Java程序設計教學

　　Java程序設計教學【1】

　　摘 要：為了提高學生Java編程能力，實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標，分析了Java程序設計教學的內(nèi)容和重點，并闡述了如何提高Java教學質(zhì)量的一些觀點。

　　這些教學思想和方法經(jīng)Java教學實踐運用，取得了良好的效果。

　　關鍵詞：Java 教學方法 程序設計

　　面向?qū)ο蟪绦蛟O計是目前程序設計的主流，是軟件開發(fā)人員必須掌握的一項基本的技術。

　　Java是一種典型的面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言，已在學術界、產(chǎn)業(yè)界得到廣泛應用。

　　如何培養(yǎng)和激發(fā)學生學習興趣、想象力、創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，更好地進行Java程序設計的教學，如何培養(yǎng)能夠適應當今社會發(fā)展需要、具有良好整體素質(zhì)的Java程序設計人才是很多教師都在思考的問題。

　　1 Java教學的定位與內(nèi)容

　　根據(jù)教學研究型大學的實際情況，我們的目標是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)應用型人才。

　　Java教學實現(xiàn)的最終目標是培養(yǎng)合格的軟件工程師，相關的教學就應該圍繞這一目標而設計。

　　Java的教學內(nèi)容一般說來包含如下部分：Java語言基礎;Java面向?qū)ο蟮某绦蛟O計;輸入輸出流及文件操作;Applet和圖形用戶界面(GUI);Java的多線程機制;Java網(wǎng)絡編程基礎;Java與數(shù)據(jù)庫技術[1]。

　　從課程內(nèi)容看，Java內(nèi)容多，知識點散，沒有一條明確的主線。

　　與傳統(tǒng)的面向過程編程語言相比，面向?qū)ο蠼虒W本身有一定難度。

　　面向?qū)ο缶幊陶Z言提出很多新概念如繼承、多態(tài)、異常等，這些都需要學生用心體會和掌握。

　　2 Java教學的重點

　　Java安排在C++程序設計語言之后開設，學生已經(jīng)有一定的程序基礎。

　　很多學生受面向過程設計思想的影響，首先進行函數(shù)算法等細節(jié)設計，然后把所有的函數(shù)都放入到一個類中，所有的函數(shù)都是靜態(tài)函數(shù)，程序雖然有一個類，但是忽略了類的設計，沒有體現(xiàn)面向?qū)ο蟮脑O計思想[2]。

　　因此，教學的重點是側(cè)重于面向?qū)ο蟮乃枷牒头椒ǖ呐囵B(yǎng)，深刻理解Java的核心思想。

　　只有掌握了普遍的規(guī)律與核心思想，才能把握Java技術發(fā)展的新趨勢，學生才具備可持續(xù)發(fā)展的能力。

　　3 提高Java教學質(zhì)量的途徑

　　3.1 明確課程學習目標

　　學習不能總是空中樓閣的感覺，要讓學生明晰目標，并找到前進的途徑。

　　學習Java程序設計這門課的最終目標是成為Java軟件工程師。

　　學生了解了Java軟件工程師的社會需求，明確了作為Java軟件工程師應該具備的技能。

　　這樣，學生在學習過程中，有了方向，有了目標，也就有了動力。

　　學習Java的總體路線是：Java語言基礎→J2SE高級特性→JSP&Servlet→J2EE構(gòu)架技術[3]。

　　而Java程序設計是成為Java軟件工程師的入門條件，這門課程的學習只是其中的第一步。

　　通過本學期的學習，具體要實現(xiàn)的課程目標是要重點掌握Java語法以及面向?qū)ο缶幊痰乃枷牒头椒ā?/p>

　　3.2 精選教學內(nèi)容、強調(diào)知識點的關聯(lián)性

　　我們平常選擇教學內(nèi)容時，把一些不常用到的知識點進行省略，(如帶有標號之類的跳轉(zhuǎn)語句和比較繁雜的表達式運算規(guī)則、位運算等等)，此方法的運用可以節(jié)省課時的同時最大程度的指引和輔導學生編寫簡單、可讀性好的程序代碼。

　　我們通過多年的教學經(jīng)驗，認為Java程序設計課程的核心內(nèi)容包含以下三方面：(1)Java語言基礎;(2)Java語言的新特性;(3)授課時，把介紹JDK類庫的常用類以穿插的方式融入到上述內(nèi)容中。

　　在講解面向?qū)ο蟮幕�礎知識點時，我們采用的是一個信息分類的例子來做說明，而這類情況學生在現(xiàn)實生活中會經(jīng)常碰到，理解比較容易。

　　比如，現(xiàn)在要把一大類的光盤進行分類，首先我們要抽象出 VCD及CD的共性來得出一個基本的類Item，在此基礎上可以對它進行繼承得出一個子類CD，很形象。

　　3.3 將面向?qū)ο蟪绦虻募軜?gòu)內(nèi)容融入教學過程

　　為了提高學生對面向?qū)ο蟮睦斫�，在教學過程中加入面向?qū)ο蟪绦虻募軜?gòu)內(nèi)容，并對程序架構(gòu)設計中常見的一些原則進行分析總結(jié)。

　　假如你是個建筑工程師，那么你在建造樓房的時候，你會先搭建好整個樓房的骨骼，然后往里面嵌入磚頭，最后才是裝修。

　　做Java系統(tǒng)也是這樣，先從整體上把握并設計系統(tǒng)，這就是架構(gòu)。

　　我們通過這些淺顯的比喻力爭使學生領悟架構(gòu)的內(nèi)涵。

　　而程序架構(gòu)設計中的原則實質(zhì)其實就是如何分類組織我們編寫的代碼，就像一個好書架的圖書分類，讓各種類型的書籍都能分類擺放，便于瀏覽和查找。

　　3.4 項目貫穿，以線帶點

　　借鑒了案例教學和任務驅(qū)動式教學的一些做法，教師在教學中將一個小項目“圖書管理系統(tǒng)”的實現(xiàn)貫穿于整個教學過程之中。

　　所謂“以線帶點”是以問題和實際項目為主線，貫穿各個分散的Java知識點，完成Java知識點的脈絡化[5]。

　　實現(xiàn)是分階段進行的，在學習Java基礎知識后，讓學生完成對圖書數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查找操作等操作。

　　將數(shù)據(jù)放在數(shù)組中，沒有圖形界面。

　　而在學習完輸入輸出后，這時，數(shù)據(jù)則要求存放在文本文件中，讓學生從文本文件中讀取數(shù)據(jù)，將每條記錄封裝成對象進行各種操作后，再將其存入文本文件。

　　學習完圖形用戶界面后，再讓學生加入友好的圖形界面。

　　最后，在講授數(shù)據(jù)庫程序設計時，將數(shù)據(jù)由文件存放改為在數(shù)據(jù)庫中存放，采用JDBC驅(qū)動程序訪問數(shù)據(jù)庫。

　　每學習一部分內(nèi)容，就對圖書管理系統(tǒng)的版本進行改進，改進的過程就是不斷完善的過程，也是學生不斷學習和提高動手能力的過程，從而把單純的知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生動手能力的培養(yǎng)和提高。

　　3.5 滲透軟件設計模式思想，提高學生的可持續(xù)發(fā)展能力

　　設計模式是前人總結(jié)的一些經(jīng)驗和良好的設計范式。

　　把握良好的設計模式能夠理清程序的骨架，使程序變得更清晰。

　　要讓學生在畢業(yè)后具備可持續(xù)發(fā)展能力，我們更應該注重學生的編程思維和思想，提高學生的問題解決能力。

　　為了讓學生能更好地理解面向?qū)ο蟮脑O計思想，雖然教材中沒有軟件設計模式的相關內(nèi)容，考慮到學生將來的發(fā)展，在相關章節(jié)進行穿插講解軟件設計模式思想。

　　通過這些Java語言的設計模式，來理解面向?qū)ο缶幊痰膹姶蠊δ芤约跋鄬τ诮Y(jié)構(gòu)化語言的優(yōu)越性。

　　對于一個具體問題，教師用基本的面向?qū)ο笤O計方法與引入設計模式后的程序進行對比講解，詳細分析每種方法的設計過程。

　　在教師的啟發(fā)下，學生比較兩種方法在出發(fā)點、設計思想和最終結(jié)果的差別，領悟出面向?qū)ο蟪绦蛟O計的優(yōu)勢以及引入設計模式后的革新等。

　　最后，告訴學生任何模式都只是工具，而作為程序員的職責，就是在自己的工作中正確使用這些工具。

　　3.6 舉辦講座，開拓視野，提高學生對面向?qū)ο蠛退惴ǖ睦斫?/p>

　　只有通過編寫高效率的算法才能使得一個實用軟件得到開發(fā)。

　　因而在Java教學中，算法的設計是非常重要的。

　　但是由于課堂時間的限制，就不能占用較多的課時去彌補學生在算法方面的不足和缺陷。

　　所以，我們用講座的形式拓展學生在算法方面的能力，這樣將非常有助于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

　　我們在講座中針對約瑟夫環(huán)問題用三種方法分別予以實現(xiàn)。

　　約瑟夫環(huán)問題是指有n個人圍成一圈，按順時針方向編號1到n。

　　圈中從1到m報數(shù)，凡是到m的人先退出，下一個人接著從1開始報數(shù)，計算這n個人的出圈順序[7]。

　　針對這個問題，分別用靜態(tài)數(shù)組算法、arrayList動態(tài)數(shù)組算法和循環(huán)鏈表算法予以實現(xiàn)，并對這個三種算法的運算時間進行比較。

　　通過比較，得到的結(jié)果是，在數(shù)據(jù)量不大的情況下，采用靜態(tài)數(shù)組、動態(tài)數(shù)組、循環(huán)鏈表運行約瑟夫環(huán)的時間差別不大。

　　而隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大，編寫循環(huán)鏈表代碼顯示出的時間優(yōu)勢對程序員來說更為可貴。

　　最后，從約瑟夫環(huán)問題的本質(zhì)上來看，這是一個典型的遞歸問題。

　　除求解遞歸問題的通用方法外，最佳的方案是利用基數(shù)m到基數(shù)10的替換來求解。

　　另外，循環(huán)鏈表及動態(tài)數(shù)組能夠增加學生對面向?qū)ο蟾拍畹乃伎�，從而把相同的算法推廣到相似的問題中，達到舉一反三的效果。

　　4 結(jié)語

　　由于社會需求的日益變化，計算機緊跟其后迅猛發(fā)展。

　　由于這一變化，促使我們更要不斷的更新我們的教學方法和教學手段。

　　在Java教學中我們通過不斷的研究是實際的操作，取得了豐碩的教研成果。

　　這樣就使得我們在提升專業(yè)教學的方面有了一定的起發(fā)，而且促進了學生理論水平和實踐能力的提高。

　　參考文獻

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　　[7] Ronald L.Graham， Donald E. Knuth， and Oren Patashnik.Concrete Mathematics[Z].Addison-Wesley，second edition，1994.

　　JAVA程序設計教學方法【2】

　　【摘要】通過分析Java程序設計教學中存在的問題，從理論教學、實踐教學、課后學習三方面，對Java程序設計課程教學方法進行探討，重點挖掘各環(huán)節(jié)中能激發(fā)學生學習興趣的方法。

　　【關鍵詞】Java 程序設計教學 學習興趣 理論教學 實踐教學

　　一、引言

　　Java是由美國Sun Microsystems公司Java面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言和Java平臺的總稱。

　　Java編程語言采用面向?qū)ο蠹夹g，具有結(jié)構(gòu)中立、可移植性強、支持分布式、支持多線程等特點。

　　目前，Java語言已成為全世界最為流行的編程語言之一，很多院校把Java程序設計作為程序設計的入門語言[1]。

　　二、Java程序設計教學中存在的問題

　　在傳統(tǒng)的教學過程中，教師一般會根據(jù)教材知識點和課時做好教學進度表，規(guī)劃好整個教學計劃。

　　由于Java語言知識點多，大部分教師會覺得課時不夠用，因此會出現(xiàn)趕課時、趕進度的現(xiàn)象。

　　授課過程多為首先對知識點進行講解，然后根據(jù)知識點演示、分析程序。

　　學生通常只是跟隨教師的思路被動接受，缺少主動對知識點思考的機會。

　　通常課程結(jié)束時，大部分學生無法掌握好Java語言的基本框架，無法很好的應用Java語言來解決實際編程問題，無法在已有知識結(jié)構(gòu)的基礎上進一步深入學習Java以及與其相關的知識[2]。

　　而產(chǎn)生這些問題原因可以歸納如下：

　　1.教學過程以教為主，缺少教與學的互動。

　　由于知識點多，極易形成以教師為中心，學生被動接受知識的課堂模式，學生對課程興趣不大、課堂聽得不認真、課后不愿花時間學習，學習效果不理想。

　　2.教學效果過度強調(diào)理論課程，缺乏理論與實踐課程的互促。

　　實踐課程能夠加強學生對知識點的理解、提高學生學習興趣、提高學生運用知識解決問題的能力。

　　然而在實際教學過程中，教師對實踐課程的重視度不夠，沒有發(fā)揮出實踐課程的作用。

　　三、教學方法探討

　　教學的最終目的是為了讓學生學到知識，提高能力。

　　就Java程序設計這門課程而言，教師應著重培養(yǎng)學生三方面的能力。

　�、倥囵B(yǎng)學生掌握Java語言的整體框架、基本語法等基礎知識;②培養(yǎng)學生應用知識解決實際編程問題的能力;③培養(yǎng)學生在已有知識的基礎上進一步提升和學習的能力。

　　本文把Java程序設計教學分為理論教學、實踐教學、課后學習三部分，從這三方面探討Java程序設計中可以更加“有效”教學的方法。

　　1.理論教學。

　　理論教學是傳輸知識的重要環(huán)節(jié)，但內(nèi)容卻是非常抽象的。

　　如果一味采取“填鴨式”方法往學生腦中灌輸知識，就很難激發(fā)學生的學習熱情，更別提掌握、運用知識點。

　　因此理論教學方法顯得尤為重要。

　　1)案例法激發(fā)興趣。

　　在授課過程中，加入適當?shù)陌咐�可以幫助學生理解知識，讓學生懂得如何運用知識。

　　介紹一些典型案例時要把握難易程度，注重學生的參與，確保學生能夠自己動手驗證。

　　2)多媒體展示知識。

　　以點帶面，注重知識的整體把握，突出重點，分析難點。

　　借助多媒體的輔助作用，導入與課程內(nèi)容相關的圖片、視頻、音頻等，將枯燥的知識更生動靈活的展現(xiàn)給學生。

　　3)閱讀教材梳理知識。

　　在多媒體展示的同時，還需要通過閱讀教材，加深學生對知識的理解。

　　同時要求學生在教材的適當位置做好筆記，有助于學生更好的吸收消化知識。

　　2.實踐教學。

　　JAVA程序設計是一門理論與實踐并重的課程，課堂授課只能讓學生掌握基礎理論知識。

　　動手編程能力的提高必須通過大量的實際上機操作。

　　實踐教學過程中我們應該做到以下兩點。

　　1)認真設計實驗項目。

　　實驗可分為驗證、設計和綜合三種類型，實驗項目設置應遵循“由易到難”的原則。

　　驗證型實驗。

　　驗證型實驗可直接讓學生對例程進行抄寫并編譯運行。

　　在驗證型實驗中，最好能給出一些問題，讓學生對程序進行一些修改，讓學生估計修改后程序的運行結(jié)果，并通過編譯運行來驗證自己的猜測。

　　設計型實驗。

　　設計型實驗可以采用教材上面的編程習題，在實驗課中，我們應該盡量挑選一些簡單的習題，使得能夠?qū)W生在實驗課中順利的完成，以保證他們的學習信心，激發(fā)他們的學習興趣。

　　綜合型實驗。

　　綜合型實驗一般設計時間較長，需要運用的知識點較多，適合在學期后期開展。

　　對于Java程序設計，一般的綜合型實驗都會結(jié)合數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)一些簡單的信息管理系統(tǒng)。

　　學生需要對用戶界面編程、事件處理機制、數(shù)據(jù)庫操作等方面的知識掌握到一定的程度，才有可能完成這樣一個項目。

　　在設計此類項目時，也可以考慮直接改進書本中的綜合例程。

　　2)狠抓實驗環(huán)節(jié)。

　　學生實驗過程中，要鼓勵學生，嚴格要求學生，盡可能的做到每個簡單實驗都能人人過關，讓學生得到獲得知識、取得成功的成就感。

　　3.課后學習。

　　大學課堂教學信息量大，想在課堂上把所學的知識完全掌握是很困難的。

　　對于編程語言，不但要通過課后復習來深入理解理論知識，還要通過編寫大量程序提高動手能力。

　　為了保證學生愿意花時間來學習，我們可以從以下幾方面著手。

　　1)課堂教學以普及知識培養(yǎng)興趣為主。

　　在理論教學中詳解案例、在實踐教學中由易到難的實驗安排，都是為了提高學生學習的信心，激發(fā)學生的的學習興趣。

　　2)布置課后作業(yè)。

　　對于Java程序設計，課后習題應該要包括理論習題和編程習題。

　　理論習題可以幫助學生理解理論知識，發(fā)現(xiàn)知識誤區(qū);編程習題可以提高學生的動手能力，通過成功實現(xiàn)習題算法，更能激發(fā)學生的學習興趣。

　　3)普及一些進階的方向。

　　Java程序設計是Java的基礎課程，講述的是Java最基礎的框架和知識。

　　除了這些基本知識，我們還可以介紹一些Java的學習路線，介紹一些Java EE和Java ME的知識[3]。

　　四、結(jié)語

　　通過總結(jié)Java程序設計教學中遇到的一些問題，從理論教學、實踐教學、課后學習三方面深入挖掘Java程序設計教學的有效性。

　　授人以魚，不如授之以漁，教學過程中我們應該極力激發(fā)學生的學習興趣，引導學生主動學習、認真思考、融會貫通、提升能力。

　　參考文獻：

　　[1]皮德常. Java簡明教程[M](第三版). 北京： 清華大學出版社，2011.

　　[2]李瑞生. Java 程序設計課程教學中遇到的問題和對策.計算機教育， 2010(22)119-122.

　　[3]顧和明. Java 程序設計教學改革與實踐. 福建電腦， 2009(7)： 192-193.

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