應用型本科“Java程序設計”課程的教學改革

林葉郁 林亞明

應用型本科“Java程序設計”課程的教學改革

林葉郁 林亞明

Java程序設計是Java系列課程的基礎，其教學效果的好壞直接決定后續課程的教學質量。針對Java知識點眾多、學生編程能力和學習主動性偏薄弱等問題，以培養符合企業需求的應用型人才為目標，從合理設置教學內容、改進教學方式、改革考核方式等方面進行了探討，以期起到拋磚引玉的作用。

教學內容;教學方式;考核方式

隨著信息產業的快速發展，社會對計算機人才的需求日益增加。據IDC統計，在所有軟件開發類人才的需求中，對Java工程師的需求量最大。然而這并沒有讓計算機及軟件專業畢業生的就業壓力得到緩解，其根本原因是傳統教學模式的滯后導致了畢業生實際的動手實踐能力偏薄弱，與企業的實際需要存在差距。

Java程序設計作為Java系列課程的基礎課，其教學效果將直接決定后續課程的教學質量。如何能在有限的課堂上最大化地激發學生對Java編程的學習興趣，提高教學質量，從而為后續Java高級課程的教學打下良好的入門基礎，是Java教學工作者急需研究和解決的問題。作者根據近幾年的教學實踐，從合理設置教學內容、改進教學方式、改革考核方式等方面對Java程序設計課程的教學進行了探討。

一 課程教學內容與學時設置

Java程序設計課作為Java系列課程的基礎課，根據一般學校教學計劃，多在大三開設，作為C或C++語言之后的第二門編程語言。該課程的主要教學目標為:(1)實現學生從C語言面向過程編程思想向主流面向對象編程(OOP)思想的轉變;(2)讓學生掌握Java編程技能，為JEE或JME高層次軟件開發打下基礎。為達到這一目的，首先需要合理安排教學內容。筆者將Java程序設計課程知識點分為三大類:Java基礎、JSE平臺開發和Java拓展。表1給出三大類知識點及其所需課時安排建議。

表1 Java程序設計課程設置

目前不少教師采用教授C語言的形式來進行Java教學，大多精力花在Java語法學習中，不太合理。應當認清課程的目標是培養學生面向對象思想和實際編程能力，進而激發學習Java更深層次的應用的學習主動性。本課程課時安排應以Java基礎知識點授課課時為底線。如果該專業學生還有JSP互聯網軟件開發、JEE與中間件之類的后續課程，則至少要介紹Java基礎和JSE平臺開發知識點;如果學生是主修Java方向的，則最好課時安排能夠將Java基礎、JSE平臺開發和Java拓展的知識點介紹完。當然在課時安排上，還可以根據學生的學習能力情況做細部的微調。

大學的程序類課程是系列化的教學，學生在接觸Java之前大已經學過其他語言類課程，如C或C++語言。這些課程的基本風格、語法、程序邏輯是類似的，因此在Java教學中，對于這些基本的內容不必詳細講解，通過簡單的回顧即可，適合把大量的時間和資源用于更高級、更專業內容的學習上，這樣學生才能更快地提高自身素質，加強編程能力。

二 教學方式的改進

1.以項目作為教學案例。

傳統的Java程序設計課程教學中，多數教師一般嚴格按照教學大綱和教材組織教學，雖然能系統完整地講解各章節的知識點，但由于內容比較枯燥，且學生的學習只限于書本上的練習，沒有參與過完整的項目開發，不能把所學的知識貫穿在一起，不能建立起整體的編程思想，達不到軟件業對軟件人才的要求。因此，我們在教學過程中必須改變傳統的以“知識為本位”的教學目標，代之以能培養學生的主觀能動性和創造力為目標的教學方法。

基于項目的教學法是以建構主義理論的指導，以項目為支撐的一種新型教學方式，［1］目前已廣泛應用于計算機培訓機構的教學。作者在“Java程序設計”課程教學實踐中，結合教學內容和教學對象的實際情況，選取實用趣味、難易適當的開源項目進行教學，極大地提高了學生的學習積極性和主動性。例如，在介紹SWING圖形界面編程時，以俄羅斯方塊游戲作為項目案例。由于大部分學生都對該游戲熟悉，因此項目需求可以很快帶過，直接進入設計環節。按照軟件工程項目設計的流程，首先分析系統的用例場景，接著通過討論概要設計，自然引出swing繪圖API和鍵盤事件響應API的介紹。在深入細節之前，通過編寫一個捕獲用戶鍵盤輸入，并顯示在窗口標簽上的簡單例子，讓學生對鍵盤捕獲處理有一個感性認識，再通過編寫一個簡單的在窗口上畫彩色矩形圖形的例子，讓學生了解畫圖API的使用技巧。這樣復雜的任務分解為多個小的任務，每個任務關注一個知識點，學生循序漸進地掌握每個任務的編程知識和技巧。接口部分介紹完后，接下來通過實際的用例場景描述，讓學生思考在實現俄羅斯方塊游戲過程中需要用到的算法和數據結構設計。比如在介紹俄羅斯方塊游戲時，方塊的類型和外觀該如何用數據結構表達，可以考慮二維數組或者稀疏矩陣，每種數據結構在Java語言中該如何使用相關的API表示，結合算法，討論每種數據結構在算法實現過程中帶來的優缺點。這種討論實際上讓學生真正體會設計的過程，讓學生了解設計的過程而不是直接擺出代碼結果，這樣對學生的代碼設計和編寫能力有極大的提高。

值得注意的是，在實施項目教學時，項目的選取至關重要。須以教學內容為依據，可大可小，既要包含基本的教學知識點，又能調動學生解決問題的積極性。作為教師對知識點進行講解的實例，所選取的項目必須簡單和典型，便于學生對知識的遷移;另外，一個項目要有一定的難度，可促使學生學習和運用新的知識、技能，解決過去從未遇到過的實際問題。

2.控制學習難度階梯曲線，實現分層次教學。

在學生學習過程中存在的一個問題是學生能夠編寫各種小規模程序，但是碰到大項目的問題，就無從下手。作者認為，由于網絡上大項目的開發資料都是靜態的，沒有展現軟件開發的動態演進的過程，使得學生缺少較大型軟件項目開發的實踐體會。因此，要在教學過程中有效地控制學習難度階梯曲線，實現分層次教學。在Java程序設計課程后期，課外布置學生閱讀影院售票系統的訂票功能的用例規格表、UML類圖和代碼實現。由于訂票功能業務邏輯相對簡單，用例規格表和UML類圖都很直觀，學生可以容易地體會到需求演化為設計最后到代碼實現的一個過程，接下來再提供給學生影片信息管理功能的用例規格表和UML類圖，不提供代碼實現，要求學生根據這些文檔給其具體的代碼實現。由于前面有了訂票功能的演繹展現，學生就會較容易地實現影片信息管理的功能要求。最后再將影院售票系統的所有用例規格表提供給學生，讓他們根據自己的能力去實現功能，完成得越多，成績越高，在這個開發過程中，學生可以逐步掌握軟件項目的開發技巧。

3.任務驅動和小組協作學習相結合的實驗教學方式。

任務驅動教學法是一種能夠很好地應用于以實驗性、實踐性與操作性較強的教學內容的教學方法。協作學習不僅能提高學生學習的主動性和對學習的自我控制，也促進了學生間良好的人際合作關系，促進了學生心理品質的發展和社會技能的進步。把任務驅動和小組協作學習相結合作為實驗教學方式，不僅提高了學生的自主學習能力，更有利于創新能力和動手實踐能力的培養。［2］當然，在這種實驗教學方式中，要注意以下幾點。

(1)教學任務的設計。教師可以選擇一些具有真實問題情境的項目(根據教學情況和學生實際情況進行一定的修改簡縮)作為學生上機的大任務。同時，根據實驗進度安排，可以將一個大任務分解成幾個小任務，讓學生分階段進行。學生小組定期要上交任務報告。

(2)及時的輔導。在超出學生目前知識結構的地方，教師要加以實際指導，或給予解決思路和參考書目，輔助學生解決難題。

(3)要完善實驗教學評價機制。為了增強小組協作學習的意識，教師可以適當引進一些競爭激勵機制，完善評價機制，避免部分小組成員偷懶的情況發生。評價的形式可以是組內自評與組外互評相結合。組內自評中包括每個小組成員的個人評價，如對其在小組協作任務活動中的表現、所分配任務的完成情況、對小組的貢獻度等方面的評分，也包括整個小組的自評。小組評價的內容包括小組學習實施計劃、組員參與情況、小組實踐過程、實踐效果(Java小軟件形式)等方面。

三 考核方式的改革

對于Java程序設計課程而言，純粹筆試或單一的大作業考核都有其片面性。若只采取筆試的形式，只能考核學生對編程語言細節的熟悉程度，而對于程序設計的思路，開發工具的掌握以及開發過程的調試等重要方面卻很難考查到。而只用開放實驗或課程設計的方式進行考試有可能導致部分學生抄襲現成的代碼而不求甚解或分工不均等。因此，采用“筆試+大作業”的形式是一種較好的考試模式，既能考核學生的理論掌握水平，又能考核學生的實際編程能力。在本門課程的教學中，作者采用“筆試60%+大作業40%”的考試模式。

四 總結

作者在2008級計算機科學與技術專業的Java程序設計課程中實施了教學改革，并將之與未實施教改的2007級學生Java程序設計課程的教學效果進行了粗略的比較分析。采用課程教學改革后，學生在學習興趣、技術的掌握、軟件開發能力的提升方面都有明顯改善。在實施教改前，2007級學生中大概只有三分之一會在課堂上認真聽講，個別學生會做聽課筆記，上機任務很少會提前完成。而實行教改的2008級，課堂上超過半數的學生會認真聽講，達到三分之一的學生能提前完成上機任務。從學生的期末平均成績上看，也從2007級的71.5分提高到了2008級的83分。從軟件開發能力上看，2007級學生學完這門課程后主要能開發一些功能簡單的小規模程序，而在2008級的學生中，呈現出一批主動要求參加Java系列的大學生創新項目以及參與企業需求的項目的同學，為后續做出有實用價值的軟件產品奠基了堅實的基礎。

［1］蔣志勇，張文.項目教學法在《微機系統實現與維護》課程教學中的應用探索［J］.桂林航天工業高等專科學校學報，2007(3):95－97.

［2］劉文杰，吳婷婷，鄭玉.基于任務驅動的小組協作Java教學模式研究［J］.計算機教育，2010(20):55－61.

［3］鄭阿奇.Java實用教程(第2版)［M］.電子工業出版社，2009.

［4］趙呈領，賈永娜，等.基于任務驅動教學法的現代教育技術實驗課教學設計研究［J］.現代教育技術，2011(1):142－146.

［5］邵奇峰，車戰斌.Java課程教學方法探討［J］.計算機教育，2008(12):50－52.

On Teaching Reform of Java Programming Course

Lin Yeyu Lin Yaming

As the foundation of Java series courses，the teaching quality of“Java programming”would directly determine the quality of follow － up courses.Because of the great amounts of knowledge to learn for Java and the students＇weak programming skills and their learning motivation，a demand － driven teaching reform is needed ，which includes teaching content，teaching methods and assessment methods，etc.

teaching content;teaching methods;assessment methods

G642.0

A

1672－6758(2011)11－0028－3

林葉郁，碩士，講師，閩江學院，福建·福州。郵政編碼:350108

林亞明，碩士，講師，閩江學院，福建·福州。郵政編碼:350108

閩江學院教育教學改革研究立項(0914B);閩江學院青年育苗項目(YKY 07005)

Class No.:G642.0Document Mark:A

(責任編輯:蔡雪嵐)