模塊化項目驅(qū)動在“java程序設(shè)計”課程教學(xué)中的應(yīng)用

　　摘要：java程序設(shè)計對計算機相關(guān)專業(yè)的學(xué)生是一門非常重要且實踐性很強的課程，文章針對傳統(tǒng)授課方式所產(chǎn)生的一系列問題，提出了模塊化項目驅(qū)動的授課新模式，并詳細(xì)介紹了這種新的授課方式在具體實施中的應(yīng)用及效果。
　　關(guān)鍵詞：java程序設(shè)計；模塊教學(xué)；項目驅(qū)動
　　
　　Java是1995年由Sun公司組織開發(fā)的一種編程語言。時至今日，Java已經(jīng)發(fā)展為一個覆蓋面廣、效率高、易用性強的技術(shù)平臺，它不僅可以用來開發(fā)大型的桌面應(yīng)用程序，而且特別適合于Internet的應(yīng)用開發(fā)，是一門正在被廣泛使用的編程語言。［1］
　　在整門課程設(shè)計中，要體現(xiàn)以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位——按照“實際、實用和實踐”的教育思想，堅持“學(xué)中做，做中悟”的原則，以理解、編程和應(yīng)用［2］為教學(xué)目標(biāo)，通過理論課和實驗課的結(jié)合，讓學(xué)生積極主動地參與到課程的學(xué)習(xí)中［3］。
　　一、傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題
　　java程序設(shè)計是實踐性非常強的一門課程，一般由理論課和實驗課組成。在傳統(tǒng)教學(xué)中，理論課會分章節(jié)介紹java語言及相關(guān)技術(shù)，教師都是先從概念上開始講解，比如什么是類，什么是多線程，什么是JDBC，然后針對程序片段來介紹相關(guān)語法和編程規(guī)范，如類的聲明中可以包含成員變量和成員方法，多線程可以有繼承和接口實現(xiàn)兩種方式，用java對數(shù)據(jù)庫操作必須有哪幾個步驟，最后通過一些小的實例讓學(xué)生結(jié)合實際掌握相關(guān)技術(shù)的用法，如何用類及其相關(guān)特性來聲明員工和管理者，如何用多線程實現(xiàn)多窗口售票，如何用數(shù)據(jù)庫保存用戶信息等等。同時在實驗課上，教師會針對每個章節(jié)的知識點讓學(xué)生通過練習(xí)進(jìn)一步熟悉java語言的一些特性及用法，鍛煉獨立編程和解決問題的能力。但是這種當(dāng)前普遍采取的教學(xué)方式，還存在以下不足：
　?。?）課堂教學(xué)形式陳舊，都是以教師為中心進(jìn)行灌輸式的教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生上課注意力很難集中，師生之間缺乏互動，課堂效果不理想。
　?。?）這門課程涉及知識點多，但各個章節(jié)內(nèi)容比較分散，連貫性差，不同的知識點相對獨立，難以讓學(xué)生對java語言形成一個整體的感受，部分學(xué)生在學(xué)后面的知識點時，前面的內(nèi)容已經(jīng)忘掉，會影響后續(xù)課程的展開。
　?。?）學(xué)完整門課程后，學(xué)生只感覺多學(xué)了一門編程語言，學(xué)習(xí)成就感和成果激勵性差，很難體會java語言在解決實際問題中的功效，更無法將其應(yīng)用在實際的項目中，一定程度上影響到學(xué)生將來的就業(yè)。
　　（4）雖然實驗課的設(shè)置讓學(xué)生有了動手編程的機會，但往往是教師為了讓學(xué)生掌握理論課中的概念和java語法，實驗課前生搬硬套地出一些題目，實驗課中學(xué)生只是為了完成任務(wù)而做實驗，動力不足，主觀能動性差，缺乏真正參與項目的成就感。
　?。?）傳統(tǒng)的卷面測試也使部分學(xué)生產(chǎn)生了只要背背知識點通過考試就行、實踐無所謂的錯誤觀念，忽視了學(xué)生課程學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
　　二、授課方案分析
　　為了解決傳統(tǒng)教學(xué)問題，通過對java程序設(shè)計課程的反復(fù)研究及日常的教學(xué)實踐，我們總結(jié)了一套針對本門課程的模塊化項目驅(qū)動授課方案，方案如下：
　　1.方案總體思路
　　對于學(xué)生而言，相比已學(xué)過的面向過程的編程語言，java涉及的內(nèi)容比較多，學(xué)起來比較困難，為了打消學(xué)生畏懼心理，提高學(xué)生的編程興趣和動手能力，使學(xué)生能循序漸進(jìn)地掌握java語言相關(guān)技術(shù)，可將java課程分成以下三個模塊來講解：（1）基礎(chǔ)篇——java基本語法，面向?qū)ο缶幊?；?）提高篇——java類庫、多線程和數(shù)據(jù)庫操作；（3）應(yīng)用篇——桌面應(yīng)用程序和web項目的開發(fā)。
　　三個模塊由簡入深，從基礎(chǔ)到應(yīng)用構(gòu)成一個完整的課程體系，前面的模塊學(xué)不好不但會影響到后續(xù)課程，且會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。所以在分模塊教學(xué)的同時，也要注意課程的連貫性。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，增強學(xué)生的自信心并體會學(xué)習(xí)過程中帶來的成就感，課程將采取項目驅(qū)動教學(xué)法，結(jié)合理論課和實驗課，將一個簡單的學(xué)生管理系統(tǒng)貫穿課程的始終。從基礎(chǔ)語法到面向?qū)ο蟮母拍詈吞匦浴⒁约昂竺娴木W(wǎng)絡(luò)、多線程和數(shù)據(jù)庫等高級操作，直至用JavaEE相關(guān)技術(shù)完成一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)。通過這種授課方式讓學(xué)生對抽象的編程語言有更形象的感受，這不但有助于學(xué)生對新知識的接受和記憶，同時也可以讓每個學(xué)生都參與到課程的學(xué)習(xí)中，師生交互和學(xué)生的主觀能動性都大大增強。
　　2.課程的具體安排
　　（1）基礎(chǔ)篇教學(xué)。基礎(chǔ)篇的目的除了讓學(xué)生掌握java語言在數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式、程序流程等幾方面和其他編程語言的異同，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會用面向?qū)ο蟮木幊趟枷虢鉀Q實際問題。這一部分的教學(xué)重點應(yīng)該讓學(xué)生在理解類和對象的概念的同時掌握面向?qū)ο蟮某橄?、封裝、繼承、多態(tài)等特性。
　　針對溫州醫(yī)學(xué)院的學(xué)生管理系統(tǒng)，可以用“學(xué)生類”封裝學(xué)生信息，每個學(xué)生是一個對象，通過這種方式讓學(xué)生理解類和對象的概念，并明白抽象和封裝的含義。在介紹具體語法時，可以分析學(xué)生的姓名、性別等實例屬性及學(xué)校、在校人數(shù)等類屬性的區(qū)別和定義方式，同時涉及入校、畢業(yè)、轉(zhuǎn)專業(yè)等方法的實現(xiàn)。課堂中還可以通過創(chuàng)建學(xué)生對象并模擬學(xué)生行為的方式來讓學(xué)生理解相關(guān)原理并掌握編程規(guī)范。
　　在講繼承時，在“學(xué)生類”的基礎(chǔ)上，理解本科生和研究生是學(xué)生的子類，重用學(xué)生共性的基礎(chǔ)上，本科生和研究生有各自特定的專業(yè)和研究方向。另外，在某些行為上有區(qū)別于父類的實現(xiàn)方式，如畢業(yè)時獲取的學(xué)位不同等。通過這個項目讓學(xué)生理解繼承在java中的應(yīng)用。
　　學(xué)生在?？梢詤⑴c很多活動，如注冊繳費、選課、獎學(xué)金評定等，不同的活動涉及一系列的行為，可以為這些活動定義相應(yīng)的接口，并在已有的類中實現(xiàn)多個接口。同樣是學(xué)生，但由于學(xué)歷或身份不同，某些行為實現(xiàn)也不同，可以借此讓學(xué)生理解多態(tài)在實際項目中的應(yīng)用。在實驗課中根據(jù)學(xué)生參與的各類活動編寫相關(guān)接口，并完善項目中涉及的類。
　?。?）提高篇教學(xué)。提高篇的目的是讓學(xué)生掌握java語言的一些實用的高級操作，重點是java基礎(chǔ)類庫、多線程、數(shù)據(jù)庫操作的原理和相關(guān)技術(shù)。這一部分可以在基礎(chǔ)篇搭建的類的框架基礎(chǔ)上針對某些特定功能繼續(xù)展開。
　　Java基礎(chǔ)類庫涉及字符串、數(shù)學(xué)運算、集合操作等很多常用功能，在項目中可以通過在學(xué)生的成績計算、排名、統(tǒng)計等成員方法中講解java API的使用。多線程在學(xué)生管理系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，課堂上可以學(xué)生選課為例子，模擬多個學(xué)生同時選課，保證每門選課課程的時間及人數(shù)來向?qū)W生講解在java中使用多線程編程的機制和方法。數(shù)據(jù)庫的操作對后面開發(fā)學(xué)生管理的應(yīng)用軟件或網(wǎng)站十分關(guān)鍵。課堂上，讓學(xué)生理解學(xué)生信息管理系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)都應(yīng)該保存在數(shù)據(jù)庫中。包括學(xué)生信息、選課信息等都可通過JDBC的特定步驟實現(xiàn)記錄的增刪改查。
　?。?）應(yīng)用篇教學(xué)。經(jīng)過上面兩個部分的學(xué)習(xí)，通過理論課上的講解和實驗課中的實踐，整個項目涉及的類已經(jīng)基本完成，相應(yīng)的方法也都已經(jīng)實現(xiàn)，接下來在應(yīng)用篇中重點是向用戶介紹java在桌面和web應(yīng)用程序領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　無論是講解java桌面程序的圖形界面還是javaEE動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)，教師都應(yīng)該先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)項目的類型規(guī)劃工程（Project），將之前的所有程序引入到合適的目錄中。在這個基礎(chǔ)上以學(xué)生注冊或選課為例，講解圖形界面或網(wǎng)頁開發(fā)中涉及到的問題，如果是圖形界面就要講解用戶交互時所使用的控件及相關(guān)事件，如果是動態(tài)網(wǎng)頁，則要重點介紹servlet和jsp的運行原理及頁面對象在網(wǎng)站中的使用。將之前的測試方法替換成真正的界面或網(wǎng)頁，通過和用戶的交互，調(diào)用之前編好的類，完成業(yè)務(wù)方法的處理和數(shù)據(jù)的操作。
　　3.方案小結(jié)
　　以上介紹了模塊化項目驅(qū)動在java程序設(shè)計這門課程中的具體實施方法，將整個課程分成三個模塊來講解。第一模塊主要講解面向?qū)ο缶幊碳捌湔Z法，建立項目中涉及到的接口和類，理清類和類之間的繼承或組合關(guān)系，對于其中的一些成員方法，可以暫時用簡單的幾句測試代碼代替，即，在第一模塊中建立項目中類的框架。第二模塊主要利用java的API來解決項目中涉及到的運算、多線程、數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵問題，在已有類框架的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際問題完善類的成員方法，即，在第二模塊中完成類的實現(xiàn)。第三模塊引入已有類，并編寫用戶交互界面，在特定事件發(fā)生時調(diào)用類的方法完成一個簡單的學(xué)生管理系統(tǒng)。課程的教學(xué)步驟如圖1所示。
　　三、結(jié)語
　　模塊化的講解讓學(xué)生對java涉及的領(lǐng)域有清晰的認(rèn)識。用一個學(xué)生熟悉的項目將所有模塊聯(lián)系起來，可以讓學(xué)生從被動地學(xué)轉(zhuǎn)化為主動地做，學(xué)生學(xué)習(xí)課程的過程也轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c項目的過程，這使得理論課和實驗課聯(lián)系更加緊密，教學(xué)效果顯著提高。實踐證明，通過這種授課方式，學(xué)生對java這門編程語言的掌握程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)教學(xué)方式下的教學(xué)效果，不但理論知識學(xué)得扎實，學(xué)習(xí)興趣和實踐能力都得到了顯著提高。
　　參考文獻(xiàn)：
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　　［2］ 孔宇強，鄭志材，張晶.基于實踐能力的“java語言程序設(shè)計”課程改革與探析［J］.才智，2009，（3）.
　　［3］ 招啟東.項目實訓(xùn)在Java課程教學(xué)中的應(yīng)用［J］.時代教育，2008，（9）：279.