摘 要:本文探討了Java程序設(shè)計課程采用項目實踐教學(xué)法的效果與挑戰(zhàn)。該課程兼具深厚的理論性與實踐性,通過項目實踐教學(xué)法,將理論知識巧妙融入項目開發(fā)實踐,有效激發(fā)學(xué)生的求知欲并提升學(xué)習(xí)成效。學(xué)生在動手實踐中逐步掌握知識點,不僅汲取了豐富的理論知識,更錘煉了動手操作能力,培育了團隊協(xié)作精神與獨立解決問題的能力。同時,該教學(xué)法也成為鍛煉學(xué)生表達與溝通能力的契機,極大地增強了他們的自信心。然而,教學(xué)實踐環(huán)節(jié)亦面臨一些挑戰(zhàn),包括教師在項目開發(fā)中指導(dǎo)力度不足、部分教師工程實踐經(jīng)驗匱乏導(dǎo)致的項目開發(fā)疏漏,以及學(xué)生偏重程序功能實現(xiàn)而忽視調(diào)試與測試環(huán)節(jié)等問題。
關(guān)鍵詞:Java程序設(shè)計;課程實踐;教學(xué)模式
中圖分類號:G642.3" 文獻標(biāo)識碼:A" 文章編號:1673-260X(2025)02-0105-04
Java作為一種高級的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言,具有面向?qū)ο蟆⒎植际?、多線程等特點,因此其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展,Java在企業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛,如開發(fā)軟件的財務(wù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)站管理系統(tǒng)等[1,2]。作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,Java程序設(shè)計課程是一門實踐性很強的課程,傳統(tǒng)教學(xué)存在理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象。因此,本文針對Java程序設(shè)計課程的特點及學(xué)生實際情況,對Java程序設(shè)計課程的教學(xué)進行了改革與探索,提出了項目實踐教學(xué)模式。實踐證明,該方法提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果[3,4]。
1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
Java程序設(shè)計是計算機相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,課程體系包含理論和實踐兩個方面。Java程序設(shè)計課程在教學(xué)中,主要以理論教學(xué)為主,包括基礎(chǔ)知識、面向?qū)ο笏枷?、多線程編程、異常處理等內(nèi)容。但這些內(nèi)容需要在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,結(jié)合大量的實驗練習(xí)加以鞏固。目前,由于該課程教學(xué)內(nèi)容多、課時少、知識點抽象,教學(xué)效果不夠理想[5-8]。因此,在Java程序設(shè)計課程中,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,教學(xué)效果不佳。具體分析現(xiàn)狀有以下幾點問題。
(1)教學(xué)內(nèi)容多。Java程序設(shè)計課程主要內(nèi)容包括面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、異常處理、多線程、網(wǎng)絡(luò)編程和文件操作等內(nèi)容。由于Java程序設(shè)計課程的重要性,該課程在整個專業(yè)課程體系中的地位非常高。為了使學(xué)生更好地掌握J(rèn)ava程序設(shè)計,教師在教學(xué)過程中安排了大量的實驗內(nèi)容,這些內(nèi)容很多,而且多數(shù)是比較典型和復(fù)雜的實驗,要求學(xué)生在較短的時間內(nèi)完成這些實驗任務(wù)。
(2)課時少。該課程有7個教學(xué)單元,每個教學(xué)單元的課時為4學(xué)時。但在實際的教學(xué)過程中,每一個教學(xué)單元都需要安排4學(xué)時的實驗內(nèi)容,其中2學(xué)時是理論學(xué)習(xí),最后一個學(xué)時則是實踐操作。在實踐操作過程中,學(xué)生還要根據(jù)老師提出的要求完成相應(yīng)的項目內(nèi)容。如果要求學(xué)生按照項目要求完成相應(yīng)的代碼編寫任務(wù),那學(xué)生必須有一定的編程基礎(chǔ)。但在安排該課程時沒有考慮這一點,導(dǎo)致學(xué)生進行實際編寫代碼的時候會出現(xiàn)各種問題。由于課時較少,在實驗內(nèi)容設(shè)置上也不夠合理,使得學(xué)生很難掌握相關(guān)知識和技能。
(3)教學(xué)方式單一。由于該課程內(nèi)容多、課時少,教學(xué)方式單一,不能很好地調(diào)動學(xué)生的積極性。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師為中心,以教材為中心的課堂教學(xué)模式,采用一問一答的灌輸式教學(xué)方法。教師在課堂上主要講解概念和基本原理,學(xué)生只需要記住結(jié)論。學(xué)生只是被動地接受知識,在學(xué)習(xí)中缺少獨立思考和自主探究的機會。這種教學(xué)方式使學(xué)生不能充分發(fā)揮自己的主觀能動性,不能滿足新時代對人才培養(yǎng)提出的新要求,更不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(4)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差。學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣普遍存在問題,上課時注意力不集中、思想開小差,不能獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù),對知識掌握不牢固。這不僅與學(xué)生自身原因有關(guān),也與教師的教學(xué)方法有關(guān)。教師在課堂上只能通過講解知識點來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),由于課程內(nèi)容理論性太強,教材中有大量枯燥難懂的文字和理論公式,缺少實踐操作環(huán)節(jié),學(xué)生在學(xué)習(xí)時缺乏主動性和積極性。因此,教師在教學(xué)過程中應(yīng)采取多種教學(xué)手段,增加學(xué)生實驗環(huán)節(jié),讓學(xué)生邊學(xué)邊練。
2 實踐教學(xué)模式改革
2.1 制定合理的教學(xué)目標(biāo)
制定合理的教學(xué)目標(biāo)需要綜合考慮以學(xué)生為中心的原則、專業(yè)特性、社會需求、教師經(jīng)驗以及專業(yè)培養(yǎng)方案。以下是基于這些要素制定的、面向信息技術(shù)或軟件工程專業(yè)的示例教學(xué)目標(biāo)。
2.1.1 知識與技能目標(biāo)
基礎(chǔ)理論與技術(shù)掌握:學(xué)生能夠熟練掌握計算機科學(xué)的基礎(chǔ)理論,包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)等核心課程知識,并能靈活運用這些理論解決實際問題。
專業(yè)技能提升:(1)軟件開發(fā)方向,學(xué)生能夠根據(jù)需求分析,設(shè)計并實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的架構(gòu),熟練使用至少一種主流編程語言(如Java、Python、C++)、開發(fā)框架(如Spring Boot、Django等),掌握版本控制工具(如Git),并能進行單元測試、集成測試。(2)游戲與動畫開發(fā)方向,掌握游戲引擎(如Unity、Unreal Engine)或動畫軟件(如Maya、Blender)的基本操作與高級技巧,能夠設(shè)計并實現(xiàn)游戲邏輯或動畫場景,理解并應(yīng)用圖形學(xué)基本原理。(3)軟件測試方向,理解軟件測試的基本流程、方法與技術(shù),能夠編寫測試用例,使用自動化測試工具(如Selenium、JMeter)進行功能測試、性能測試,并具備缺陷跟蹤與報告的能力。
2.1.2 能力發(fā)展目標(biāo)
(1)問題解決與創(chuàng)新能力:培養(yǎng)學(xué)生面對復(fù)雜問題時能夠分析問題、提出解決方案并創(chuàng)新優(yōu)化的能力。(2)團隊協(xié)作與溝通能力:通過項目實踐,增強學(xué)生的團隊合作精神,提升跨部門溝通、項目管理和協(xié)調(diào)能力。(3)持續(xù)學(xué)習(xí)與自我提升:鼓勵學(xué)生關(guān)注行業(yè)動態(tài),掌握新技術(shù),培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
2.1.3 職業(yè)素養(yǎng)與社會責(zé)任感
(1)職業(yè)道德與規(guī)范:理解并遵守軟件開發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)保護等相關(guān)法律法規(guī),具備良好的職業(yè)道德和社會責(zé)任感。(2)國際化視野:增強跨文化交流能力,了解國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與最佳實踐,為參與全球競爭做準(zhǔn)備。(3)環(huán)保意識與社會貢獻:在軟件開發(fā)與應(yīng)用中考慮環(huán)保因素,鼓勵利用技術(shù)解決社會問題,貢獻于可持續(xù)發(fā)展。
2.1.4 實踐與應(yīng)用能力
(1)項目實戰(zhàn)經(jīng)驗:通過參與真實或模擬的項目開發(fā),積累項目管理和軟件開發(fā)的實戰(zhàn)經(jīng)驗,提升解決實際問題的能力。(2)實習(xí)與就業(yè)準(zhǔn)備:為學(xué)生提供實習(xí)機會,幫助他們了解職場環(huán)境,提升職業(yè)素養(yǎng),為畢業(yè)后順利就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。
2.2 采用項目實踐教學(xué)模式
Java程序設(shè)計課程是一門實踐性很強的課程,單純采用理論教學(xué),學(xué)生很難真正掌握所學(xué)知識,因此,在教學(xué)過程中采用項目實踐教學(xué)模式對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實踐能力十分重要。項目實踐教學(xué)模式是將課程知識點分解為一個個具體的項目,讓學(xué)生通過完成一個個項目來掌握所學(xué)知識的一種教學(xué)模式。是將課堂知識與實際應(yīng)用相結(jié)合,在學(xué)習(xí)中注重理論與實踐相結(jié)合,實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。因此,在進行Java程序設(shè)計課程的教學(xué)過程中,應(yīng)采用項目實踐教學(xué)模式。項目實踐教學(xué)模式是指按照一定的程序步驟組織實施一個完整項目的一種方法[9,10]。
2.2.1 以學(xué)生為中心的項目選擇
(1)貼近學(xué)生興趣:根據(jù)學(xué)生的興趣點,選擇與學(xué)生生活、興趣愛好或未來職業(yè)規(guī)劃相關(guān)的項目。例如,開發(fā)一個簡單的校園信息發(fā)布系統(tǒng)、在線游戲、動畫制作工具或小型軟件測試平臺。(2)難度適宜:確保項目難度既不過分簡單無法激發(fā)挑戰(zhàn)欲,也不過于復(fù)雜讓學(xué)生望而生畏。通過逐步增加項目難度,讓學(xué)生在挑戰(zhàn)中成長。
2.2.2 知識與技能融合的教學(xué)目標(biāo)
(1)基礎(chǔ)技能鞏固:通過項目實踐,鞏固Java語言基礎(chǔ),包括數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο缶幊痰群诵母拍?。?)專業(yè)技能提升:根據(jù)項目類型,有針對性地提升學(xué)生在特定領(lǐng)域的技能,如GUI設(shè)計、數(shù)據(jù)庫操作、網(wǎng)絡(luò)通信、多線程編程等。(3)綜合能力培養(yǎng):注重學(xué)生解決問題能力、團隊協(xié)作能力、時間管理能力以及文檔編寫能力的培養(yǎng),確保學(xué)生具備全面的職業(yè)素養(yǎng)。
2.2.3 項目實施過程
(1)需求分析:引導(dǎo)學(xué)生對項目進行需求分析,明確項目目標(biāo)、功能需求和非功能需求。(2)設(shè)計階段:鼓勵學(xué)生進行系統(tǒng)設(shè)計,包括架構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、界面設(shè)計等,并學(xué)會使用UML等工具進行建模。(3)編碼實現(xiàn):在編碼過程中,教師提供必要的指導(dǎo)和幫助,確保學(xué)生掌握編碼規(guī)范和最佳實踐。(4)測試與優(yōu)化:教授學(xué)生編寫測試用例,進行單元測試、集成測試和性能測試,并根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化。(5)項目展示與反饋:組織項目展示會,讓學(xué)生展示自己的項目成果,接受同學(xué)和老師的評價與建議,促進相互學(xué)習(xí)。
2.2.4 持續(xù)學(xué)習(xí)與自我提升
(1)鼓勵自主學(xué)習(xí):在項目實踐過程中,鼓勵學(xué)生主動探索新技術(shù)、新方法,拓寬知識面。(2)參與開源項目:引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并參與開源項目,了解行業(yè)前沿動態(tài),提升實戰(zhàn)經(jīng)驗和團隊協(xié)作能力。(3)建立學(xué)習(xí)社群:利用社交媒體、在線論壇等工具建立學(xué)習(xí)社群,促進學(xué)生之間的交流與分享。
2.2.5 職業(yè)素養(yǎng)與社會責(zé)任感
(1)強調(diào)代碼質(zhì)量:培養(yǎng)學(xué)生的代碼質(zhì)量意識,注重代碼的可讀性、可維護性和可擴展性。(2)遵守行業(yè)規(guī)范:教育學(xué)生遵守軟件開發(fā)行業(yè)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),如命名規(guī)范、編碼規(guī)范等。(3)培養(yǎng)社會責(zé)任感:在項目選題和實施過程中,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會問題,利用技術(shù)為社會做出積極貢獻。
2.3 采用案例式教學(xué)方法
案例式教學(xué)方法是一種以問題為中心的教學(xué)方法,教師可以根據(jù)課程內(nèi)容,設(shè)計具有實際意義的問題,以學(xué)生為中心,將實際案例作為教學(xué)案例,讓學(xué)生在分析和解決實際問題的過程中掌握J(rèn)ava程序設(shè)計課程的知識。例如在學(xué)習(xí)Java技術(shù)基礎(chǔ)時,可以針對Java常用的技術(shù)進行討論,讓學(xué)生分析常見的一些數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),如Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。在討論過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握J(rèn)ava程序設(shè)計知識及各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。通過案例式教學(xué)方法可以使學(xué)生真正成為課堂的主體,他們會積極地參與到教學(xué)中來,增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。以下是如何在Java技術(shù)基礎(chǔ)課程中應(yīng)用案例式教學(xué)方法的詳細(xì)闡述[11-13]。
2.3.1 案例選擇與準(zhǔn)備
(1)貼近實際:選擇與學(xué)生未來職業(yè)道路或當(dāng)前技術(shù)趨勢緊密相關(guān)的案例,如電商網(wǎng)站后臺管理系統(tǒng)、學(xué)生信息管理系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)通常涉及數(shù)據(jù)庫操作。(2)多樣性:為讓學(xué)生全面了解Java在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,可以準(zhǔn)備多個案例,每個案例側(cè)重于不同的技術(shù)點,如Web開發(fā)、桌面應(yīng)用、移動應(yīng)用等。(3)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選擇:可以選擇Oracle、MySQL、SQL Server等常見的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為案例中的一部分,讓學(xué)生比較不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點和使用場景。
2.3.2 案例呈現(xiàn)與引導(dǎo)
(1)情境模擬:通過故事或場景描述,將學(xué)生引入案例情境中,讓他們感受到問題的真實性和緊迫性。(2)問題提出:明確案例中的核心問題或需求,如“如何設(shè)計一個能夠連接MySQL數(shù)據(jù)庫并查詢用戶信息的Java程序?”(3)分組討論:將學(xué)生分成小組,每組負(fù)責(zé)一個或多個子問題,鼓勵他們進行頭腦風(fēng)暴,提出解決方案。
2.3.3 分析與實施
(1)知識回顧:在學(xué)生開始分析之前,簡要回顧相關(guān)的Java程序設(shè)計知識和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識。(2)逐步引導(dǎo):教師作為引導(dǎo)者,適時提供線索、提示或資源,幫助學(xué)生逐步深入分析問題,并設(shè)計解決方案。(3)動手實踐:鼓勵學(xué)生動手編寫代碼,實現(xiàn)解決方案。在此過程中,他們可以遇到并解決問題,加深對知識的理解和記憶。
2.3.4 展示與反饋
(1)成果展示:每個小組展示自己的解決方案,包括代碼、設(shè)計文檔和演示視頻等。(2)互評與討論:組織學(xué)生進行互評,討論不同解決方案的優(yōu)缺點,促進相互學(xué)習(xí)和啟發(fā)。(3)教師總結(jié):教師對學(xué)生的表現(xiàn)進行總結(jié),肯定他們的努力和成果,同時指出存在的問題和改進的方向。
2.3.5 拓展與深化
(1)問題延伸:在案例基礎(chǔ)上,提出更深層次或更廣泛的問題,引導(dǎo)學(xué)生進一步探索和學(xué)習(xí)。(2)技術(shù)更新:關(guān)注Java和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的新技術(shù)和發(fā)展趨勢,及時更新案例內(nèi)容,保持教學(xué)的時效性和前沿性。
2.4 改革課程考核方式
目前,該課程多以期末考試成績作為唯一的考核方式,導(dǎo)致學(xué)生以死記硬背為主,知識學(xué)習(xí)效果差。針對這一問題,對Java程序設(shè)計課程的考核方式進行了改革。為了能更好地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,筆者將課程考核分為平時成績和期末考試成績兩部分。平時成績占60%,主要考核學(xué)生對知識點的掌握程度,包括課堂提問、課后作業(yè)、實驗報告等;期末考試成績占40%,主要是對學(xué)生掌握知識情況的檢驗和評價。
在平時成績中,教師可以根據(jù)學(xué)生對知識點掌握情況進行綜合評價。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)資源平臺,把學(xué)生平時測試的內(nèi)容及時上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺上,供學(xué)生參考。這種方法可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,可以更好地鞏固知識點學(xué)習(xí)效果。另外,教師在課程考核中還可以結(jié)合項目實踐教學(xué)情況進行評價,這樣既能考核學(xué)生對知識的掌握程度,也能提高學(xué)生對知識應(yīng)用能力和實踐能力。
2.5 合理安排實驗內(nèi)容
實踐是理論的延伸,只有通過實踐,才能使學(xué)生對理論知識有更深刻的理解。在課程教學(xué)中,應(yīng)以項目實踐為主,采用分組實驗教學(xué)模式。實驗內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)庫的連接、存取數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)等。在實驗過程中,要求學(xué)生掌握J(rèn)ava的基本語法和常用技術(shù)。實驗內(nèi)容還應(yīng)包括網(wǎng)頁設(shè)計與制作、數(shù)據(jù)庫設(shè)計與制作等內(nèi)容。通過實驗,不僅能鞏固學(xué)生的所學(xué)知識,還能培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。此外,還應(yīng)加強實驗中的溝通與交流。在完成項目后,要求學(xué)生對項目進行總結(jié),并進行小組討論和分工,進而提出解決方案。這樣不僅可以鍛煉學(xué)生的編程能力、分析問題和解決問題的能力,還可以提高團隊協(xié)作能力。
3 結(jié)語
Java程序設(shè)計課程是一門理論性和實踐性很強的課程,通過項目實踐教學(xué)模式可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。通過項目實踐教學(xué)模式,將理論知識融入項目開發(fā)中,學(xué)生可以在邊學(xué)邊做的過程中掌握知識點。學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到了理論知識,更重要的是通過實踐鍛煉了動手能力,培養(yǎng)了團隊精神和獨立思考能力。同時,也鍛煉了學(xué)生的表達能力和溝通能力,增強了自信心。但是在教學(xué)過程中也存在一些問題。比如,教師對項目開發(fā)的指導(dǎo)不夠,學(xué)生在項目開發(fā)中遇到問題沒有得到及時幫助和解決;教師的工程實踐經(jīng)驗不足,項目開發(fā)過程中難免出現(xiàn)錯誤;學(xué)生只注重程序功能實現(xiàn),而忽視了程序的調(diào)試和測試等。
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赤峰學(xué)院學(xué)報·自然科學(xué)版2025年2期