Ｊａｖａ課程教學(xué)方法探討

文章編號(hào)：1672-5913(2008)12-0050-03

摘要：本文分析了Java作為入門教學(xué)語言的相關(guān)爭(zhēng)議，論述了Java教學(xué)中基礎(chǔ)先行的講授方式，強(qiáng)調(diào)了對(duì)象理論在Java語言中的重要性，闡述了Java教學(xué)中易產(chǎn)生的一些誤解及選取企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目時(shí)應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：Java；面向?qū)ο螅籊UI

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

2008年1月紐約大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的兩位退休教授發(fā)表公開文章，反對(duì)將Java作為入門教學(xué)語言，由此引起了有關(guān)Java編程教學(xué)語言的一系列爭(zhēng)議。Java自1995年由Sun公司正式推出，就迅速成為全球最主流與應(yīng)用最廣泛的開發(fā)語言，其跨平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)為網(wǎng)絡(luò)計(jì)算帶來了劃時(shí)代的變革，從一種編程語言發(fā)展成為全球第一大領(lǐng)先開發(fā)平臺(tái)。因此本世紀(jì)初，美國計(jì)算機(jī)教育界普遍接受Java作為編程入門語言，此后在很短的時(shí)間里，Java迅速成為美國高中和大學(xué)里的首選編程教學(xué)語言，國內(nèi)高校也已開始將Java設(shè)為編程入門課程，并認(rèn)為這是與國際接軌的進(jìn)步標(biāo)志。但是國內(nèi)外企業(yè)在招聘學(xué)生時(shí)反映：大部分學(xué)生技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到企業(yè)的要求，實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)缺乏，不能適應(yīng)軟件行業(yè)的發(fā)展，而企業(yè)運(yùn)營緊張，很難讓新員工熟悉崗位。因此如何培養(yǎng)企業(yè)需要的高質(zhì)量Java人才困擾著許多高校Java教師，筆者據(jù)自己多年的Java教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)此做出探討。

1作為入門教學(xué)語言的爭(zhēng)議及其分析

紐約大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的兩位教授認(rèn)為：以Java作為入門教學(xué)語言會(huì)使學(xué)生過早地使用Java類庫和框架，學(xué)生只知道將一些簡(jiǎn)單的程序組織到一起，但難于對(duì)所寫的程序形成運(yùn)行時(shí)成本(run-time cost)的概念，因?yàn)樗麄兒茈y知道究竟哪種調(diào)用方法是有效的；真正的程序員應(yīng)該會(huì)用任何語言編程，過早地使用Java使學(xué)生不清楚源程序和硬件間的關(guān)系，不了解指針的意義，將來難以使用C語言編程；還有Java初學(xué)者習(xí)慣于圖形化編程，難于在沒有圖形用戶界面(GUI)的語言上編寫程序[1]。兩位教授的意見非常中肯，但筆者認(rèn)為采取下面這些措施來解決以上問題。

(1) 讓學(xué)生獨(dú)立實(shí)現(xiàn)部分類庫和閱讀Java標(biāo)準(zhǔn)類庫。學(xué)生過早使用Java框架，長于整合和快速開發(fā)，生產(chǎn)效率高，做直接的、有章可循的、非研究性和非創(chuàng)新性的工作比較合適，但這樣的學(xué)生基礎(chǔ)不牢，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解薄弱，處理細(xì)節(jié)和矛盾的能力不足，缺少自主分析問題、解決問題的知識(shí)、能力和經(jīng)驗(yàn)。因此在Java教學(xué)中教師決不能讓學(xué)生依賴Java框架寫出程序就大功告成，而應(yīng)該讓學(xué)生獨(dú)立實(shí)現(xiàn)部分類庫。教師可先介紹Java框架中相應(yīng)類的接口定義和使用方法，學(xué)生使用后，從用戶的角度有了直觀的認(rèn)識(shí)，再讓學(xué)生自己完成具體實(shí)現(xiàn)，然后在可用性、靈活性、可擴(kuò)展性和性能上與Java框架中的實(shí)現(xiàn)比較，分析結(jié)果差異，最后再閱讀、研究分析Java框架的具體源代碼實(shí)現(xiàn)。這種讓學(xué)生先當(dāng)用戶，體會(huì)用戶的需求，然后再當(dāng)設(shè)計(jì)者的方案不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，也使其學(xué)習(xí)了Java框架中優(yōu)秀的編程技巧與風(fēng)格。

(2) 注重Java課程與后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的聯(lián)系。入門教學(xué)語言的選擇是至關(guān)重要的事情，作為大多數(shù)學(xué)生第一種需要認(rèn)真學(xué)習(xí)理解的編程語言，必將成為很多學(xué)生的編程母語在他的思維方式中留下深深的烙印。這個(gè)編程母語要幫助學(xué)生破除計(jì)算機(jī)和軟件的神秘感，建立對(duì)于程序的基本認(rèn)識(shí)和對(duì)計(jì)算機(jī)體系的最初理解。但教師不能希望僅通過一門編程語言的學(xué)習(xí)就使學(xué)生掌握諸多的專業(yè)內(nèi)容，在后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，這門編程語言應(yīng)該作為主要工具貫穿始終，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，掌握算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技能，熟悉操作系統(tǒng)概念，理解編譯原理知識(shí)，理解軟件抽象及軟件設(shè)計(jì)的基本思想，完成一定量的課程及課外項(xiàng)目實(shí)踐，建立正確的軟件開發(fā)實(shí)踐習(xí)慣。不僅如此，教學(xué)語言必須是工業(yè)界的主流語言，否則學(xué)生學(xué)非所用，學(xué)習(xí)動(dòng)力無法保證。Java在教學(xué)上具有其特殊的優(yōu)勢(shì)，比如其開發(fā)環(huán)境和工具支持非常成熟，有助于培養(yǎng)學(xué)生正確的編程習(xí)慣；Java是當(dāng)今第一工業(yè)主流語言，標(biāo)準(zhǔn)類庫非常全面，可以迅速地開發(fā)具有實(shí)際用途的程序，有助于激發(fā)和保持學(xué)生的興趣；而在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、編譯原理的教學(xué)方面，Java也毫不落于下風(fēng)，在軟件抽象設(shè)計(jì)方面，Java還有著明顯的優(yōu)勢(shì)；特別是在并行編程的教學(xué)方面，Java concurrent包提供的優(yōu)勢(shì)是壓倒性的。

Java作為入門教學(xué)語言是有諸多可取之處的，關(guān)鍵是教師了解其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)后，教學(xué)中要“揚(yáng)長補(bǔ)短”，也就是在利用其面向?qū)ο蟮膬?yōu)勢(shì)前提下，通過補(bǔ)充適當(dāng)內(nèi)容和依靠后續(xù)專業(yè)課來彌補(bǔ)其不足，但沒有必要因?yàn)槠洳恢С种羔樀燃?xì)節(jié)而耿耿于懷。

2基礎(chǔ)先行的講授方式

講授Java有三種比較普遍的做法。第一種講法是先講圖形用戶界面，將Java applet和圖形程序設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念混合講授。第二種講法是先講對(duì)象，一開始就介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(OOP)。第三種講法是先講基礎(chǔ)，是一種循序漸進(jìn)的講授方式，首先對(duì)程序設(shè)計(jì)的概念、控制語句、方法和數(shù)組打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，然后介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，再講授圖形用戶界面、applet，最后講授異常處理、簡(jiǎn)單I/O和其他高級(jí)課題[2]。

先講圖形用戶界面的做法從GUI和applet開始，似乎能夠引起學(xué)生的興趣，但這需要學(xué)生具備牢固的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方面的知識(shí)，并要求對(duì)Java事件處理模式有很好的理解，所以學(xué)生可能不太容易完全接受。先講對(duì)象的做法，其出發(fā)點(diǎn)是由于Java是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，應(yīng)該首先介紹對(duì)象。但這種想法忽略了基本程序設(shè)計(jì)技巧的重要性，而這種基本技巧是使用任何程序設(shè)計(jì)語言編寫程序都需要的。此外，在學(xué)生完全理解類和對(duì)象并使用它們開發(fā)應(yīng)用程序之前，這種做法勢(shì)必混淆靜態(tài)變量與實(shí)例變量、靜態(tài)方法與實(shí)例方法的概念。在學(xué)習(xí)Java的開始階段，由于必須同時(shí)掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的基本法則，學(xué)生會(huì)感到壓力比較大。這是低年級(jí)學(xué)生不能成功學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的普遍原因。

從本人經(jīng)驗(yàn)以及很多同事的成功經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)很多低年級(jí)學(xué)生來說，學(xué)習(xí)邏輯基礎(chǔ)和基本程序設(shè)計(jì)技巧是一項(xiàng)艱苦的工作。在面向過程程序設(shè)計(jì)中沒有學(xué)好編碼的學(xué)生很難學(xué)好面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。應(yīng)該充分地介紹基本數(shù)據(jù)類型、控制語句、方法和數(shù)組，為學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。因此，應(yīng)該采用先講基礎(chǔ)的做法，首先按部就班地學(xué)習(xí)所有必備的和重要的基本概念，進(jìn)而學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，然后用面向?qū)ο蟮乃枷虢⒕哂挟惓Ｌ幚?、?jiǎn)單I/O和其他高級(jí)功能相關(guān)的GUI應(yīng)用程序和applet。這種方法的好處是，首先講解了面向過程的方法，然后演示面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)越性，學(xué)生可以從中學(xué)到何時(shí)以及如何高效應(yīng)用面向?qū)ο蠓椒ā?/p>

3強(qiáng)調(diào)對(duì)象理論

Java語言是純面向?qū)ο笳Z言，對(duì)象是Java語言的核心，對(duì)象理論的理解直接決定了學(xué)生能否真正掌握J(rèn)ava編程。但許多教師對(duì)Java中的對(duì)象理論存在著誤解。

(1) 輕視對(duì)象理論的講授。很多教師認(rèn)為對(duì)象理論的講授是“軟件工程”和“面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)”課程的責(zé)任，在Java課程中輕視對(duì)象理論的講授，在簡(jiǎn)要介紹了封裝、繼承和多態(tài)的概念后，卻著重于語法細(xì)節(jié)的講解。由于缺乏對(duì)象理論的理解，學(xué)生只會(huì)寫代碼片段，但對(duì)如何根據(jù)用戶需求用對(duì)象理論從零開始構(gòu)造應(yīng)用程序卻一無所知。

(2) 以過程化的程序設(shè)計(jì)思想寫Java程序。部分教師先前是講授C++語言的，在講授Java后誤認(rèn)為Java與C++只是語法上的差別，由于又受到更早C語言的影響，這些教師原本講授的就是過程化的C++語言，在講授Java時(shí)如果從始至終按照過程化的思想來寫程序就無法充分發(fā)揮Java平臺(tái)對(duì)象特性的優(yōu)點(diǎn)。

(3) 過份依賴IDE工具。很多教師由于受傳統(tǒng)Windows平臺(tái)IDE工具(VB和Delphi)的影響，在課程的開始就直接采用JBuilder或Eclipse作為開發(fā)工具，在講授GUI有關(guān)內(nèi)容時(shí)則完全依賴IDE工具的可視化特性來構(gòu)造程序。學(xué)生由于將大量精力花在IDE工具的學(xué)習(xí)上而忽略了對(duì)象理論的學(xué)習(xí)，開發(fā)出來的程序僅界面具有對(duì)象特性，而后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯毫無對(duì)象特性且與前臺(tái)界面代碼緊密耦合，如此程序的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性極差。

因此在Java課程中應(yīng)加重對(duì)象理論的內(nèi)容，尤其強(qiáng)調(diào)如何根據(jù)用戶需求用對(duì)象理論構(gòu)造應(yīng)用程序，同時(shí)對(duì)每部分理論一定要提供相應(yīng)的Java代碼實(shí)現(xiàn)以加深學(xué)生對(duì)理論的理解；教師自身務(wù)必不要以傳統(tǒng)的過程化的程序設(shè)計(jì)思想來看待Java編程，一定要從面向?qū)ο蟮慕嵌确治鰡栴}和解決問題，如此才能教授學(xué)生寫出真正的面向?qū)ο蟮腏ava應(yīng)用程序；在課程的初期建議選用簡(jiǎn)單的文本編輯器作為開發(fā)工具，在課程的后期再引入IDE工具，這樣不至使學(xué)生將注意力集中在開發(fā)工具的學(xué)習(xí)上。

4練習(xí)企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目

在課程后期，學(xué)生有了一定的Java編程基礎(chǔ)，欠缺的主要是實(shí)際的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和全面系統(tǒng)的、深入的掌握J(rèn)ava技術(shù)。解決的方法就是通過企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目練習(xí)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深化，然后通過項(xiàng)目來獲取實(shí)際開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，盡快達(dá)到企業(yè)的實(shí)際要求[3]。選擇項(xiàng)目時(shí)需要注意：

(1) 選擇企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目。項(xiàng)目應(yīng)是實(shí)際的系統(tǒng)，或者是實(shí)際系統(tǒng)的簡(jiǎn)化和抽象，不能夠是沒有實(shí)戰(zhàn)意義的教學(xué)性或者是純練習(xí)性的項(xiàng)目。否則學(xué)生練習(xí)后還是難以達(dá)到企業(yè)實(shí)際的需要。

(2) 項(xiàng)目規(guī)模要適當(dāng)。這要根據(jù)項(xiàng)目練習(xí)的階段，練習(xí)的時(shí)間，練習(xí)的目標(biāo)來判斷。不能太大，太大了做不完，也不能太小，太小了沒有意義，達(dá)不到練習(xí)的目的。

(3) 項(xiàng)目應(yīng)能覆蓋所學(xué)的主要知識(shí)點(diǎn)。學(xué)以致用，學(xué)完的知識(shí)點(diǎn)需要在實(shí)踐中應(yīng)用，才能夠真正理解和掌握。

(4) 強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。軟件開發(fā)是一個(gè)動(dòng)手能力要求很高的行業(yè)，要求學(xué)生必須能夠獨(dú)立動(dòng)手寫出代碼，寫出的代碼必須能解決實(shí)際的問題。

有了好的項(xiàng)目還要有好的訓(xùn)練方法，最基本和重要的就是：絕對(duì)要指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手做，而不是看和聽，所以盡量不要選擇有現(xiàn)成代碼的項(xiàng)目，演示用的項(xiàng)目也最好不配發(fā)代碼，讓學(xué)生能夠獨(dú)立做出來才是真的掌握。

5結(jié)束語

培養(yǎng)真正滿足企業(yè)需求的高質(zhì)量Java編程人才，不能依靠單學(xué)期單門的Java語言課程來實(shí)現(xiàn)，它需要多學(xué)期的系列的Java課程(如Java EE和輕量級(jí)框架)的講授才有望達(dá)到，這就要求教師要在更高的、全局的角度來安排教學(xué)內(nèi)容，并能根據(jù)技術(shù)的發(fā)展不斷更新教學(xué)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[1] Robert B.K. Dewar， Edmond Schonberg. Where Are the Software Engineers of Tomorrow[CP/OL]. http://www.stsc.hill.af.mil/CrossTalk/2008/01/0801DewarSchonberg.html.

[2] Daniel Liang. Java語言程序設(shè)計(jì)(第5版)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3] Craig Larman. UML和模式應(yīng)用：面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)導(dǎo)論[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.