独立本科院校Java语言教学的研究

【前言】独立本科院校Java语言教学的研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。首先,Java语言是一门纯面向对象的语言。面向对象程序设计是计算机科学与技术专业的核心课程,理论性和实践性并重。教学内容主要包括面向对象程序设计范型(paradigm)的三个最重要的特性:封装、继承、多态,以及Java如何实现这三个特性,使学生掌握面向对象程序设计范型和...

摘要:本文根据我院的教学实践和对Java教学的研究,针对目前Java语言教学的问题,提出了阶段性的案例教学法,从课程的设置时间、案例内容的设置、案例的讲解方式以及实践环节等方面详细说明了该方法。

关键词:Java教学;案例教学;面向对象

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

Java是由Sun公司开发的新一代编程语言,独立本科院校将java语言作为计算机专业的重点课程,主要有以下两个方面的原因。

首先,Java语言是一门纯面向对象的语言。面向对象程序设计是计算机科学与技术专业的核心课程,理论性和实践性并重。教学内容主要包括面向对象程序设计范型(paradigm)的三个最重要的特性:封装、继承、多态,以及Java如何实现这三个特性,使学生掌握面向对象程序设计范型和一种面向对象的编程语言,从而为以后的学习打下基础。

其次,Java语言具有安全可靠性、平台无关性、支持多线程等优点,使用它可以在多种操作平台的网络环境中开发软件。由于Java语言的这一特点,加之Internet的迅猛发展,使得它逐渐成为Internet上最受欢迎的开发与编程语言。国内有的软件开发企业,不惜花费大量的时间与资金,培训Java软件开发人员。在这种大趋势下,市场大了,对人才的需求量也在猛增,为了适应企业的需要,提升毕业生的就业率,几乎所有的大、中专院校都竞相开设了Java语言程序设计的课程,当然,独立学院也不例外。

但由于Java语言的实践性和开发环境的特殊性,究竟采用何种教学方法,才能显著提高教学效果,却是近几年来计算机教育普遍关注和研究的热点。

2Java语言的教学现状

到目前为止,对于Java教学方法的研究有很多,但大部分高校的Java语言的教学还是采用讲授法,有的院校从以往的写板书教学升级为多媒体教学,虽然多媒体使教学更生动、直观,却只是教学形式上的改观,教学方法的本质没变。而且,虽然现在研究的教学方法有悬念法、类比法等多种方法,但是哪一种更适用于独立学院的教学,并不是纸上论证能够决定的;更何况独立本科院校的教学要求和教学目标与其他本科院校有所不同,教学方法的选择更不能生搬硬抄或模仿,要根据自己的特点,探索合适的教学方法。

我们考虑到独立本科院校的计算机教育是以培养应用型人才为目标,培养的学生应当能与当今社会和企业接轨,熟悉软件开发流程,具有足够的软件开发技能,所以,专业课程的教学目标更加注重学生计算机实践能力的培养锻炼。而且由于独立学院的学生和一本、二本院校不同,专业课程中理论性强的东西接受相对慢一些,学生碰到复杂难学的问题,会对整门课程产生恐惧心里,普通的讲授方法无法解决这些问题,所以更加需要积极探索适应于独立本科院校的Java课程教学方法。

针对Java语言课程的特点和独立学院学生的特殊性,通过实际教学中的不断摸索和实践,我们采用了阶段性的案例教学法,教学取得了显著的效果。阶段性的案例教学法和传统的案例教学方法是有区别的。传统的案例教学法在教学过程中往往会陷入误区,有的只注重案例的实现,忽略了Java语言中重点语法的讲解;有的案例只是单纯语法正确性的验证,忽略了软件开发技能的讲解,和企业的应用脱钩。我们研究的阶段性案例教学法会在教学过程的不同阶段采用不同的案例教学手段,一方面将理论性强,不容易理解的语法知识用案例的方式展现给学生;另一方面案例是实实在在Java的应用效果,学生看到自己学习的语言能够编写出具有功能的软件来,不仅激发了学生的学习兴趣,还能提高学生的软件开发能力。

下面介绍Java语言教学――阶段性案例教学方法的关键环节。

3阶段性案例教学法的实施

3.1概述

阶段性案例教学法的核心是以案例贯穿教学,但在教学过程的不同阶段,采用的案例是有区别的,而且讲解的方式也不相同。

首先根据案例涉及知识点的范围以及应用的目的,阶段性案例教学法中的案例可以分为:知识点案例和项目案例。知识点案例也称为基础案例,它的功能主要是通过讲解基本语法或小功能案例,促进Java基础知识的学习;项目案例也可称为大项目,它是通过综合的应用性比较强的项目,提高学生对Java的系统掌握,有利于提高学生的软件开发水平。

其次,这种案例教学法是分阶段,逐步推进的,在教学过程的前期,主要是Java基础知识的讲授阶段,学生在这个阶段要进行基本语法知识的学习和基本编程技能的掌握,所以采用基础案例来推动学生对Java基础的学习;在教学的后期,逐步渗透大项目的思想,引导学生将前期的知识点案例综合应用,完成一个项目案例。加强学生的语言综合应用能力。同时,会根据学生前期知识的掌握程度以及案例的特点,灵活采用不同方式来讲解案例。

3.2课堂内容的设置

3.2.1课程的设置时间

阶段性案例教学法是基于本学院的教学实践来研究的,本学院的Java课程是在大三下学期开设,所以案例的设置充分考虑到与前期课程以及同期课程的关联。充分发挥前期课程的基础作用,协同同期课程教学,互相加强教学。

第一,以前期C语言、C++语言以及数据结构为基础,在学生具有一定的编程认识的基础上,进一步认识面向对象的程序设计;在前期课程网站开发基础学习静态网站开发设计的基础上,进一步学习Java在Web编程中的应用。

第二,与数据库基础课程同期讲授,不仅能够减轻学生学习Java课程时在数据库学习方面的负担,更重要的是学生在Java的实践环节中能够使用数据库技术,例如Java图形用户界面开发以及Web系统开发方面都加入数据库连接,使得学生对数据库掌握更熟练也使Java实践更加接近实际应用,相得益彰。

下面详细介绍一下在具体教学过程中案例的设置。

3.2.2案例内容的阶段性设置

知识点案例,主要是采用经典的程序设计案例,来演示Java基础知识。由于Java课程是在C语言和数据结构之后开设,学生已经掌握了一定的程序设计技能,特别是一些经典的程序设计案例已经初步实践过,像常用的排序方法、搜索算法、汉诺塔问题等。所以在讲授Java的基本语法知识和面向对象的基础知识的时候可以充分利用这些学生已经熟知的案例。这样做有很好的效果:一方面由于学生已经熟知这些经典案例的功能以及使用的算法和数据结构,所以能够把学习的重点放到Java相关基础知识的方向上;另一方面,学生会和以前语言的实现进行比较学习,能够突出Java语法的特点,更有利于新知识的理解。

考虑到知识点案例的目的,所以使用知识点案例的内容主要有:第一,在Java基础语法教学上,这部分主要包括Java的基本数据类型、运算符和表达式、数组以及流程控制;第二,在面向对象方法的重点难点教学上,这部分主要有类及其成员定义、类的继承、多态性的实现,有利于加深面向对象程序设计的认识和理解,为以后的项目开发做准备。

项目案例即大项目,主要在Java课程的后期进行。它的设置是以掌握Java的社会应用为出发点,依据课程安排和学生特点,通过系统的综合性的Java实例,深入讲解Java的应用。Java是应用性很强的语言,所以学生不仅要掌握Java知识而且要掌握使用Java解决实际问题的思路和方法。项目案例很好的起到这样的作用,采用与学生熟悉的实际问题,讲解Java在系统开发方面的应用,例如学生信息管理、Java小游戏等项目。在项目案例中,不仅能与同期的数据库课程一起实践,互相加深认识,提高软件开发能力;更能让学生深刻感受到Java在解决实际问题方面的魅力,学生学有所用,极大提高他们的学习兴趣。

项目案例内容比较大,学生掌握需要的时间比较长,所以结合Java语言的应用,项目案例只在两部分使用:第一,Java的图形用户界面开发,这部分采用项目案例主要是讲解Java AWT和Swing组件的编程,采用的案例有简易计算器、ATM机和一些Java小游戏实现;第二,基于Java的Web开发,这部分是社会上Java应用最广的部分,通过项目案例的讲解学习JavaBean、Servlet以及JSP技术的使用,采用案例有学生管理系统、图书馆管理系统、网上书店等。通过学习项目案例,有利于学生了解Java的综合应用,并且初步掌握项目开发经验。

3.2.3灵活的案例讲解方式

教学过程中的不同案例,由于使用的时间和目的不同,所以采用的讲解方式是不一样的。

在教学的最初期阶段,我们采用比较的讲解方法。由于本学院学生已经学习了C、C++语言,已经对编程语言的基础语法以及面向对象编程有了比较深的理解,在这个基础上再学习新的编程语言Java时,学生自身也会与C、C++语言进行比较。所以,初期的知识点案例采用比较方法讲解,一个案例同时演示C++和Java的实现代码。由于两种语言的基本知识很相似,通过比较,学生会感觉到Java是一门比较简单的语言,后期的学习更有兴趣。同时,以编程的思路为主线,讲解案例代码,指导学生逐步熟悉Java语法和应用。

随着教学的逐步推进,学生掌握的Java基础知识逐渐丰富,前期案例的讲解也为学生打下了编程思想的基础,这时应该采用启发式教学,教师引导学生自己分析案例,逐渐培养学生程序设计的分析能力。教师应及时了解学生的掌握情况,在学生熟悉Java基础语法后,知识点案例就应采用启发式方法,后期的项目案例也应采取该方法。该方法在教学过程中的具体使用是:在展示案例代码之前,先告知案例的功能,由学生分析案例的编程思路和代码实现过程,先由学生之间互相分析自身答案的不足,然后再统一分析,指导其改正编程思想的欠缺之处,逐步培养软件开发的思想。最后再展示案例的详细代码,经过对学生一步一步的引导,重点使他们理解和掌握软件开发的思想和实践过程。

3.3实验环节――案例实践

3.3.1开发工具的选择

实验环境的开发工具是由简易开发工具UltraEdit,到集成开发工具NetBean。在学习初期,学生还未掌握Java基本语法知识,所以应该使用最基本的开发工具UltraEdit来熟练Java的语法特点和程序结构。随着学习的深入,实践环节的重点由基础知识的掌握上升到软件开发技能的学习上,相应的开发工具也应该选择与社会、企业接轨的集成开发工具――NetBean,而且NetBean也是Java等级考试的平台,更可以为想考Java等级证书的学生提供方便。

3.3.2案例代码的实践

学生实践的指导思想是由简入难、由基础到综合、由模仿到创新。

知识点案例一般是实现一个小的功能,像流程控制、类的定义等,代码量较少,所以引导学生应尽量自己独立实现代码。由于学生的学习能力不一样,并不要求每一个学生要实现所有的的知识点案例。结合老师的讲授,引导学生根据自己的能力来选择难易不同的知识点案例。例如能力差的可以先选择已经由老师详细讲解并演示代码的案例,通过自己的实践理解案例内容后,再实践只有讲解的案例,由自己独立实现代码,之后再来实践没有讲解的题目,分析案例的解决方法,锻炼自己的编程能力和创新能力。当然编程能力强的学生可以直接选择老师没有讲解的案例来实践。

项目案例实践的两个方面――Java图形用户界面开发和基于Java的web开发代表着现在Java的主流应用。由于项目案例需要的时间比较长,所以案例题材应该由学生自己拟定任务和教师出题相结合,并且分组实践。学生和教师出题相结合既可以避免教师出题下达的任务过多,学生产生抵触心理,又能避免学生只选择自己感兴趣的内容,实践方向出现偏差的问题。学生自己出题还可以锻炼学生发现问题解决问题的能力。项目案例内容比较大,学生分组协作完成一个项目,既能节约实践时间,又能锻炼学生的团队精神。

项目案例实践的具体过程首先要合理的为学生分组,并选出组长。每组学生自主决定要实践的案例,自己组内讨论,写出简单但详细的需求说明书,这步任务可由学生课外完成。教师检查并指导学生完善说明书,再根据需求说明书中的任务,指导每组学生分派任务给组员。教师要制定合理的完成时间,并且监督学生的实践进程,组长要监督每个组员都参与到项目中间,并定时总结项目进度。由于Java语言的实用性很强,而项目案例的实践很能锻炼学生对Java的应用,所以独立学院的Java教学应该设置足够的实践课程。

4总结

阶段性的案例教学方法,分阶段采用知识点案例和项目案例相结合,这种逐步深入的案例教学,由点到面,由基础到综合,能消除学生编写程序的恐惧心理;并将Java语言程序设计中抽象复杂的编程知识用完整的案例来展示,体现出语言的具体用处,能激发学生的学习兴趣,提高学生对知识的综合应用能力,达到独立学院学生的培养目标,此法也可广泛应用与其他各种程序设计语言的教学工作。