基于工程實踐能力培養的Java程序設計課程教學改革研究

劉長旺

摘要：Java程序設計是目前計算機相關專業一個非常重要的語言類基礎課程。該課程具有較強的實踐性。為了通過該課程提升學生的專業技能，提高應用型人才培養的效果，應該對該課程進行基于工程實踐能力的培養改革。論文分析了傳統的教學模式的特點，在現有的基礎上對教學方案進行改進，以工程實踐能力培養為目標，重新設計了Java課程的教學體系，強化實踐教學，改進教學方法。實踐證明，這些措施能夠提高學生的學習興趣，提高Java程序設計課程的教學效果。

關鍵詞：Java；語言程序設計；課程改革；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）29-0109-02

一、引言

Java語言是面向對象、支持多線程的網絡編程語言，具有安全性高、可移植性好和代碼可重用性高等優點，成為目前最流行編程語言之一。Java程序設計作為計算機語言類基礎必修課程在我校計算機相關專業中開設。通過這門課程的學習，力爭讓學生掌握Java語言的基礎知識，理解面向對象編程的思想，學會面向對象編程的技能。

二、傳統教學方案存在的一些問題分析

目前對于Java程序設計課程一般的教學方法都是先采用課堂進行理論教學，在課堂上按照循序漸進的方式講授一些知識點，先從最基本的入門概念比如數據類型、運算符和表達式等開始講起，然后逐步深入。在進行課堂理論知識講授的同時，中間穿插安排在實驗室的上機課時，讓學生對上節課學習的理論知識點通過實踐進行復習、鞏固。在這種培養方式下，學生注重于對單個知識點的掌握，但是忽視了對編程技能系統整體的培養，沒有辦法對這些不連貫的零散知識點進行融會貫通的應用，導致學生在課程結束甚至畢業之后，缺乏對具體問題進行分析和解決的能力，面對一個實際要解決的問題，卻不知道怎么樣去實現。所以，這樣培養出來的人才無法適應社會需求，不是企業和市場所需的人才。為了讓培養出來的人才能夠快速適應企業市場的需求，我們所要做的不僅僅是對學生傳授理論知識，還要培養他們的就業能力和職業能力，比如解決實際問題的能力、持續學習新知識的能力和團隊協作的精神等。所以，我們必須對傳統的教學方式進行改革，以提高學生的工程實踐能力為目標進行培養。

三、基于工程實踐能力培養的Java程序設計課程教學目標設計

基于工程實踐能力培養的Java程序設計課程，以培養適合企業市場需要的、具備一定的分析和解決問題的能力的應用型人才為目標，強調實踐和動手能力的培養，強調能夠讓學生具備解決工程問題的能力。具體來說，首先學生應該掌握Java語言的基本概念、語法等，掌握面向對象程序設計的基本思想和原則。學會配置Java相關的開發環境。通過和數據庫原理及應用、計算機網絡和網頁設計等相關課程的聯系，綜合運用Java語言的強大功能，進行面向對象的編程，能夠在網絡環境中開發計算機網絡應用軟件、信息系統、企業級的應用軟件等。

四、優化的Java程序設計課程的教學體系設計

根據上述基于工程實踐能力的課程教學目標，我們把Java程序設計課程的教學環境分為理論教學環節和實踐教學環節兩部分，特別是在實踐教學環節，突出對學生能夠分析和解決實際問題的能力的培養。在課程理論教學環節，Java程序設計課程的教學重點是Java語言最基本的入門概念，包括Java語言的數據類型和運算、表達式和語句、語言的基本流程控制以及數組技術等；面向對象的基本概念和編程技術，如類和對象、封裝和繼承、接口以及多態等方面的內容；還需要覆蓋的內容有基本的I/O處理、異常處理機制、網絡通信、數據庫訪問技術等；還需要利用大量的編程實例對圖形用戶界面編程、基本控制組件和布局、容器、圖像顯示和圖形繪制、對話框和菜單以及JavaAPI等進行講解。理論教學環節的難點在于讓學生掌握面向對象編程的思想、多線程編程技術以及各種事件處理模型等。

課程的實踐環節，是實現課程教學目標的重中之重。實踐教學環節我們分成三個部分。針對理論教學課堂中學習的知識點，按照傳統教學方案，及時在知識點學習中間安排上機實踐，這是第一部分實踐，目的在于讓學生能夠及時對所學的理論知識點驗證學習、鞏固。第二部分的實踐則是在學生的課外時間，布置一些實踐性、操作性和針對性比較強的課外任務，讓學生在課外通過多上機練習，進一步強化對專項技能的培養。第三部分實踐，我們引入基于項目式的教學方法，在課程教學的最后兩周，根據實際項目常見的技術要求，要求教師帶領學生在模擬的真實企業項目、真實工作環境、真實職業情景的情況下，依據學期所學習的知識點，分成多個項目小組完成一個獨立的項目。

五、教學方法和手段改革

在教學方法和手段的改革上，我們同樣以培養學生的工程實踐能力為出發點，研究了目前經常采用的各種實踐教學方法，根據Java程序設計課程的特點以及學生知識結構的實際情況，應用了眾多的教學方法。除了上面提到的項目教學法，還引入了啟發式教學方法、興趣小組和項目小組學習方法、任務驅動法等。（1）啟發式教學方法。在學生的教學中，我們舍棄傳統“滿堂灌”的刻板教學方法，盡可能地使用能夠啟發學生思維、讓學生主動去思考的教學方法，進一步引導學生培養學習的主動性、積極性，進行探究式的學習，而不是強制性的將知識灌輸給學生，避免讓學生在課堂上似乎聽懂了，而課下由于不知其所以然而又全部不懂的情況。（2）建立學習興趣小組和項目小組。在學生班上由學生自愿組合，建立起4-5人的興趣小組和項目小組，進行協作式的學習，培養好的集體學習的氛圍。這種協作式的學習非常重要，能夠讓學生在有限的課堂時間之余，對不懂的問題可以充分的互相詢問和學習、交流和討論，對于比較困難的問題可以一起攻關解決，也培養了學生團隊合作精神。可以從多方面都能夠促進學生的學習效果。（3）任務驅動方法。任務是驅動法，就是讓學生通過“任務分析——相關知識——任務學習”這一思路，讓學生在完成任務的過程中，學習到相關知識[2]。傳統的考核機制是總評分等于理論成績（一般為70%）加上平時成績（一般為30%）的方案來對學生的學習效果進行考核。但是Java程序設計課程是一門實踐性極強的課程，傳統的考核方式，重理論輕實踐，沒有辦法對學生的專業技能進行考核，沒有辦法體現學生的工程實踐能力水平的高低。所以我們改革了考核的評價機制，特別突出了對學生實踐動手能力的考核，把理論成績的比例降到了30%，平時成為30%，而實踐上機考核為40%。實踐考核又分為兩部分，平時的上機課程中完成的上機實驗占20%，而最后以項目小組形式完成的項目成績占20%。對于項目小組的項目的評分，要進行答辯，項目成員的評分可以采取項目小組根據各成員完成的工作進行內部評判，結合答辯中教師的評分以及其他項目小組的評價的方式給出，盡可能做到公正評判。

六、加強實踐基地建設，為學生實訓提供良好的環境

實踐基地分為校內實驗室和校外實踐基地兩塊。在校內，我們建立了硬件配置優良、軟件配備完善的Java軟件開發實訓室，實訓室可以100%開出為了達到教學目標規定的所有驗證性、綜合性和設計性的實驗，為培養學生的工程實踐能力提供了有力的硬件保障。

七、總結

近幾年來，我們以培養學生的工程實踐能力為目標，對Java程序設計課程進行了改革，重新設計教學目標、優化教學知識結構體系，改革教學方法、手段等。通過改革，對理論教學和實踐教學的內容和學時重新進行了分配，突出了實踐教學，加強了“雙師型”的教師隊伍建設，實踐基地得到更加充分的利用，提升了學生的編程專業技能，提升了學生的職業能力，適應了學校培養應用型創新型人才的目標，使得學生在就業市場上的就業競爭力得到顯著增強。

參考文獻：

[1]李東明，趙偉.Java語言課程實踐教學改革[J].計算機教育，2011，（13）：122-125.

[2]謝景明.Android移動開發教程（項目式）[M].人民郵電出版社，2014.

Abstract：Java programming is one of the most important basic courses in computer science. The course has strong practicality. In order to improve students' professional skills and improve the effect of application-oriented talents training，the curriculum should be based on engineering practice ability training reform. This paper analyzes the characteristics of the traditional teaching mode，on the basis of the existing teaching scheme is improved，the engineering practice ability as the goal，the redesign of the Java teaching system，strengthening practice teaching，improving teaching methods. Practice has proved that these measures can improve students' interest in learning and improve the teaching effect of Java programming course.

Key words：Java；language programming；curriculum reform；practice teaching