關(guān)于Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的思考

于守良

濰坊科技學(xué)院 山東壽光 262700

1 課程簡介

Java編程語言是個(gè)簡單、面向?qū)ο?、分布式、解釋性、健壯、安全與系統(tǒng)無關(guān)、可移植、高性能、多線程和動(dòng)態(tài)的語言，它繼承了C++語言面向?qū)ο蠹夹g(shù)的核心，舍棄了C++語言中容易引起錯(cuò)誤的指針（以引用取代）、運(yùn)算符重載（operator overloading）、多重繼承（以接口取代）等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用的對象所占據(jù)的內(nèi)存空間，使得程序員不用再為內(nèi)存管理而擔(dān)憂，是目前軟件設(shè)計(jì)中極為健壯的編程語言，不僅可用來開發(fā)大型的應(yīng)用程序，而且特別適合于Internet的應(yīng)用開發(fā)。

近年來，作為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代最重要的編程語言，Java編程語言越來越受到人們的重視，對它的應(yīng)用和研究遍及計(jì)算機(jī)軟件和硬件的各個(gè)領(lǐng)域。國內(nèi)高校普遍開設(shè)了相關(guān)課程，并取得很好的教學(xué)效果。該課程的任務(wù)是：希望學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解國際上最新的計(jì)算機(jī)編程設(shè)計(jì)思想，初步運(yùn)用Java技術(shù)和基本開發(fā)工具進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件代碼設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想和邏輯思維方式，進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程研究。

濰坊科技學(xué)院對這門課程進(jìn)行了不斷的實(shí)踐和探索，特別是Java語言在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的應(yīng)用所涉及的課程內(nèi)容、目標(biāo)、性質(zhì)和教學(xué)方法等方面。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談幾點(diǎn)思考。

2 課程授課要求

通過多年的教學(xué)實(shí)踐和參考其他院校的培養(yǎng)計(jì)劃，該課程開課學(xué)時(shí)為136學(xué)時(shí)（理論+實(shí)踐+設(shè)計(jì)）。學(xué)習(xí)該課程后，使學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想、方法、概念，掌握J(rèn)ava程序設(shè)計(jì)語言，掌握圖形用戶界面程序開發(fā)的基本方法，并理解面向?qū)ο笏枷朐谄渲械膽?yīng)用，能夠應(yīng)用面向?qū)ο蟮乃枷敕椒ê蚃ava語言，開發(fā)簡單的應(yīng)用程序，能夠開發(fā)圖形用戶界面應(yīng)用程序。本課程主要介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法和Java語言的基本概念，充分認(rèn)識學(xué)習(xí)Java程序設(shè)計(jì)的重要性；系統(tǒng)地介紹Java語言程序格式、特點(diǎn)與過程，圖形界面和字符界面的輸入輸出、抽象、封裝與類、繼承、多態(tài)和重載、語言基礎(chǔ)類庫、圖形用戶界面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、異常處理、多線程機(jī)制、網(wǎng)上資源訪問等。

2.1 課程內(nèi)容安排

“Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程針對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的本科生開設(shè)，是一門承上啟下的課程，該課程的先修課程為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、C語言程序設(shè)計(jì)、C++程序設(shè)計(jì)，學(xué)生已經(jīng)初步具備一定的程序設(shè)計(jì)能力。本課程主要讓學(xué)生掌握如何運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行問題的分析以及系統(tǒng)的開發(fā)，如何對系統(tǒng)的需求進(jìn)行抽象，如何實(shí)現(xiàn)繼承、封裝和多態(tài)，如何進(jìn)行異常處理，如何利用模板提高系統(tǒng)的可重用性和可維護(hù)性，如何進(jìn)行輸入輸出處理，等等。

該課程要求學(xué)生掌握面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，是一門與實(shí)際結(jié)合非常緊密、實(shí)用性非常強(qiáng)的課程。因此，教師在教學(xué)中與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，由淺入深進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。在實(shí)際講解中，結(jié)合貼切的例子，同時(shí)在Java語言的開發(fā)平臺上演示，教學(xué)效果會更好。

2.2 理論教學(xué)內(nèi)容

課程的內(nèi)容體系要反映課程性質(zhì)。Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)主要圍繞應(yīng)用，并將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，首先是介紹面向?qū)ο蟮幕靖拍钜约胺椒ǎ黄浯问墙榻B如何應(yīng)用Java語言去實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮母拍詈头椒ā?/p>

理論教學(xué)的重點(diǎn)是：

1）對象、類與實(shí)體基本概念；

2）Java Application程序結(jié)構(gòu)；

3）表達(dá)式的使用，流程控制語句；

4）自定義類、創(chuàng)建對象與定義構(gòu)造函數(shù)；

5）方法的重載、類的繼承；

6）數(shù)組的聲明及初始化、數(shù)組的應(yīng)用；

7）圖形用戶界面程序的基本結(jié)構(gòu)；

8）例外處理機(jī)制，Swing GUI組件創(chuàng)建。

強(qiáng)化課堂教學(xué)，轉(zhuǎn)變并革新授課觀念，將課堂的中心轉(zhuǎn)變成以學(xué)生為中心，加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)，增加雙邊活動(dòng)，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。授課過程中，把知識點(diǎn)展開后，聯(lián)系實(shí)際工程提出問題后，通過啟發(fā)學(xué)生思考回答思路，教師現(xiàn)場的講解和編寫程序?qū)崿F(xiàn)功能，并模仿學(xué)生容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的場景。雖然學(xué)生在前序課程中學(xué)習(xí)過Java的基本語法，但是沒有涉及對象和類的編程，需要運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷肴ゾ幊虒?shí)現(xiàn)功能，有一定的難度。尤其是需要從面向過程轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο?，這種設(shè)計(jì)思想的轉(zhuǎn)變有一定的困難，所以對于涉及像三層架構(gòu)這樣比較難的內(nèi)容，一定要通過生動(dòng)的語言和形象的比喻，先讓學(xué)生建立一個(gè)感性的認(rèn)識，然后再完成理論的補(bǔ)充。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

該課程是一門應(yīng)用性比較強(qiáng)的課程，因此在課程安排中設(shè)置了58學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)20學(xué)時(shí)。在教授Java語言的同時(shí)，講授面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。而本課程的實(shí)驗(yàn)就是讓學(xué)生運(yùn)用課堂上學(xué)到的概念、方法來解決實(shí)際問題，以進(jìn)一步鞏固對教材的理解。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生熟悉Java語言的編程、編譯、運(yùn)行、調(diào)試過程；了解Java應(yīng)用程序和小程序的區(qū)別；掌握J(rèn)ava語言的數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式和控制流程，學(xué)會設(shè)計(jì)類，認(rèn)識并掌握方法名重寫和重載、構(gòu)造方法；對象的創(chuàng)建使用，認(rèn)識接口的聲明，實(shí)現(xiàn)類與接口的配合；學(xué)習(xí)Java語言的基本類庫，學(xué)會設(shè)計(jì)人機(jī)界面和交互功能；認(rèn)識和熟悉Java語言的多線程編程，線程的4個(gè)生命周期，線程的優(yōu)先級；了解輸入輸出流及其I/0應(yīng)用；了解Java在網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用及多媒體應(yīng)用。

3 授課方式

教學(xué)方式的改革是為達(dá)到課程目標(biāo)創(chuàng)造運(yùn)作條件，理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都要使學(xué)生始終處于交流和探究的過程中，不斷激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知和思路。為此，采取的授課方式是理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互輔助，課內(nèi)討論與課外大作業(yè)結(jié)合，課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)自學(xué)相互支持。

3.1 基于應(yīng)用實(shí)例的理論教學(xué)

“Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”是門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。在講解其理論知識時(shí)，注重與應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，使一些概念性的理論盡量通俗易懂。比如講授類的封裝性，可以選擇ATM機(jī)作為例子來比喻，使其易于理解。用應(yīng)用案例展開對基本的語法和新的知識點(diǎn)的介紹，讓學(xué)生通過案例對基本概念、基本原理的加深理解，來掌握語法和算法。同時(shí)指出該案例還存在或遺留的問題，這些問題的解決需要新的理論、新的方法，為后一個(gè)案例引出作鋪墊。以一個(gè)比較完整的應(yīng)用例子貫穿整個(gè)教學(xué)過程，并通過層層的剖析和不斷補(bǔ)充的完善，最終構(gòu)成一個(gè)功能相對完整的面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)，也完成了全部教學(xué)內(nèi)容講授。

3.2 基于社會需求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在制定相關(guān)配套實(shí)驗(yàn)的過程中，既要考慮到學(xué)院的師資和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更要緊扣社會上對計(jì)算機(jī)人才的需求。因此，除了安排一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，還要安排一些程序設(shè)計(jì)、應(yīng)用方面的綜合性實(shí)驗(yàn)。在基本概念知識掌握后，更需要提高應(yīng)用能力。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力和客觀上存在的能力差異，劃分成不同的學(xué)習(xí)小組，并將實(shí)訓(xùn)任務(wù)按難度分成必做題和選做題兩個(gè)部分：所有學(xué)生都必須完成必做題；而對難度較大的選做題進(jìn)行拆分并細(xì)化到每個(gè)學(xué)生身上，鼓勵(lì)學(xué)生通過相互探討、發(fā)揚(yáng)協(xié)作精神共同完成，為提高學(xué)生理解和分析的能力提供比較大的發(fā)揮空間。學(xué)生可以憑自己的能力，以不同的形式完成任務(wù)，讓每個(gè)人都能體會到成功的快樂，完成屬于自己的程序，全面提高自我素質(zhì)，不斷提升實(shí)戰(zhàn)技能。

3.3 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境

為了配合課程教學(xué)，要引導(dǎo)學(xué)生充分利用Java網(wǎng)站（如中文Java技術(shù)網(wǎng)“http：//www.cn-java.com/Java”、中文站“http：//www.java-cn.com”）自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)站除提供一些專題文章、資源下載外，還可以使學(xué)生通過論壇、博客對該課程進(jìn)行一個(gè)公共的交流，方便進(jìn)行課后的復(fù)習(xí)和自學(xué)。同時(shí)借助本校的網(wǎng)站開設(shè)一個(gè)相關(guān)的論壇，專門進(jìn)行各種主題的討論，可以是教師組織的專題討論，也可以是個(gè)別學(xué)生對課堂上的問題引發(fā)的討論。在這個(gè)討論區(qū)中，教師只起一個(gè)組織作用，學(xué)生發(fā)揮他們的自主和能動(dòng)性。

4 結(jié)束語

“Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)課，授課過程中的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生從面向過程轉(zhuǎn)變到面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)程序，教師要多了解最新的相關(guān)知識，不斷更新自己的專業(yè)知識體系，并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)教學(xué)方法，以適應(yīng)實(shí)際的需要和學(xué)生的需求。本文給出了筆者的一些思考，在實(shí)際的教學(xué)中也要根據(jù)具體學(xué)生的具體要求及時(shí)調(diào)整授課的內(nèi)容和方法，讓更多的學(xué)生從中提高自己的專業(yè)素養(yǎng)。

[1]杜獻(xiàn)峰.“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程教學(xué)實(shí)踐與探索[J].計(jì)算機(jī)教育,2008(12)：39-40.

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