基于目標導向的Java程序設計課程的教學研究

邸未冬，賀國平

（忻州師范學院 計算機系，山西 忻州 034000）

基于目標導向的Java程序設計課程的教學研究

邸未冬，賀國平

（忻州師范學院 計算機系，山西 忻州 034000）

Java程序設計是計算機學科的重要課程，Java技術廣泛應用于Web項目開發和移動應用開發等領域.結合當今社會的實際需求，針對傳統教學中存在實踐不足的弊端，提出了一種從教學目標出發并以目標為核心的教學設計模式.通過教學實踐，總結出了一套以知識教學目標和實踐能力教學目標為導向，以優化教學效果為目的的教學方案.教學改革的效果在實踐應用中得到了充分的體現.

Java；目標導向；實踐教學；教學目標

目標導向的教學設計，是一種從教學目標出發并以目標為核心的教學設計模式.教學設計的特點是以學生為主體，以學生的學習效果為目標，按照學生學習的心理認知過程進行的教學設計[1].分為2個步驟：一是設計精確的課堂教學目標；二是基于教學目標進行課堂教學設計，包括教學內容設計、教學手段設計、教學評價設計和教學過程設計.

1 課程地位及教學實施中的問題分析

Java程序設計課程是計算機技術專業學生的重要專業課程，Java語言程序設計在程序語言教學群中起著承前啟后的作用，它既是對程序設計基礎、面向對象程序設計知識與能力的強化，也是Web開發及移動應用開發的重要基礎知識.學習的效果不僅關系到后續課程的學習和畢業設計的效果，而且直接關系到學生程序設計水平的提高和專業素質的培養.

基于對該課程在課程群中的地位分析，確立該課程的教學是以學生為中心，以學生能力培養為目的的教學.學生培養目標包括：強化學生程序設計基礎能力；提升學生對于面向對象程序設計知識的認知；通過Java語言核心知識的學習，培養學生對復雜問題的分析與解決能力；逐步培養學生工程設計與實現的思維.

Java課程安排在大二第1學期，通過對近幾年Java教學的總結，發現在教學的過程中主要困難有3個：

（1）面向對象概念抽象.面向對象的思想來源于工程實踐，是大量工程實踐經驗的總結，對于完全沒有工程實踐經驗的學生而言，理解相關的概念難度很大.

（2）課程內容涵蓋面廣.從語言基礎（第2章）、面向對象程序設計（第4章）到Java核心知識（第8章），每一章節的知識量都很大，而且大多章節的內容深度也較高，對學生的學習是一個巨大的挑戰.

（3）工程應用密切，實現代碼量大.Java技術廣泛應用于各種系統工程，Java本身具有很強的技術功能，而課程的學習也需要對這些功能進行盡量的掌握.與基礎教學相比，工程實現的復雜度大、代碼量大，學生難于接受.

2 目標導向教學過程設計

目標導向有助于實現教學過程的優化.教學設計是一個問題解決的過程，以往的教學主要是講授語法，學生未真正領會程序設計的思想和軟件設計的規律[2].從Java課程要實現的教學目標為出發點，結合以往教學實施中存在的問題，從教學目標的設計到教學過程的推進，再到教學環節的把握，提出了一套切實可行的教學方案.

課程的教學過程設計見圖1.

圖1 教學過程設計

2.1 以學習效果為目的，確立教學目標

確立教學目標是保證人才培養符合要求的首要環節[3].Java課程是一門應用性非常強的學科，它不僅要求學生掌握基礎理論知識，更需要學生能將其運用到生產和管理的實踐中去，基于此確立該課程的教學目標，以確保取得預定的教學效果.

2.1.1 知識教學目標 理解和掌握Java語言的語法和語義，掌握Java中的面向對象思想和特征，掌握標準程序和小應用程序的開發方法，掌握數據庫編程和網絡編程的原理及方法；了解Java的最新應用技術，培養學生用新一代的程序設計思想和邏輯思維方式進行計算機編程研究.

2.1.2 實踐能力教學目標 實踐教學是培養學生實踐能力和創新能力的重要手段，是提高學生綜合素質和能力的最佳方式[4].實踐能力的培養目標分為3個層次：編程能力——系統設計能力——應用開發能力，在實踐中培養學生掌握對復雜應用系統的分析、設計到實現的能力.

2.1.3 思想教育目標 培養學生養成良好的編程習慣和刻苦鉆研的品質，使學生能夠在企業勝任項目的開發.

2.2 以教學目標為導向，精心設計課堂教學

在Java課程教學中，主要是課堂和機房2種上課形式，教學設計的主體思路是“抓住2個課堂，課上帶動課下”.課堂授課的主要形式是“講”，目標是“知”.機房練習的目標是“會”，通過練習掌握上課的知識，并能對知識進行基本的應用以完成基本的任務.

2.2.1 課堂教學安排 課堂講授的主體特征是講授——模仿做——自主做.課堂教學的整體安排是：

第1個環節以生活中的案例引入，使學生對于所講知識有感性認識，對課程內容產生興趣.通過引入案例的分析提出課程的主體內容，再通過內容的實現進行知識點的講解，并最終將結果實現.

第2個環節是學生模仿完成.通過同類問題，讓學生模仿完成.在這個過程中，教師要精選一些與課堂上所講類似的案例，鼓勵和引導學生自主完成.如在講Java中類的概念時，課堂上講的例子是設計一個學生類，學生模仿完成時可設計一個教師類.

第3個環節是階段性總結.對第1，2個環節中的知識、問題分析過程及學習的共性問題進行集中講解，確保學生能夠準確地理解和掌握課堂上所講的內容，在此基礎上，布置一些針對性的題目讓學生去完成.在這個過程中，教師要有足夠的耐心去和學生溝通并解決問題.

2.2.2 機房教學的安排 機房練習的目標是“會”，通過練習掌握上課的知識，能對知識進行基本的應用以完成基本的任務.通過對課堂教學知識點的回顧，對知識進行強化認知.

指導完成階段：基本練習任務，在此階段進行思路分析與知識點實現的講解.教師當堂編寫程序，演示分析和調試的過程，同時要求學生與教師同步編程，使學生對于完成的任務、知識點的應用和實現的思路都有了基本認識.

自主完成階段：案例與指導階段類似，通過基本的任務講解后，由學生自主完成任務內容.在實驗過程中讓學生自主探索，發現問題并解決問題，達到學以致用的目的.

實驗總結：在學生進行任務完成的過程中，收集學生在完成過程中的主要困難與問題，逐一講解，并對學生完成情況進行點評，重點在于學生的進步與成績.

項目實踐：當知識量積累到一定程度時，以項目貫穿上機內容，制定項目任務分解表，每次上機完成一部分，最終實現并理解一個完整項目的開發方法.整個教學形成一個實踐教學循環（見圖2）.

課堂以知識點的主體內容講解為核心，但知識的認知不可能只是核心的部分，知識的全面了解對于學生的理解與掌握有著巨大的影響.因此，課下的閱讀與練習是教學結果鞏固的重要部分，也是教學結果的重要保障.通過課堂的講解與練習使學生對知識有基本的掌握與應用，對內容產生學習興趣，通過安排課下任務（閱讀、練習等），使學生肯于課下學習，同時通過作業檢查、上機完成情況統計等手段使學生必須進行課下學習.

圖2 實踐教學循環

3 目標導向下教學手段的實施

3.1 以學生為主體的講——練——講模式

講——練——講雖然是傳統的教學方式，但并不能完全擯棄這種教學方式，關鍵是怎樣能把這個傳統方式做得更好.在講練的過程中，要精心設計實例，把教授和學習的重心放在實例的分析和領會上[5].如為每個實例配以案例引導，把教師的教學內容通過實際案例傳遞給每個學生，激發學生的思考，使學生能夠應用自己的思維化解具體實驗的難度，既提高了學生的信心，又增強了學生的主體作用.

3.2 提高學生實踐能力，實施分組教學

在教學輔導階段，為了更好地兼顧到每一個學生的情況，進行分組學習和分組指導的方式.一般每個小組由7～8名學生組成，由組長帶領組員分別完成指定任務.不同的小組可以在教師指導下自主選題，確定實驗項目.如在Java數據庫編程和網絡通信內容講完后，可以從不同的應用方向設計幾個較大的綜合題目，每個題目分成若干模塊，分配給小組成員.教師在指導過程中重點解決小組組長的問題，再由組長負責組員問題的解決.同時，以小組為單位統計上機完成率.通過實施分組學習，每個學生都有較大的收獲，同時也增強了學生的團隊意識.

3.3 采用信息技術手段，保障教學效果

隨著信息技術的發展，信息技術手段的應用對高等教育發生了極其巨大的影響[6].信息技術在教育方式上有獨特的優越性，不但豐富了課堂教學手段，而且優化了課堂教學結構，在很大程度上提高了課堂教學效果[7].在整個Java課程教學過程中，采用了行之有效的信息技術手段.（1）攝制教學視頻.在Java案例講授中，由于案例的實施操作步驟較多，學生在課上難以全部掌握，所以在講解的同時進行屏幕錄制，以供學生課下進行知識的查漏補缺及強化學習.（2）使用電子教室管理軟件.采用電子教室管理軟件，對學生的上機活動進行及時跟蹤與監控，可以加強教學管理，提高機房教學的效果.（3）設計了Java課程教學網站.該網站主要實現了作業園地、在線提問、討論交流、資源下載、作業批改、在線答疑、在線討論和資料上傳等功能.通過課程網站的建設，為學生提供了有效的課程學習資源，也為教師了解學生的學習情況提供了有效的途徑.網站同時支持電腦版和Android版，方便學生學習和交流.通過以上信息化手段的使用，對教學過程的控制與教學結果的保障提供了有力的支持.

4 課程考核及教學效果分析

鑒于程序設計類課程重在應用的特點，Java課程的考核向學生實踐能力方面傾斜，以多種形式的考核促進學生的學習，尤其是課下學習.考核方案為：考試35％+上機完成35％+作業20％+知識競賽10％.

考試35％為基礎，通過統一的考試對學生基礎知識與基本能力進行檢查.

上機是學生知識應用能力最重要的體現，上機完成是本門課程改革的重點，每次課上機任務為3～5個，完成率的統計以小組為單位（不記錄個人完成率），通過對上機完成率的統計，對每個小組進行分數評價.這種模式的好處是：小組成員既有分工又有合作，為了取得較好的成績，組內成員互相討論和學習，加強了學生之間的互學性.上機完成之后，要進行學生完成結果的示范演示，以保證確為學生本人完成.

作業分為課堂筆記與課下作業，是學生學習過程與學習結果的重要依據.

知識競賽以學生策劃、學生組織及學生實施的自主形式.比賽的內容由學生整理，教師指導；比賽的程序由學生設計，教師指導；比賽的過程由學生組織，教師指導.通過這樣的競賽，提升學生對自我能力的認可度，提高學生對學習內容的興趣.

通過對近3年畢業的學生的教學成果的評價（見表1）可以看出，Java課的教學效果有了顯著提高.

表1 近3年學生的教學成果評價

5 結束語

要培養實踐創新人才，計算機語言類課程的課堂教學改革勢在必行[8].通過對Java課程進行教學改革，學生在學習過程中目標明確，對知識點的理解透徹，學習效果在實踐應用中得到了充分的體現.通過對本系畢業生就業情況了解，從事Web項目開發的學生由于專業素質高，在社會上非常受歡迎，這也是得益于課程教學改革的實施.

[1]冷泳林.目標導向理論在計算機程序設計類教學中的應用[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2012，25（4）：81-82

[2]邢丹，姚俊明.基于計算思維的Java課程群的教學改革與實踐[J].計算機教育，2015（15）：36-40

[3]張樹林，王根杰.基于目標導向的實踐教學方法公效學思考[J].人類工效學，2014，20（3）：47-48

[4]劉艷梅.基于實踐和創新能力培養的Java系列課程群教學研究與改革[J].計算機教育，2015（14）：35-40

[5]王文冰，李輝.以實例貫穿課堂的面向對象程序設計課堂教學改革[J].計算機教育，2011（1）：91-94

[6]張一春.信息化教學技術與方法[M].北京：高等教育出版社，2013：10-13

[7]古貴琴.信息技術在大學教育教學中的優勢及創新應用研究[J].信息系統工程，2015（4）：158-159

[8]焦莉娟，宗春梅.面向應用的計算機語言類課程教學改革的探討[J].軟件導刊，2016，15（4）：212-213

Based on goal oriented teaching research on the Java programming course

DI Wei-dong，HE Guo-ping
（Department of Computer，Xinzhou Teachers′ University，Xinzhou 034000，China）

Java programming is an important course of computer science，and Java technology is widely used in Web project development，mobile application development and other fields.Combined with the actual needs of today's society，the drawbacks of previous teaching practice problems put forward the teaching design model which is based on the teaching objectives and aims at the core.Through the teaching practice，to summer up a set of teaching goals and practical ability of teaching objectives as the guide，to optimize the teaching effect for the purpose of teaching program.The effect of teaching reform has been fully reflected in practical application.

Java；goal-oriented；practical teaching；teaching goal

TP311∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.12.024

2016-09-12

忻州師范學院教學改革研究項目（JGYB201528）

邸未冬（1972-），男，山西原平人，講師，碩士，從事軟件工程和圖像處理研究.E-mail：diwdong@126.com

1007-9831（2016）12-0093-04