針對高職院校Java程序設計教學內(nèi)容的改革研究

蔣曉南

（蘇州托普信息職業(yè)技術學院，江蘇 昆山 215311）

1 J a va 程序設計教學中普遍存在的問題

1.1 教學目標問題

教學目標是一個很值得討論和研究的問題。 作為一名高職高專院校的教師筆者一直很疑惑，究竟高職高專院校培養(yǎng)人才的目標是什么？ 通常得到的答案是，培養(yǎng)高素質(zhì)的應用型人才。 如果這是真的，那么整個教學體系的設計就存在著嚴重問題。

包括Java在內(nèi)的許多程序設計類課程，多以考證作為教學的最終目標。 不可否認這是非常務實的做法，因為在對高職高專院校的評價體系中，這是重要的指標。 然而，以考證為目標的教學，真的可以讓更多學生通過程序設計類的考試嗎？ 考過了又代表什么呢？ 就可以勝任程序員的工作嗎？ 一位著名互聯(lián)網(wǎng)公司的程序員曾經(jīng)說過，100 張證書也不及1 個Demo。

計算機程序設計類的競賽考試，普遍以數(shù)據(jù)結(jié)構與算法的知識作為考核重點。 不可否認，數(shù)據(jù)結(jié)構與算法是程序設計的核心，然而是否所有應用型人才都必須掌握這種核心呢？ 或者說是否要在剛接觸程序設計不久就掌握這種核心呢？ 不精通算法就不能成為程序員嗎？

事實上，程序員分為兩大類，Class Creator（基礎類設計師）和Client Programmer（客戶程序員）。前者的確需要更好地掌握各種數(shù)據(jù)結(jié)構與算法的知識才能設計出效率更高的方法（函數(shù)），而后者在絕大多數(shù)情況下只需要調(diào)用前者設計出來方法（函數(shù)）解決實際問題就可以了，沒必要深究方法（函數(shù)）的具體設計過程。 高職高專院校的宗旨是培養(yǎng)應用型人才，應該以后者作為培養(yǎng)的目標。 實際上，生活中所接觸到的大量程序員，基本都屬于后者。

1.2 教材問題

高職院校的宗旨是培養(yǎng)應用型人才，但多數(shù)高職高專教材與本科教材沒有本質(zhì)的差別，只是在內(nèi)容上進行部分刪減，完全沒有針對性。 當然在提倡項目式教學的時代，也有不少教材在內(nèi)容上做出了比較大的調(diào)整，加入了一些大型應用案例，拆散后分布在各個章節(jié)加以介紹。 個人認為，這樣做太過急功近利。

一個嬰兒不能一出生就大魚大肉的喂食，即使撕成小塊他也無法消化。 一個程序設計的初學者就好比一個嬰兒， 應該先以一些容易消化的食物進行喂養(yǎng)，再慢慢加入一些高營養(yǎng)卻難消化的食物。

1.3 教學內(nèi)容問題

教學內(nèi)容往往與前面提到的兩點密切相關，傳統(tǒng)的程序設計類課程一般會安排大量課時講解基本語法， 以及利用基本語法知識進行大量算法習題訓練，超過半學期的課程都停留在main 方法（函數(shù)）的編寫和命令行的輸入輸出。

必須承認，這樣的教學內(nèi)容安排可以很扎實地打下編程基礎，也可以在一定程度上提高學生的邏輯思維能力，與各類程序設計考試、競賽都非常合拍。 但這種教學內(nèi)容安排只適合于邏輯思維能力較強，擁有較高學習主動性的學生，而對于絕大多數(shù)高職高專的學生來說，無疑是致命的打擊。 抱著好奇心而來的學生，往往很快感到乏味，不少有上進心的學生也會因為對自己的邏輯思維能力缺乏信心而最終選擇放棄。 而且，這樣的教學內(nèi)容安排，忽略了Java是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言，學生學完整學期的課程仍然只擁有面向過程的程序設計思維，即使是通過了計算機二級考試或是其他程序設計類考證的優(yōu)秀學生，也根本無法完成簡單應用程序的開發(fā)。

個人認為，即使以考證作為終極目標，也不該過早地將算法內(nèi)容強加給學生。 算法屬于基礎研究的領域，應該把它作為學習和提高的目標，而不應該作為學習的起點，因為這違反人類基本的學習習慣。 人總是先學會吃飯，再學會做飯，最后才學會種地。 當然你可以說，不學會種地，哪來的飯吃？ 但如果你教一個剛出生的嬰兒，先學種地，再學做飯，最后才吃上飯，他一定會餓死。 今天，很多人都不會種地，然而一樣生活得很好。 當然你還可以說，如果不懂種地，你就不知道什么是真正有機和健康的食物。 筆者承認，然而這并不妨礙一個有動力的人繼續(xù)學習和提高。

2 J a va 程序設計教學改革方案

前文中討論了Java教學中存在的各種問題，下面針對這些問題提出筆者的改革方案。

2.1 教學目標

拋開傳統(tǒng)桎梏，培養(yǎng)新時代應用型人才。 完成一學期的Java程序設計教學，應該能夠讓學生完成簡單應用程序的設計，至少能在現(xiàn)有程序的基礎上加以改造和創(chuàng)新，不需要高端，不需要新穎，只要能夠親自動手完成設計即可。

在這種教學目標的驅(qū)使下，學生能夠更多地體會到軟件設計帶來的成就感，從而迸發(fā)出更強烈的學習熱情。 俗話說“師傅領進門，修行在個人”，靠的便是這份熱情，有了熱情，教師就可以引導學生自主地進行更深層次的學習，從而完善提高自己。

2.2 教材選擇

項目式教學是目前較為推崇的教學模式，它和高職高專院校的人才培養(yǎng)目標也很吻合。 然而，如果只玩弄名詞，不尊重實際教學過程，很快就會將這種教學模式埋進歷史垃圾堆。

有些教材為了吸引眼球，直接將一些大型的甚至是企業(yè)級的案例原封不動的搬到教材，拆散后放到各個章節(jié)講解，且不說學生無法接受，就是教師看著都吃力。 而且，這種級別的案例往往需要完整學完才能看到系統(tǒng)運行的效果，如果學期不夠長，根本學不完，即使能夠?qū)W完，也會因為反饋周期太長，而使學生喪失興趣和信心。 如果不慎選擇了這些教材，將使教學成為一個個爛尾工程。

所以在教材選用方面，個人鐘情于一些以小型案例為主的教材。 這些案例通?？梢栽?～4 學時內(nèi)講完，同時還留有改進和升級的空間。 這樣的案例放在教學中，不僅能讓學生感受到及時的反饋，還能留給學生發(fā)揮創(chuàng)意的余地。 這樣，經(jīng)過幾個案例的講解，學生就會對軟件設計開發(fā)產(chǎn)生基本的認知，從而產(chǎn)生濃厚的興趣。

2.3 教學內(nèi)容設計

個人認為，如果在開設Java課程之前已經(jīng)開設過C 語言課程， 那完全可以略過語法基礎部分的講解。如果沒有開設過，也不應該花太長時間講解語法基礎和程序結(jié)構，更沒有必要在算法里打轉(zhuǎn)，只要夠用就可以引入一些簡單的案例進行講解，伴隨著案例難度的提升再慢慢引入其他必要的基礎知識。 就好像一個嬰兒，沒必要等他把刀、叉、勺、筷子等所有餐具都使用熟練后才教他吃飯，只要會用勺就可以把飯先吃起來，等遇到了瓶頸再教他使用其他餐具。 否則，沒等到他把刀、叉、勺、筷子都練熟就先餓死了，即使幸存下來也會驚奇地發(fā)現(xiàn)自己連咀嚼和吞咽都不會。

以上是針對Java教學內(nèi)容設計的概要論述，下面給出具體的教學內(nèi)容設計方案。

第一階段：語法及編程基礎

如果沒有開設過C 語言課程，那么必要的基礎知識應該包括：（1）實驗環(huán)境的搭建：主要講解實驗環(huán)境的安裝、使用以及第一個Java程序“Hello World”的編寫；（2）標識符與關鍵字，數(shù)據(jù)類型與常量、變量，運算符與表達式：關鍵字、數(shù)據(jù)類型和運算符可以有選擇性地講解，沒必要一開始全部交給學生；（3）語句與程序控制結(jié)構： 程序控制可以主要講解if…else、for 和while，并且不要在此陡然增加程序難度，盡量避免多重循環(huán)嵌套的復雜例題講解，會用即可；（4）方法（函數(shù)）：此處應該重點講解，因為它是面向?qū)ο蟮幕A。當然，應該側(cè)重方法定義、方法調(diào)用、入口參數(shù)、返回類型等相關知識點的講解， 至于方法內(nèi)在功能設計、形參實參和遞歸調(diào)用等問題也可暫緩介紹；（5） 數(shù)組和字符串： 簡單介紹數(shù)組和字符串的定義和應用即可，不必在此升級問題難度。 盡量避免數(shù)組排序、二維數(shù)組遍歷等較為復雜的例題講解。 在講解字符串時，也可順便引入Java的API 文檔，有選擇性地介紹一些字符串常用方法。

如此一來，不出24 學時便可結(jié)束第一階學習。 如果開設過C 語言課程，那只需要講解上述（1），省略上述（2）（3），上述（4）（5）也可以根據(jù)學生掌握的具體情況，進行重點的強調(diào)和補充，不出12 學時便可結(jié)束第一階段學習。

第二階段：面向?qū)ο笏枷肱c基礎

筆者認為， 應該以圖形用戶界面作為起點開始真正的Java旅程。 原因有以下幾點：（1）雖然桌面應用程序并非Java最常見的應用領域，然而在Windows 環(huán)境下成長起來的中國人對于圖形界面卻非常熟悉和親切，這樣有助于提高學生的學習興趣；（2）圖形界面可以非常直觀地體驗到人機交互， 在講解案例時可以緊緊抓住課堂上的注意力， 在改造和完善案例的實踐中也可以調(diào)動起學生的積極性；（3）圖形界面擁有很好的擴展性和延伸性， 可以順利擴展延伸到其他知識內(nèi)容中，可以讓學生在不知不覺中涉獵和鞏固更多知識點。

在起步階段可以使用一些常見的圖形組件， 如：窗口、菜單、按鈕、文本框等搭建一些經(jīng)典窗口界面，并直接引入類、對象和包的概念；接著可以繼續(xù)引入類的實例化、成員方法的調(diào)用、構造方法的作用以及類的設計原則。

為鞏固知識可以讓學生自主設計各種界面進行練習。 需要注意的是，在起步階段不應該使用IDE 工具直接手繪界面，否則無法引入相關知識，也無法鍛煉學生程序設計能力。

如果平穩(wěn)起步，接下來就可以將教學內(nèi)容進行逐步地擴展與延伸。

首先， 可以利用更復雜的界面設計案例引入繼承、多態(tài)的知識點，還可以回頭針對第一階段的內(nèi)容進行加深鞏固。

其次， 可以講解圖形界面中事件處理的問題，并順利引入抽象類、接口、內(nèi)部類及匿名類的相關知識點。 當然，在此不必深挖概念和特性，了解會用即可。

最后，可以利用如“計算器”這樣的完整小案例對第二階段的知識點進行復習與總結(jié)，并在實踐環(huán)節(jié)中加以引導，充分調(diào)動學生的好奇心與積極性。

第三階段：案例牽引

利用案例牽引著學生涉獵Java其他模塊的相關知識，雖然只能淺嘗，但是也可以開闊眼界、增加興趣。

首先，可以利用類似“記事本”這樣的文件操作案例，引入JavaIO 系統(tǒng)和異常處理的相關知識。

其次，可以利用類似“畫圖”這樣的圖形繪制案例，引入Java圖形繪制以及圖像處理的相關知識。

最后，可以利用類似“計時器”這樣的案例，引入Java多線程的相關知識。

通常到了這個階段，學時已用大半，可根據(jù)學生接受情況進行靈活調(diào)整。 如果學時充足，可以再利用“網(wǎng)上聊天”案例引入網(wǎng)絡編程的相關知識，或者利用“貪吃蛇”這樣的桌面小游戲進一步提高學生的學習興趣。但如果學時不足，也可將第三階段的部分案例去除。

至于數(shù)據(jù)庫編程部分， 往往都和大系統(tǒng)開發(fā)相關，案例通常較大，不太適合直接引入Java基礎教學，所留學時也必定不足以進行詳細的案例分析和講解。如果要講，可以只講一些基本的技術手段，其他內(nèi)容可以留待Java后續(xù)課程開展。

3 Java教學改革實踐總結(jié)

3.1 教學改革成果

經(jīng)過多年教學實踐，發(fā)現(xiàn)改革后教學效果有了明顯改善，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）課堂提問率比原來提高了20%；（2）不少學生在作業(yè)完成后，為了精益求精，多次改版并重新提交；（3）少數(shù)學生課后主動上網(wǎng)尋找案例研究，并在線尋求本人解答；（4）筆者曾被多次詢問，何時開設Java后續(xù)課程。

3.2 存在的問題

當然，在多年教學實踐中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）當案例難度提升時，學生開始感到吃力，熱情也開始慢慢下降。 說明案例的選擇還需進一步優(yōu)化；（2）在Java后續(xù)課程如“JavaWeb開發(fā)”中，突然運用多項技術進行綜合開發(fā)，讓學生感到極為不適應。 說明課程銜接做得還不夠好；（3）面對一心只想考證或者升學的學生，未能起到更多輔助作用。