Java程序設(shè)計(jì)課程中“類與對(duì)象”的教學(xué)實(shí)踐

摘 要：類與對(duì)象是Java語(yǔ)言中的重要內(nèi)容，是面向?qū)ο缶幊痰幕A(chǔ)。本文詳細(xì)地講述了一套類與對(duì)象的教學(xué)方法，即“知識(shí)點(diǎn)歸納-案例構(gòu)建或選擇-案例演示與講解-課堂練習(xí)-課后作業(yè)-實(shí)踐操作”。

關(guān)鍵詞：案例；面向?qū)ο螅籎ava；類

Java語(yǔ)言自從1995年被推出以來，一直廣受喜愛，被稱為網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言。在最近十幾年TIOBE編程語(yǔ)言社區(qū)發(fā)布了編程語(yǔ)言排行榜，Java始終位居前三位。由于其面向?qū)ο蟆踩⒍嗑€程、分布式等優(yōu)點(diǎn)，Java成為應(yīng)用系統(tǒng)首選的開發(fā)語(yǔ)言之一。在許多互聯(lián)網(wǎng)招聘網(wǎng)站發(fā)布的招聘信息中，Java工程師也是需求量最大的職位之一。當(dāng)今，地方本科院校正在轉(zhuǎn)型發(fā)展，辦應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)。因此，提高Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，不僅可以提高學(xué)生的就業(yè)能力，而且也可以為信息產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)軟件人才，使中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。目前，大部分高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息與計(jì)算科學(xué)等信息類專業(yè)都開設(shè)了Java程序設(shè)計(jì)課程。由于學(xué)生學(xué)習(xí)該課程之前，許多院校都開設(shè)C程序設(shè)計(jì)課程。C語(yǔ)言是一門經(jīng)典的程序語(yǔ)言，對(duì)其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了極大影響，至今在嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)上有著廣泛的應(yīng)用。鑒于它的重要性，大部分院校信息類專業(yè)培養(yǎng)方案把它作為一門基礎(chǔ)必修課，在大學(xué)一年級(jí)就開設(shè)了。而C語(yǔ)言是一門面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，對(duì)以后面向?qū)ο蟮膶W(xué)習(xí)有阻礙作用。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)先入為主的知識(shí)印象深刻，很容易產(chǎn)生思維定式，不習(xí)慣使用面向過程思想考慮問題。Java程序設(shè)計(jì)中類與對(duì)象是面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)。開展好“類與對(duì)象”的教學(xué)對(duì)于轉(zhuǎn)變學(xué)生編程思想，奠定軟件開發(fā)理論基礎(chǔ)具有重要意義。筆者在地方高校從事了多年的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)，通過反復(fù)探索與實(shí)踐，總結(jié)了一套行之有效的教學(xué)方法，即“知識(shí)點(diǎn)歸納-案例構(gòu)建或選擇-案例演示與講解-課堂練習(xí)-課后作業(yè)-實(shí)踐操作”教學(xué)模式。

一、知識(shí)點(diǎn)歸納

依據(jù)教學(xué)大綱和內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，將“類與對(duì)象”的教學(xué)內(nèi)容歸納為若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，即類定義、類繼承、方法或變量的靜態(tài)性、訪問權(quán)限、對(duì)象初始化、方法重載、方法覆蓋和多態(tài)機(jī)制。在每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)上，我們總結(jié)其“規(guī)則”。如在訪問權(quán)限上，類的訪問權(quán)限有public和默認(rèn)兩種，成員的訪問權(quán)限有public，protected，默認(rèn)和private四種。標(biāo)識(shí)為private的成員只能在類中被訪問，默認(rèn)訪問權(quán)限只有在同一個(gè)目錄下被訪問，標(biāo)識(shí)為protected的成員可以在同一個(gè)目錄下或繼承關(guān)系的子類中被訪問。成員能夠被訪問必須具備類和成員可訪問權(quán)限。

二、案例構(gòu)建或選擇

圍繞知識(shí)點(diǎn)，我們精心挑選或構(gòu)建體現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)規(guī)則的案例。如在對(duì)象初始化知識(shí)點(diǎn)上，對(duì)象初始化遵循的順序是“父類靜態(tài)變量賦初值，父類初始化靜態(tài)塊，子類靜態(tài)變量賦初值，父類非靜態(tài)變量賦初值，父類非靜態(tài)語(yǔ)句塊，父類構(gòu)造方法，子類非靜態(tài)變量賦初值，子類非靜態(tài)語(yǔ)句塊，子類構(gòu)造方法”。我們構(gòu)建Animal類，擁有靜態(tài)成員變量weight，非靜態(tài)成員變量age，構(gòu)建靜態(tài)塊和非靜態(tài)塊，然后分別賦值相應(yīng)變量后輸出；在構(gòu)構(gòu)造函數(shù)中，重新賦值后再輸出。定義子類Cat，擁有靜態(tài)變量num和非靜態(tài)變量luck，構(gòu)建靜態(tài)塊和非靜態(tài)塊，然后分別賦值相應(yīng)變量后輸出；在子類構(gòu)造函數(shù)，重新賦值后再輸出。

三、案例演示與講解，課堂練習(xí)

在課堂上，教師在講解知識(shí)點(diǎn)和相應(yīng)的規(guī)則后，在PPT上顯示案例，讓學(xué)生根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的“規(guī)則”寫出程序運(yùn)行結(jié)果。在學(xué)生給出結(jié)果后，教師演示程序運(yùn)行結(jié)果，揭示相應(yīng)的機(jī)制。通過這個(gè)過程后，做錯(cuò)了的學(xué)生知道錯(cuò)在哪里，做對(duì)了的學(xué)生理解了面向?qū)ο蟮乃枷搿＝處熢俨贾靡粋€(gè)類似的習(xí)題，讓學(xué)生課堂中練習(xí)，加深印象和理解。

四、課后作業(yè)和實(shí)踐操作

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”盡管在課堂中聽懂了教師所講內(nèi)容以及會(huì)做一些練習(xí)題，但如果不加以鞏固，學(xué)生就會(huì)遺忘。此外，學(xué)生自己不動(dòng)手編程，其理論和實(shí)踐水平都不會(huì)提高。教師要布置相應(yīng)的作業(yè)題和實(shí)踐操作題來鞏固和提高本次教學(xué)內(nèi)容。作業(yè)題和實(shí)踐操作題分為兩類，一類與課堂內(nèi)容和難度相類似，起鞏固作用。另一類比課堂內(nèi)容稍難一些，促使學(xué)生主動(dòng)思考，起提高作用。

總之，從課堂學(xué)生互動(dòng)的積極性以及作業(yè)完成情況來看，方法的教學(xué)效果還比較理想。案例、作業(yè)題、實(shí)踐操作題等相關(guān)的資源庫(kù)構(gòu)建是該方法教學(xué)的基礎(chǔ)，也應(yīng)當(dāng)不斷完善。

基金項(xiàng)目：湖南省教育廳優(yōu)秀青年項(xiàng)目（15B216）。

作者簡(jiǎn)介：黃國(guó)華，副教授，邵陽(yáng)學(xué)院理學(xué)與信息科學(xué)系教師。