Java教學中存在的問題及建議

馬凱　任東　黃志勇

摘要：Java類課程是計算機科學與技術專業的核心課程，幾乎所有的大專院校計算機專業都開設了該課程。在教學過程中存在教學內容更新不及時、學習目標及路徑混亂、學習效率較低等問題，本文針對上述問題提出了教學內容方面緊貼Java最新官方文檔、在教學環境方面選擇在機房上課等一些建議。實踐表明這些措施取得了較好的效果。

關鍵詞：官方文檔；實踐教學；學習效率

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）08-0204-02

Java語言是面向對象編程技術集大成者，其跨平臺特性及其他優點使其成為目前IT業界應用最廣泛的語言，從服務端到桌面端及移動平臺，尤其是安卓平臺上得到了普遍的支持，很多高校計算機專業圍繞Java語言都設置了課程群。但在教學過程中也存在教學內容更新趕不上Java技術的節奏、學習目標及路徑混亂、學生學習效率較低等比較突出的問題。

一、教學內容組織及更新

Java技術不斷更新，新標準與新技術不斷涌現，教學內容也需要不斷更新以跟上技術的發展。但是目前教學內容的問題主要體現在教材內容更新慢，往往滯后于Java技術標準的發展。目前Java課程的內容基本上是以Java 6版本為主，而Java 6到后期的各個版本中的更新內容較多，更新的部分往往又是比較重要的部分。新版本不斷推出，其中一個重要主題就是通過新增一些特性來簡化開發，如Java 5版中新增了泛型、for-each循環、自動裝包/拆包、枚舉、可變參數、靜態導入等新特性；Java 6中新增了Desktop類和SystemTray類、StAX、Compiler API、輕量級Http Server API、插入式注解處理API、對腳本語言的支持（如：Ruby，Groovy，JavaScript，Common Annotations等）；Java 7中新增了Modularization模塊化、對動態語言的支持、更多新的I/O APIs、對XML本地語言支持、Safe rethrow、Null dereference expressions、更好的類型推斷、多重捕獲Multi-catch、Swing應用框架等新特性，使用這些特性有助于我們編寫更加清晰、安全的代碼。當前最新的Java 8包含兩個主要的新特性：一個是新增的Lambda表達式，該技術可以使多核處理器環境下的編程更高效，提高開發人員的效率，更好地利用多核處理器；另外一個是新加入了Jigsaw，該技術可以使大塊的代碼更易于管理，同時可以促進大型運算的代碼重用。此外，Java 8還升級了Java核心庫以增強對并行運算的支持，同時還支持傳感器，增加了代碼的部署選項。Java官方表示，在后續推出的Java 9和Java 10中將加入大數據、多語言的互操作性、云計算和移動，預期分別于2015年和2017年發布[1]。

二、學習目標及路徑

Java課程不是孤立的一門語言課，在教學過程中必須要向學生指明今后的學習方向，還以上述網上選課系統為例，教師要向學生指明開發這樣一套系統都需要掌握哪些知識，像html、JavaScript、Servlet、JSP、Struts、多層架構理論、JSTL、XML、Hibernate、Spring等。面對如此龐雜的技術體系，難免會走彎路，很多人往往感到無從下手，教師可以向學生推薦經典的參考書籍和學習資料，指出明確的學習路線圖。根據官方的指南Java學習路徑包括初始階段（New To Java）、鞏固基礎階段（Building On Foundation）、進階階段（Developing Client or Server applications）三個遞進的組成部分：①在初始階段的主要任務是了解和掌握Java語言的特點及開發環境的搭建，對面向對象編程中有關類和對象、繼承和泛型、打包和各種數據類型知識要有深刻的認識，同時還要了解Java的異常處理機制、基本輸入輸出、多線程技術、正則表達式等各種知識點。②在基礎階段主要的知識內容為集合框架、國際化、Java平臺的安全機制、擴展機制、泛型編程技術。③在進階階段分為兩個學習方向，如果對桌面端程序開發或富客戶端程序開發比較有興趣，可以優先選擇Swing、2D Graphics Full-screen Exclusive Mode API等技術進行學習；如果更側重于中間件及服務端軟件開發或web應用程序開發，可以選擇JDBC、JMX、JNDI、JAXP、RMI、Concurrency等技術專題深入學習。在教學過程中必須讓學生對Java的整個技術體系有所了解，明確所學的知識點在系統開發中的作用和地位。同時最好舉一些實際的案例，比如，現在很多高校教務部門都開通了網上選課系統，學生都使用過，可以基于此系統對學生進行啟發，提出以下問題來啟發學生：這樣一套系統是怎樣開發的？都涉及哪些知識？我們還要掌握哪些知識才能夠開發這樣的系統？Java在其中處于什么樣的地位？我們的學習內容在其中發揮了什么樣的作用？如果系統是基于MVC模式開發的則可以向學生進一步介紹Java在控制層、模型層以及視圖層是怎樣起作用的，通過學生比較熟悉的實例分析，學生就能夠對Java的作用有一個感性的認識。

三、學習效率的提升

1.充分利用各類建模及開發工具軟件。一種程序設計語言輔以強大、高效的開發工具才會取得成功[2]。作為一門面向對象的課程，可用的教學工具軟件很多，在教學過程中要引導學生善于利用已有的IDE以及其他的建模工具，這樣可以加強學習效果，提示學習效率。基于Java的工具軟件有很多，在教學工具的選取方面有幾個參考意見：①要選擇在業界應用比較廣泛的IDE，其功能和性能往往是經過長期的檢驗，另外也方便學生走向工作崗位以后能夠順利開展工作；②在同等條件下，要選擇開源的開發工具，開源的開發工具大多支持使用者自主開發插件，以擴充工具的功能，有一定的拓展空間，又沒有軟件許可的限制；③開發工具的選用要根據課程的進展分階段選擇，比如剛開始的時候要求學生對配置開發環境有比較清晰的認識，可以選用比較簡單的如JCreator，學生需要動手做一些基礎的配置工作，如需要用到的jar包導入、jre路徑和class path設置等，在后期可以選用功能較強、配置自動化程度較高、編譯環境較好的工具，如NetBeans、Eclipse；④教學工具不能只局限于IDE，軟件設計時常用的建模工具也要向學生引薦，如Rational Rose等工具。在課堂上舉例時，通過建立類圖和對象圖可以清晰地描述對象間的關系，有助于學生加深面向對象的理解。在涉及到數據庫編程時，可以使用Power Designer等建模工具，工具的使用可以使學生對開發的規范有更清晰地認識，在學習過程中好用的工具可以使開發工作事半功倍，在好用的開發工具的幫助下，學生會增強對Java課程學習的興趣與信心。endprint

2.以培養動手能力為核心的教學方法。Java課程有比較強的實踐性，有人提出采用“項目導向”[3]以及“任務驅動”[4]的教學方法，其核心都是要提高學生的動手能力。目前大多院校采用課堂講課，以理論知識講述為主，輔以少量的練習，上機時間安排較少，在有限的上機時間內學生只能驗證課本上的例題，加深一下對知識點的了解，但是形不成完整的知識體系，動手能力嚴重不足，經過實際考察發現在課程結束后，學生能夠獨立完成教材例題外新任務的人少之又少。造成這個問題的原因有以下幾個：①首先學生對面向對象的概念理解的不夠深刻，面向過程的思維在解決問題的時候占據主導地位；②學生上機實踐時間太少，書寫代碼量遠遠不夠；③由于Java課程內容較多，教學內容重介紹，學生往往覺得聽懂了，但是面對實際問題時還是覺得無從下手。以下這些方法可以改善上述問題：①教師在課堂授課時多動手寫代碼，堅持邊寫代碼邊講，不要講到一個概念的時候，把寫好的代碼直接調出來，要向學生演示程序模塊從無到有、從小到大的編寫過程；②把分析問題時所采用的面向對象的思路描述清楚，然后再著手實現，這樣學生不但能夠“知其然”還能“知其所以然”；③教師在課堂編寫代碼的過程中遇到程序拋出異常和運行錯誤時，要針對具體問題當堂調試，整個調試和修改的過程也是學生最希望看到的；④在課時的設置方面要多給學生分配上機時間，有條件的可以在機房上課，學生可以邊學邊做。本課程最核心的目的是學生通過課程的學習，能夠掌握面向對象方法，練就面向對象分析問題和解決問題的動手能力，教師在教學的過程中要著重培養學生這方面的能力。

針對Java教材內容滯后于Java技術標準更新的問題，要求教師要實時關注跟蹤新標準，及時的吐故納新，向學生傳授最新的知識。很多學生往往存在不清楚學習Java之后能夠做什么的困惑，教師要及時全面的把Java技術體系介紹給學生，指明學生的后續學習方向，充分利用各類建模與開發工具，讓學生少走彎路，激發學生的學習熱情和把課程學好的信心。在整個教學過程中要以提高學生動手能力為核心，教師課堂上多動手，學生實驗室多動手。

參考文獻：

[1]http：//www.iteye.com/news/24631/[DB/OL]

[2]周賢善.Java課程教學的探析[J].教育與教學研究，2009，（2）.

[3]孫陽.淺析項目教學法在Java編程教學中的應用[J].硅谷，2009，（7）.

[4]呂麗華.談Java課程教學中任務驅動法的應用[J].河北廣播電視大學學報，2009，（4）.endprint