Java教學(xué)實踐與編程思維培養(yǎng)

葉恒舟 牛秦洲

摘要:Java教學(xué)實踐既是知識的傳授與學(xué)習(xí)過程,也是編程思維的培養(yǎng)過程。本文結(jié)合教學(xué)實踐經(jīng)驗,從激發(fā)興趣、啟發(fā)式教學(xué)、習(xí)慣培養(yǎng)、強化動手能力等幾個方面探討了在Java教學(xué)實踐中培養(yǎng)學(xué)生編程思維,提升動手能力的方式方法。

關(guān)鍵詞:Java;編程思維;教學(xué)實踐

中圖分類號:G642文獻標(biāo)識碼:A

1引言

俄國的達維多夫說過:“要解決現(xiàn)代學(xué)校教育的根本任務(wù),歸根結(jié)底要通過教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的設(shè)計而改變思維類型?！笨梢姮F(xiàn)代教育的目標(biāo)決非停留在僅僅掌握基礎(chǔ)知識和基本操作技能上,而應(yīng)著眼于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì),提升學(xué)生的創(chuàng)新意識。程序設(shè)計具有抽象性、系統(tǒng)性和邏輯性,編程思維是學(xué)習(xí)程序設(shè)計的重要基礎(chǔ),也是“軟件藍領(lǐng)”的必備能力,在程序設(shè)計的教學(xué)實踐過程中尤為重要。

Java語言具有面向?qū)ο?與平臺無關(guān),安全、穩(wěn)定和多線程等優(yōu)點,實踐性強、知識面廣,是目前軟件設(shè)計中最具生命力的計算機編程語言之一。學(xué)好Java語言,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì),能有效促進學(xué)生的知識、能力和人格的全面發(fā)展,提升學(xué)生的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力。

2Java實踐教學(xué)探索

近幾年來,我們在Java編程初步教學(xué)實踐中為全面提高、培養(yǎng)學(xué)生的編程思維能力,實現(xiàn)素質(zhì)教育目標(biāo),進行了一些有益探索與試驗,取得了良好的效果。

2.1激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

夸美紐斯說過:“興趣是最好的老師,是學(xué)好一切的前提”;愛因斯坦也認(rèn)為“興趣是最好的老師”。教師是教學(xué)主體,可通過創(chuàng)設(shè)一定的學(xué)習(xí)環(huán)境展現(xiàn)課程的趣味性和社會實踐意義,以喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能,達到事半功倍的效果。我們在實踐教學(xué)過程中,除了強調(diào)該課程知識對于后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及就業(yè)、創(chuàng)業(yè)的重要意義之外,還結(jié)合具體課程知識,有針對性地設(shè)計實現(xiàn)一些有意義、有趣味的小程序。比如在學(xué)習(xí)完三種程序結(jié)構(gòu)之后,實現(xiàn)了一個簡單的自動考試系統(tǒng),可以隨機生成一些四則運算題,讓學(xué)生作答,之后可以自動評分。通過這個小程序,學(xué)生會對Java語言的社會實踐意義有更具體的認(rèn)識,吸引他們的注意力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。再如,以夫妻雙方對家庭收入的不同管理方式為例,介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的區(qū)別,顯得直觀而有趣味,很能吸引學(xué)生的眼球。

2.2巧設(shè)疑問,營造創(chuàng)新氛圍

亞里士多德說:“思維自驚奇和疑問開始”。問題是開啟思維和發(fā)表思維的源泉;創(chuàng)新意識是一種發(fā)現(xiàn)問題、積極探求的心理取向。在程序設(shè)計的任務(wù)驅(qū)動式和討論式教學(xué)中,由于問題具有可操作性與多解性,為學(xué)生的主動參與創(chuàng)造條件,有利于轉(zhuǎn)“師生關(guān)系”為“朋友關(guān)系”,發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用。在程序設(shè)計教學(xué)實踐過程中,大多都會引入程序?qū)嵗?并通過實例的講解加深相關(guān)知識點的理解與運用,這是很好的。但如果只是展示相關(guān)代碼,再逐條解釋,會顯得枯燥無味,學(xué)生也往往只是把握了一些知識點,而不能提升思維能力,達不到靈活運用的目的。在教學(xué)實踐中,我們往往會有針對性地引入教材中沒有的程序,帶著疑問來講解、實現(xiàn)這些例子。一般是先給出程序要達到的目的,與學(xué)生一起進行功能探討與分析,劃分成幾個子問題,然后逐個實現(xiàn);實現(xiàn)中也主要進行思路上的引導(dǎo),比如需要用到什么程序結(jié)構(gòu)、需要使用哪些關(guān)鍵變量等,并適時、適量提出一些典型問題,讓學(xué)生親臨其境,真正活學(xué)活用。

對于教師提出的問題,學(xué)生的想法有時并不正確,卻具有一定的代表性。這時,我們會尊重學(xué)生的想法,并按照學(xué)生的想法繼續(xù)推演,直到發(fā)現(xiàn)問題,然后再進行分析歸納,指出問題所在。在這種交互的過程中,學(xué)生不僅學(xué)會了知識,鍛煉了思維,師生關(guān)系也更為融洽。

2.3言傳身教,養(yǎng)成良好編程習(xí)慣

未來對軟件質(zhì)量的要求高于對性能和功能的要求,特別是一些涉及人身財產(chǎn)安全方面的軟件。然而時至今日,軟件質(zhì)量問題依然不容樂觀,由軟件質(zhì)量問題導(dǎo)致的人身財產(chǎn)損失數(shù)不勝數(shù)。良好的編程習(xí)慣可以大大提高軟件開發(fā)的速度與質(zhì)量,減少人為錯誤。

編程習(xí)慣是指編程者在程序設(shè)計過程中共同遵守的一些規(guī)則或者約定,目前并沒有一個完整的定義,但很多業(yè)內(nèi)人士總結(jié)了一些優(yōu)良的Java編程風(fēng)格,如命名、縮進格式、注釋、空格使用等。盡管這些風(fēng)格并不難理解,但初學(xué)者所接觸的軟件比較簡單,往往體會不出這些編程風(fēng)格的好處,反而覺得是一種束縛,并不重視。在教學(xué)實踐中,我們采取了多種方式強化良好編程習(xí)慣。一是適當(dāng)列舉一些軟件質(zhì)量軼事,強調(diào)編程風(fēng)格、軟件質(zhì)量的重要性;二是身體力行,在教學(xué)過程中嚴(yán)格遵守一些好的編程習(xí)慣,如果確實因為板書或時間的原因不能遵守,則專門作出說明,指出這些地方做得不好;三是通過實例分析比較,強調(diào)良好的編程習(xí)慣的優(yōu)勢;四是在實踐教學(xué)環(huán)境中及時發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生的不良編程習(xí)慣。

2.4加強實踐教學(xué),提升動手能力

實踐教學(xué)的貫徹落實,是關(guān)系到專業(yè)和課程設(shè)置的目標(biāo)能否實現(xiàn)的重要一環(huán)。我們在Java程序設(shè)計實踐教學(xué)中采取以下措施:

(1) 選擇合適的開發(fā)平臺

Java有最基礎(chǔ)的開發(fā)平臺,即J2SDK,簡稱JDK。另外還有許多集成開發(fā)環(huán)境( IDE),例如JBuilder、NetBeans,也可以直接使用DOS環(huán)境。前者隱藏了很多Java處理機制,不利于初學(xué)者對Java語言本身的理解;后者需要學(xué)生熟悉DOS控制臺,開發(fā)環(huán)境的設(shè)置會給學(xué)生帶來一些困惑。經(jīng)過比較,我們選擇使用免費的、較為簡單的BlueJ作為開發(fā)工具。BlueJ提供了語法敏感的編輯環(huán)境,不需要配置環(huán)境,并帶有很強的軟件測試與調(diào)試功能,它并不提供可視化控件,所有代碼仍需要手工編寫,是前兩者很好的折中方法,很適合Java初學(xué)者。

(2) 由淺入深,設(shè)定實踐任務(wù)

采用“三段過程”實驗教學(xué)方法,即模仿過程實驗、完善過程實驗、綜合過程實驗這三種類型實驗形式,由淺入深分級設(shè)定實踐任務(wù),并制定基本目標(biāo)與擴展目標(biāo),以適應(yīng)不同層次的學(xué)生。受實踐指導(dǎo)時間的限制,擴展目標(biāo)可以留給學(xué)生自己實踐,教師及時把握相關(guān)反饋信息,加強師生互動。在實踐過程中,我們認(rèn)為不宜給出源代碼;主動發(fā)現(xiàn)并指導(dǎo)學(xué)生實踐中出現(xiàn)的過程;對共性問題,要分析產(chǎn)生的原因,知其所以然,而不是簡單給出正確方法。

(3) 課程設(shè)計過程的規(guī)范化訓(xùn)練

課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識、分析和解決實際問題,鍛煉創(chuàng)造能力的重要實踐環(huán)節(jié)。為此,我們精心設(shè)計、下發(fā)了課程設(shè)計任務(wù)書和課程設(shè)計指導(dǎo)書,提出了課程設(shè)計目的與任務(wù)、內(nèi)容與要求、時間與學(xué)時分配、撰寫課程設(shè)計報告及要求和格式、考核及成績評定。

2.5積極引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

常言道:“授之以魚,不如授之以漁”。Java語言涉及知識面廣泛,而教學(xué)課時有限,引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力是Java程序設(shè)計教學(xué)的重要內(nèi)容。在教學(xué)實踐過程中,除了強調(diào)自學(xué)能力的重要性之外,還采取了如下措施:

(1) 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用Java API文檔

毫無疑問,Java API文檔是最為重要的參考資料,是提升學(xué)生自學(xué)能力的重要手段,但很多教材中并不重視,也往往被廣大教師與學(xué)生忽視。教學(xué)實踐中,我們在介紹類String、ArrayList、GUI編程時介紹Java API文檔的使用方法,示范其功效,強調(diào)其作用,引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生使用它。

(2) 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用調(diào)試工具,掌握一些調(diào)試方法

在授課過程中,教師所舉的程序只需要正確編譯就可以正確執(zhí)行,從而對學(xué)生產(chǎn)生了一些誤導(dǎo),忽略了調(diào)試工作,甚至根本不知道調(diào)試方法。在教學(xué)實踐中,我們采用RAD設(shè)計方法,由簡單到復(fù)雜,通過逐步調(diào)試、測試、改進,達到最終效果。在此過程中,既介紹了處理問題的方法,又強化了思維過程,也教授了一些調(diào)試、測試方法。

(3) 引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺

網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)走進了千家萬戶,學(xué)生機房、宿舍也大多開通了網(wǎng)絡(luò),而Java作為一種開源語言,擁有無數(shù)的網(wǎng)絡(luò)資源,引導(dǎo)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺獲取資源,也是提升他們自學(xué)能力的重要手段。

3結(jié)束語

程序設(shè)計的整個過程始終貫穿著思維的過程。思維指導(dǎo)著程序的設(shè)計,反過來,設(shè)計的程序能否解決實際的問題,又檢驗著思維的正確性。將優(yōu)秀的教育教學(xué)理念與實踐相結(jié)合,運用于Java教學(xué)實踐之中,能夠極大地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力,促進他們的知識、能力與人格的全面發(fā)展,提升他們的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力。

參考文獻:

[1] 盧錫紅. 啟發(fā)式教學(xué)模式與化學(xué)思維能力的培養(yǎng)[J]. 文教資料,2005(17).

[2] 印旻. Java語言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2002.

Java Teaching Practice and Program Thinking Cultivation

YE Heng-zhou, NIU Qin-zhou

(Guilin University of Technology, Guilin 541004, China)

Abstract: Java teaching practice is both the process of knowledge teaching and learning and the process of program thinking culturing. This thesis combined with the experience of teaching practice, through stimulating interests, using heuristic teaching, training habits and strengthening the practice capacity, discusses some methods to culture students program thinking and enhance their practice ability in Java teaching practice.

Key words: Java; program thinking; teaching practice