情境+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在高校Java課程中的應(yīng)用

郭琳琳 馮雙麗

摘要：高校Java課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)能力。由于計(jì)算機(jī)類課程具有知識點(diǎn)多、內(nèi)容抽象等特征，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式將不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，從而導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力低、解決問題能力低等問題。該文從實(shí)際出發(fā)，通過分析教學(xué)過程中存在的問題，提出創(chuàng)設(shè)情境結(jié)合項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生編程興趣提高，能更好地理解面向?qū)ο缶幊趟季S。

關(guān)鍵詞： 教學(xué)法; 編程思維; 情境; 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）15-0150-03

1 Java課程地位和教學(xué)目標(biāo)

Java語言是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，因其具有跨平臺(tái)性、面向?qū)ο?、安全性高等特點(diǎn)，使得Java語言是目前世界主流的編程語言。根據(jù)TIOBE編程語言排行榜，Java近幾年市場占有率始終位列前茅。

Java程序設(shè)計(jì)課程是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課，尤其對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的本科院校來說，激發(fā)學(xué)生的編程興趣、培養(yǎng)學(xué)生的編程思維至關(guān)重要。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)能力，用面向?qū)ο蟮乃季S去解決問題。因此，課程不再是一門純粹的語言類課程，而要承擔(dān)轉(zhuǎn)變學(xué)生思維方式的任務(wù);同時(shí)由于JDK涵蓋豐富的類庫，涉及圖形界面、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫和多線程編程，學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度較大[1]。由于面向?qū)ο笫且环N抽象思維，而學(xué)生初識編程，思維還停留在具象階段，如何引導(dǎo)學(xué)生的思維模式由具象過渡到抽象，培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)和編程能力，是Java教學(xué)中重點(diǎn)和難點(diǎn)。如何開展有效教學(xué)、采用何種教學(xué)方式成為Java課程教學(xué)中重要的研究環(huán)節(jié)。

2 高校Java課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1 分析學(xué)生

高校Java程序設(shè)計(jì)課程一般開設(shè)在第二學(xué)期，先修課程是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)導(dǎo)論。學(xué)生經(jīng)過第一學(xué)期的學(xué)習(xí)，具備了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)理論知識，對操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序的概念基本了解，為后面的編程學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。此時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)開始有了分類，一部分學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握比較牢固，對編程的學(xué)習(xí)興趣濃厚，會(huì)主動(dòng)擴(kuò)展自己的知識面，認(rèn)知能力較強(qiáng);一部分學(xué)生的基礎(chǔ)還很薄弱，并且對編程提不起興趣，課堂難以集中注意力;還有很大一部分學(xué)生的基礎(chǔ)尚可，但有薄弱環(huán)節(jié)，接受和應(yīng)用新知識需要花費(fèi)一段時(shí)間。

2.2 分析教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)語言類課程的內(nèi)容安排是由點(diǎn)到面、由易到難、由具象到抽象，Java課程也不例外，內(nèi)容從變量運(yùn)算符、流程控制語句到面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，再發(fā)展到數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)編程，知識點(diǎn)銜接緊密，理論龐雜，非?？简?yàn)學(xué)生的邏輯思維。課程還包含上機(jī)操作，要求學(xué)生在獲得理論知識的同時(shí)掌握實(shí)際操作技能。在實(shí)際授課中，復(fù)雜的概念和眾多術(shù)語使學(xué)生難以及時(shí)“消化”，也影響了上機(jī)實(shí)操的效果，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情減退。

2.3 分析教學(xué)模式

計(jì)算機(jī)與其他學(xué)科相比，知識更新速度快，若計(jì)算機(jī)教學(xué)只注重知識的傳授，不注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生靈活運(yùn)用知識的能力降低。傳統(tǒng)教學(xué)模式只重視書本理論知識的傳授，以教師為中心，卻忽略了學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手能力、綜合分析能力和解決問題能力的培養(yǎng)[2]，這種教育模式下學(xué)生的思維、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力必將受到限制，不符合21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展對人才的要求。反思傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師應(yīng)把重點(diǎn)應(yīng)從教師的“教”轉(zhuǎn)向?qū)W生的“學(xué)”，即以學(xué)生為認(rèn)知主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和能動(dòng)性，主動(dòng)建立知識和能力結(jié)構(gòu)的教學(xué)模式上去[3]。

隨著教育的發(fā)展，當(dāng)代教學(xué)的新觀念更加重視學(xué)生和教學(xué)過程，項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)運(yùn)而生，是一種突破傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方法的新教育理念，其核心是建立“實(shí)踐共同體”，并在此基礎(chǔ)上的共同學(xué)習(xí)。美國教育家Kilpatrick把項(xiàng)目教學(xué)分成四個(gè)階段：構(gòu)思（purposing）、計(jì)劃（planning）、實(shí)施（executing）、評判（judging）[4]。項(xiàng)目教學(xué)法雖是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的改善，但是由于Java課程的特殊性，如果只采用單一的教學(xué)模式，用小組把學(xué)生圈起來，而不對教學(xué)過程加以管理，表面看起來學(xué)生是在一起共同學(xué)習(xí)，實(shí)際上由于學(xué)習(xí)的目的性不明確，加上Java課程本身的抽象性，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生越來越疲憊，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性逐漸降低。所以單一的教學(xué)模式還無法達(dá)到人才培養(yǎng)的要求，應(yīng)該綜合多種教學(xué)方法，形成合適的教學(xué)模式?；谝陨显?，文章從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，提出創(chuàng)設(shè)情境法與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法相結(jié)合的教學(xué)模式，通過創(chuàng)設(shè)情境，以項(xiàng)目為線索，使學(xué)生自己提出問題并解決，最終通過項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

3 課程實(shí)施

3.1 創(chuàng)設(shè)情境

情境是教師在教學(xué)中有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩、以形象為主題的生動(dòng)具體的場景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的情感，從而幫助學(xué)生理解教材[5]。相對于傳統(tǒng)教學(xué)方法，情境的創(chuàng)設(shè)可以使抽象的知識具體化、形象化，更有助于學(xué)生感性知識的形成。

在Java課程教學(xué)初期，對學(xué)生實(shí)施分組，3-4人為一組，模擬企業(yè)場景中的項(xiàng)目組進(jìn)行管理，每組設(shè)置一名組長，對應(yīng)企業(yè)項(xiàng)目組中的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，這些組稱為PST（Project Simulated Team），即模擬項(xiàng)目組。課程初期是教授學(xué)生Java基礎(chǔ)知識，教師在該階段重點(diǎn)監(jiān)控每個(gè)PST的任務(wù)完成情況，根據(jù)PST負(fù)責(zé)人反饋組內(nèi)成員的學(xué)習(xí)（工作）評估表，有的放矢開展教學(xué)活動(dòng)。經(jīng)過一段磨合期，組員間合作的默契程度有所提高。這些為下一步融合項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)進(jìn)行了鋪墊。

3.2 項(xiàng)目提出

學(xué)生在模擬項(xiàng)目組積累一定的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)后，在學(xué)習(xí)類和對象這一知識點(diǎn)時(shí)，為了使抽象的概念具體化，幫助學(xué)生理解面向?qū)ο缶幊趟枷?，掌握面向?qū)ο缶幊谭椒?，教師在教授基本知識點(diǎn)的同時(shí)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際開發(fā)案例，向每組提出項(xiàng)目要求。教師先創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境：客戶要求PST項(xiàng)目組實(shí)現(xiàn)電子商城用戶的登錄以及訂單管理功能，知識點(diǎn)及功能梳理見表1：

項(xiàng)目需求如下：

（1）凡新老用戶（任何等級）下單立享98折;

（2）在活動(dòng)1基礎(chǔ)上，等級為2級以上（含2級）用戶購物滿200減20，滿500減50，滿1000減100（只享有一次滿減）;

（3）導(dǎo)入登錄驗(yàn)證模塊和生成訂單號模塊（至少這兩個(gè)模塊），判斷用戶登錄成功后，返回給用戶訂單號和實(shí)際支付價(jià)格。

3.3 項(xiàng)目分解

3.3.1知識點(diǎn)分解

項(xiàng)目知識點(diǎn)涵蓋以下幾個(gè)章節(jié)，每個(gè)章節(jié)都安排了單獨(dú)的課時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（1）數(shù)據(jù)類型與變量

引導(dǎo)學(xué)生分析在項(xiàng)目中需要?jiǎng)?chuàng)建多少變量，每個(gè)變量用哪種數(shù)據(jù)類型修飾。這是完成項(xiàng)目最基本的問題，考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。

（2）流程控制語句

向?qū)W生講解項(xiàng)目需求分析，不同級別的用戶享受不同的活動(dòng)，訂單的實(shí)際支付價(jià)格有所影響，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，就要用到判斷，這時(shí)候自然而然引出流程控制語句，并帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)該知識點(diǎn)。

（3）類和對象

學(xué)生經(jīng)過開始一段時(shí)間的反復(fù)練習(xí)掌握了前兩個(gè)知識點(diǎn)，而類和對象屬于抽象的新知識，所以教師要利用項(xiàng)目讓學(xué)生用實(shí)踐鞏固理論，加深對新知識的理解，學(xué)生要根據(jù)教師要求創(chuàng)建類和對象、完成對象初始化操作。

3.3.2功能分解

實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生面對一個(gè)項(xiàng)目時(shí)往往找不到切入點(diǎn)，因此教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，循循善誘。教師可以將項(xiàng)目按照以下功能分解，逐步啟發(fā)學(xué)生思維。

（1）用戶登錄

用戶輸入用戶名和密碼，若和系統(tǒng)已有賬戶信息一致則提示用戶“登錄成功”，否則提示用戶“輸入不正確”。實(shí)現(xiàn)此功能首先需要從鍵盤獲取用戶的輸入信息，引導(dǎo)學(xué)生回憶Java語言如何實(shí)現(xiàn)鍵盤獲取輸入這一功能;接著教師提出問題：在得到用戶名和密碼后，怎么判斷用戶能否登錄成功？讓學(xué)生先用分支語句列出判斷登錄的框架，然后再往里填充具體的代碼。

（2）創(chuàng)建訂單號

用戶成功登錄后，接下來是根據(jù)規(guī)則創(chuàng)建訂單號。這一環(huán)節(jié)由于學(xué)生缺少實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對電子商城的一系列業(yè)務(wù)感到陌生，他們對訂單號的概念都會(huì)感到迷茫，更別說去編程創(chuàng)建。這時(shí)教師可以尋找突破口：信息化的社會(huì)環(huán)境下，每人都有網(wǎng)上購物的經(jīng)歷。透過學(xué)生的實(shí)際購物過程抓住創(chuàng)建訂單號的本質(zhì)，給學(xué)生講解如何用代碼實(shí)現(xiàn)這一功能。這樣做的好處是學(xué)生從實(shí)際生活中得到啟發(fā)，應(yīng)用到課堂中，并為以后實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)積攢了經(jīng)驗(yàn)。

（3）計(jì)算訂單實(shí)際價(jià)格

該功能的邏輯稍微復(fù)雜一些，鍛煉學(xué)生對運(yùn)算符的應(yīng)用以及邏輯思維的構(gòu)建。前兩項(xiàng)功能完成后，學(xué)生學(xué)習(xí)編程的信心和興趣大大增加。這個(gè)時(shí)候教師趁熱打鐵，讓PST內(nèi)部討論后給出計(jì)算過程和結(jié)果，教師根據(jù)反饋指明問題，認(rèn)真做出總結(jié)，然后讓學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算過程。一通流程下來，學(xué)生不僅編寫了代碼，更重要的是其邏輯思維能力得到了提高。

3.4 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

這里以實(shí)現(xiàn)用戶信息的存儲(chǔ)為例。為了讓學(xué)生接受新知識有一個(gè)由淺入深的過程，教師在分析項(xiàng)目時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生由解決方案一向解決方案二過渡：

解決方案一：利用對象數(shù)組。將賬戶信息存儲(chǔ)在對象數(shù)組，通過靜態(tài)加載。

private static User[] loginUser = new User[4];

static {

loginUser[0] = new User（"千千闕歌"，"qianqian123"，"101"，4，5000.0）;

loginUser[1] = new User（"忘情水"，"wangwang666"，"102"，3，251.0）;

loginUser[2] = new User（"千年等一回"，"snake.***"，"103"，2，800.0）;

loginUser[3] = new User（"青花瓷"，"JayChou2021"，"104"，1，0.0）;

}

解決方案二：

賬戶信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫，在項(xiàng)目中添加數(shù)據(jù)庫連接配置。以mysql數(shù)據(jù)庫為例，在配置文件中添加數(shù)據(jù)庫。

jdbc.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver

jdbc.url=jdbc：mysql：//localhost：3306/shop？useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf8

jdbc.username=root

jdbc.password=root

jdbc.initialSize=5

4 總結(jié)

這種創(chuàng)設(shè)情境與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)結(jié)合的教學(xué)方式能較大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提升學(xué)生的參與感，通過創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生的探究欲望，同時(shí)鍛煉其動(dòng)手實(shí)踐和解決問題的能力，較好地實(shí)現(xiàn)了教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、理論與實(shí)踐結(jié)合的課堂教學(xué)的優(yōu)化，教學(xué)效果得到明顯改善。另外，根據(jù)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)原則，學(xué)生始終是學(xué)習(xí)的主體，是自己學(xué)習(xí)的主人，是自主學(xué)習(xí)[6]。所以在實(shí)際教學(xué)中，教師要將學(xué)生現(xiàn)有的知識水平和實(shí)際技能作為參考，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)合理安排項(xiàng)目內(nèi)容，一方面確保程度一般的學(xué)生在打?qū)嵒A(chǔ)的前提下提高解決問題的能力，另一方面引導(dǎo)程度好的學(xué)生不斷擴(kuò)展知識面，提高自身理論知識。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：王力】