基于游戲開發(fā)的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革研究

羅恩韜

摘要：針對(duì)高校Java程序設(shè)計(jì)課程的開設(shè)和實(shí)際開發(fā)聯(lián)系不緊密的矛盾，提出在理論教學(xué)過(guò)程中穿插講解游戲項(xiàng)目，同時(shí)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)情境3個(gè)方面總結(jié)對(duì)這門課程的教學(xué)改革過(guò)程，探討在課程教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的理論結(jié)合應(yīng)用能力、程序分析能力、項(xiàng)目工程開發(fā)能力。

關(guān)鍵詞：Java程序設(shè)計(jì)；教學(xué)內(nèi)容改革；教學(xué)過(guò)程改革；教學(xué)情境改革

0、引言

Java程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的必修課程之一。目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用編程能力的矛盾尤為突出。因此如何解決這一矛盾是目前國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教師研究的重點(diǎn)。文獻(xiàn)[1]提出了Java系列課程的教學(xué)改革，且在課程建設(shè)上有較多的改革，但是在改革過(guò)程中沒(méi)有引進(jìn)具體的項(xiàng)目開發(fā)。文獻(xiàn)[2]在Java課程的教學(xué)過(guò)程中引進(jìn)了項(xiàng)目教學(xué)法，是一個(gè)比較新的突破，但是并沒(méi)有與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)同步開發(fā)。文獻(xiàn)[3]提出了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)改革方法，但是缺少具體的實(shí)施過(guò)程。文獻(xiàn)[4]主要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了較大的改革，但是依舊偏向理論教學(xué)。因此本文結(jié)合以上文獻(xiàn)的研究經(jīng)驗(yàn)，提出結(jié)合游戲開發(fā)的Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革，解決學(xué)生以往面向?qū)ο笏枷虢⒗щy、理論聯(lián)系實(shí)際開發(fā)能力差的矛盾，同時(shí)在開發(fā)過(guò)程中增強(qiáng)學(xué)生的提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

1、研究重點(diǎn)

面向?qū)ο缶幊讨饕且环N很強(qiáng)的實(shí)踐性技能，不是單純地依靠課堂講授就可以讓學(xué)生掌握，而單一的、無(wú)項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課程也僅僅只能讓學(xué)生掌握相關(guān)的語(yǔ)法，并不能了解整個(gè)面向?qū)ο笏枷氲拈_發(fā)技巧，因此一旦學(xué)生面對(duì)真正意義的應(yīng)用時(shí)，就很難將實(shí)際的開發(fā)模塊或者軟件進(jìn)行邏輯抽象，按照類、方法、對(duì)象、構(gòu)造函數(shù)、初始化、訪問(wèn)權(quán)限等屬性進(jìn)行邏輯拆分。同時(shí)在面對(duì)具體業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，學(xué)生的開發(fā)思路就會(huì)陷入困惑，不知道從哪里人手，而如果按照以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這些技能的掌握是比較難以解決的。那么如何才能使學(xué)生掌握這樣的開發(fā)能力和編程技巧呢？這是本課程教學(xué)改革的研究重點(diǎn)。

在Java程序設(shè)計(jì)課程開設(shè)之前，學(xué)生一般都學(xué)習(xí)過(guò)C/C++課程，而在C/C++程序語(yǔ)言已經(jīng)系統(tǒng)地講授過(guò)類、重載、多態(tài)、異常等內(nèi)容。因此如果單純地按照教材的編寫章節(jié)進(jìn)行課堂授課，就不會(huì)有較好的學(xué)習(xí)效果。目前國(guó)內(nèi)很多高校實(shí)踐課時(shí)雖然在24學(xué)時(shí)以上，但是依然沒(méi)有用一個(gè)完整的項(xiàng)目將理論知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，忽略了學(xué)生實(shí)際技能的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)與技能實(shí)踐的脫節(jié)。因此本文結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和本課程的特點(diǎn)，提出了理論和實(shí)踐并行的教學(xué)方式，利用在實(shí)際項(xiàng)目中穿插并行講授面向?qū)ο蟮闹R(shí)，從而取得較好的學(xué)習(xí)效果。

2、Tava教學(xué)內(nèi)容改革

根據(jù)上述問(wèn)題，湖南科技學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程系正在對(duì)Java程序設(shè)計(jì)這門課程進(jìn)行教學(xué)改革。改革后的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)總課時(shí)為56課時(shí)，但是和以往分為課堂講授和實(shí)踐上機(jī)不同的是，我們所有課程的開設(shè)均在機(jī)房進(jìn)行，教學(xué)老師全程進(jìn)行Java編程平臺(tái)Eclipse的編程教學(xué)，而對(duì)于理論教學(xué)內(nèi)容，主要側(cè)重以下章節(jié)的講授：Java的單繼承和接口、消息監(jiān)聽、容器、線程、多態(tài)、10流、網(wǎng)絡(luò)編程、圖形用戶界面等部分，相對(duì)弱化了Java的變量、常量、重載、重寫、構(gòu)造函數(shù)等章節(jié)的理論教學(xué)（這部分的理論教學(xué)會(huì)在實(shí)踐開發(fā)項(xiàng)目中進(jìn)行強(qiáng)化）。而實(shí)踐教學(xué)則通過(guò)一個(gè)游戲開發(fā)的項(xiàng)目穿插應(yīng)用了上述理論知識(shí)，同時(shí)對(duì)沒(méi)有重點(diǎn)講授的理論知識(shí)進(jìn)行了補(bǔ)足。最重要的是整個(gè)游戲項(xiàng)目貫穿了面向?qū)ο蟮木幊趟枷搿?/p>

3、教學(xué)過(guò)程改革

教學(xué)過(guò)程的改革主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）首先從類的教學(xué)開始深入，因?yàn)镴ava程序設(shè)計(jì)課程開設(shè)的時(shí)候，學(xué)生們一般都是先修了c或c++語(yǔ)言，因此對(duì)基本的語(yǔ)法和面向?qū)ο蟾拍钣辛艘欢ǖ恼J(rèn)識(shí)。在類的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們會(huì)結(jié)合GUI圖形用戶界面編程這一章的內(nèi)容進(jìn)行窗口的設(shè)計(jì)，同時(shí)直接使用Eclipse開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，使學(xué)生迅速進(jìn)入可視化開發(fā)環(huán)境中。

（2）經(jīng)過(guò)初步的GUI圖形用戶界面的學(xué)習(xí)和開發(fā)，在實(shí)際代碼的編寫過(guò)程中，讓學(xué)生迅速掌握類的設(shè)計(jì)、成員的定義、構(gòu)造函數(shù)的生成、成員的訪問(wèn)屬性、Get和Set方法的設(shè)計(jì)，同時(shí)在進(jìn)行創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，舉例講授ToString（）方法和Equals（ ）方法的使用，在類的設(shè)計(jì)里就會(huì)用到成員變量、局部變量、堆、棧等基礎(chǔ)知識(shí)。這樣會(huì)讓學(xué)生系統(tǒng)地了解Java程序設(shè)計(jì)這門課的基礎(chǔ)知識(shí)。

（3）熟悉Eclipse開發(fā)平臺(tái)的使用。在C/C++語(yǔ)言中，我們通常使用VC開發(fā)平臺(tái)，但是在以往的實(shí)踐課程中，每次課的學(xué)習(xí)進(jìn)行編程練習(xí)的代碼不超過(guò)100行，并且前后實(shí)驗(yàn)課之間沒(méi)有必然的聯(lián)系，因此學(xué)生在實(shí)踐操作中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握相對(duì)孤立，不能融會(huì)貫通。因此在本次教學(xué)改革中，我們?cè)O(shè)計(jì)的前后實(shí)驗(yàn)課之間的代碼是累進(jìn)的，在邏輯上是緊密結(jié)合的。隨著代碼開發(fā)的深入，學(xué)生會(huì)對(duì)開發(fā)平臺(tái)的各種功能了解的更準(zhǔn)確更詳細(xì)，包括包、類的創(chuàng)建、異常的調(diào)試、Tomcat服務(wù)器的配置、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的綁定、多視圖的協(xié)同工作等。在這一部分的鍛煉中，學(xué)生會(huì)從以前單純的書本了解的面向?qū)ο蟮闹R(shí)過(guò)渡到實(shí)際的面向?qū)ο缶幊毯兔嫦驅(qū)ο笏枷氲慕ⅲ@一步非常關(guān)鍵。

（4）每次實(shí)踐開課的時(shí)候，要做到目的明確，重點(diǎn)突出，同理論知識(shí)緊密聯(lián)系。這樣不僅可以讓學(xué)生集中精力參與到實(shí)踐過(guò)程中來(lái)，也可以保證學(xué)生在課堂上擁有活躍的思維。同時(shí)與學(xué)生一同開發(fā)分析，便于學(xué)生掌握解決問(wèn)題的思路，掌握分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。而在今后遇到更加復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生也可以舉一反三。

（5）課后實(shí)踐拓展。課后我們以小組的方式由學(xué)生根據(jù)當(dāng)天課程內(nèi)容自行選擇某模塊進(jìn)行擴(kuò)展。每一個(gè)模塊的代碼量通常在500行左右，通過(guò)這樣的方式，學(xué)生鞏固了上課的內(nèi)容。因?yàn)樗麄円O(shè)計(jì)一個(gè)新的模塊，就必須要考慮到和已經(jīng)開發(fā)成功代碼之間的銜接和調(diào)用關(guān)系。學(xué)生之間的合作也增加了他們的溝通和合作能力，這樣的鍛煉對(duì)于以后進(jìn)入公司進(jìn)行項(xiàng)目的合作開發(fā)有很大的價(jià)值。endprint

4、教學(xué)情景改革

為配合以上教學(xué)過(guò)程的改革，我們?cè)诮虒W(xué)情景上也做了相應(yīng)的調(diào)整。在這里我們主要引入游戲項(xiàng)目來(lái)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)情景的改革通過(guò)游戲項(xiàng)目的迭代開發(fā)，累計(jì)代碼量在3000行左右，拓展代碼在5000行左右，在編程規(guī)范、注釋方面進(jìn)行了嚴(yán)格的要求，為培養(yǎng)學(xué)生良好的編程習(xí)慣打下了基礎(chǔ)。在項(xiàng)目中結(jié)合幾種常見的有效教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，做到教學(xué)相長(zhǎng)。

1）項(xiàng)目演示法。

在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候，教師會(huì)將完整的項(xiàng)目開發(fā)的最終版本在課堂上演示，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生，只要每次上課同教師進(jìn)行同步開發(fā)，就一定可以完成該游戲的編程。

2）同步開發(fā)法。

在Java編程語(yǔ)言教學(xué)以往的實(shí)踐課程中，主要由教師進(jìn)行講授，然后安排實(shí)驗(yàn)任務(wù)。由學(xué)生自己完成，這樣雖然一定程度上鼓勵(lì)了學(xué)生利用自己的主觀能動(dòng)性進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是也存在部分學(xué)生因?yàn)椴荒芡瓿啥a(chǎn)生畏難和放棄的思想。因此，本課程改革為利用教師和學(xué)生同步開發(fā)的方法，教師在教師機(jī)上編程，學(xué)生在學(xué)生機(jī)上同步開發(fā)。這樣教師可以監(jiān)控每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生也可以跟上教師的教學(xué)思路和編程思想，從而在課程結(jié)束的時(shí)候，每個(gè)學(xué)生都可以開發(fā)出這個(gè)游戲，也就自然而然地掌握了編程規(guī)范和開發(fā)技巧。

案例的部分代碼如下：

import Java，awt，Color；

import Java.awt.Graphics；

public class Bomb{

imx；inty；Test tc；

int step=O：

boolean b_live=true；

//引入炸彈的生命

int radius[]=

{20，4，8，16，32，64，127，31，12，5，1}；

//定義炸彈的半徑

publicBomb（imx，int y，Testtc）{

this.x=x；this.y=y；this.tc=tc；

/*

*此處放一個(gè)鉤子的用處

*是為了在子彈類里面便于

*將新增加的炸彈加到Test類

*里面的danyaoku的容器之中

*/

}

public void bdraw（Graphics g）{

if（b_live=false）{

return；

}

if（step=radius.1ength）{

step=O；

b_live=false；

}

Color c=g.getColor（ ）；

g.setColor（Color.RED）；

g.fillOval（x，y，radius[step]，radius[step]）；

g.setColor（c）；

step++；

}

}

3）階段拓展法。

每進(jìn)行一個(gè)階段的開發(fā)，教師就會(huì)給出一個(gè)同步項(xiàng)目，在功能模塊上有所改動(dòng)，由學(xué)生自行根據(jù)前期的開發(fā)過(guò)程進(jìn)行模擬開發(fā)，這樣不僅拓展學(xué)生的思路，也鞏固了學(xué)生的學(xué)期成果。

4）漏洞分析法。

最后，在教學(xué)中講解一些常見的代碼漏洞，主要是解決非語(yǔ)法錯(cuò)誤所造成的邏輯問(wèn)題，通過(guò)這種方式把解決問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程呈現(xiàn)給學(xué)生，最終達(dá)到讓學(xué)生掌握如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法和了解最核心系統(tǒng)的整體架構(gòu)。

5、結(jié)語(yǔ)

筆者結(jié)合近幾年Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過(guò)程中主要讓教師通過(guò)引進(jìn)開發(fā)項(xiàng)目的教學(xué)手段增加學(xué)生的直觀感受和學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)教學(xué)改革后，學(xué)生的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想增強(qiáng)，在程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到了大幅度的提高。endprint