同層次的學生。受實踐指導時間的限制,擴展目標可以留給學生自己實踐,教師及時把握相關反饋信息,加強師生互動。在實踐過程中,我們認為不宜給出源代碼;主動發(fā)現(xiàn)并指導學生實踐中出現(xiàn)的過程;對共性問題,要分析產(chǎn)生的原因,知其所以然,而不是簡單給出正確方法。

(3) 課程設計過程的規(guī)范化訓練

課程設計是培養(yǎng)學生綜合利用所學知識、分析和解決實際問題,鍛煉創(chuàng)造能力的重要實踐環(huán)節(jié)。為此,我們精心設計、下發(fā)了課程設計任務書和課程設計指導書,提出了課程設計目的與任務、內(nèi)容與要求、時間與學時分配、撰寫課程設計報告及要求和格式、考核及成績評定。

2.5積極引導,培養(yǎng)學生的自學能力

常言道:“授之以魚,不如授之以漁”。Java語言涉及知識面廣泛,而教學課時有限,引導、培養(yǎng)學生的自學能力是Java程序設計教學的重要內(nèi)容。在教學實踐過程中,除了強調(diào)自學能力的重要性之外,還采取了如下措施:

(1) 引導學生學習使用Java API文檔

毫無疑問,Java API文檔是最為重要的參考資料,是提升學生自學能力的重要手段,但很多教材中并不重視,也往往被廣大教師與學生忽視。教學實踐中,我們在介紹類String、ArrayList、GUI編程時介紹Java API文檔的使用方法,示范其功效,強調(diào)其作用,引導、鼓勵學生使用它。

(2) 引導學生學習使用調(diào)試工具,掌握一些調(diào)試方法

在授課過程中,教師所舉的程序只需要正確編譯就可以正確執(zhí)行,從而對學生產(chǎn)生了一些誤導,忽略了調(diào)試工作,甚至根本不知道調(diào)試方法。在教學實踐中,我們采用RAD設計方法,由簡單到復雜,通過逐步調(diào)試、測試、改進,達到最終效果。在此過程中,既介紹了處理問題的方法,又強化了思維過程,也教授了一些調(diào)試、測試方法。

(3) 引導學生利用網(wǎng)絡平臺

網(wǎng)絡已經(jīng)走進了千家萬戶,學生機房、宿舍也大多開通了網(wǎng)絡,而Java作為一種開源語言,擁有無數(shù)的網(wǎng)絡資源,引導學生充分利用網(wǎng)絡平臺獲取資源,也是提升他們自學能力的重要手段。

3結束語

程序設計的整個過程始終貫穿著思維的過程。思維指導著程序的設計,反過來,設計的程序能否解決實際的問題,又檢驗著思維的正確性。將優(yōu)秀的教育教學理念與實踐相結合,運用于Java教學實踐之中,能夠極大地激發(fā)和培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力,促進他們的知識、能力與人格的全面發(fā)展,提升他們的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力。

參考文獻:

[1] 盧錫紅. 啟發(fā)式教學模式與化學思維能力的培養(yǎng)[J]. 文教資料,2005(17).

[2] 印旻. Java語言與面向?qū)ο蟪绦蛟O計[M]. 北京:清華大學出版社,2002.

Java Teaching Practice and Program Thinking Cultivation

YE Heng-zhou, NIU Qin-zhou

(Guilin University of Technology, Guilin 541004, China)

Abstract: Java teaching practice is both the process of knowledge teaching and learning and the process of program thinking culturing. This thesis combined with the experience of teaching practice, through stimulating interests, using heuristic teaching, training habits and strengthening the practice capacity, discusses some methods to culture students program thinking and enhance their practice ability in Java teaching practice.

Key words: Java; program thinking; teaching practice