茅穎　繆俞蓉　朱亞麗　周旭

【摘要】? ? 隨著計算機技術(shù)與人類日常工作生活的不斷深入融合，教學中計算思維能力的培養(yǎng)也日趨重要。高職計算機專業(yè)的學生通過程序設(shè)計課程的學習可以有效的培養(yǎng)計算思維，因此本文通過對《Java程序設(shè)計課程》教學實施過程中存在的問題進行分析，結(jié)合國家職業(yè)改革實施方案以及計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方案，對課程教學過程中的教學目標、教學方法、考核評價等內(nèi)容進行整合優(yōu)化，培養(yǎng)學生利用程序語言分析并解決復(fù)雜問題的能力，著重提高學生的計算思維能力。

【關(guān)鍵詞】? ? 計算思維? ? Java程序設(shè)計? ? 教學實踐研究

引言：

高職院校的計算機類專業(yè)在人才培養(yǎng)方案中通常開設(shè)多門程序設(shè)計類課程，而在這些課程中通常都有Java程序設(shè)計課程，這是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的課程性質(zhì)決定在教學過程中需要將課堂教學和實踐教學相結(jié)合，培養(yǎng)學生進行Java產(chǎn)品的分析、設(shè)計、編碼、測試的綜合應(yīng)用能力，這就使得部分學生在學習的過程中產(chǎn)生消極畏難的心理，學生缺乏學習主動性，教師教學效果欠佳，致使影響后續(xù)專業(yè)課程的學習。針對目前程序設(shè)計課程的教學情況與學生學習現(xiàn)狀，結(jié)合多年教學經(jīng)驗，在教學過程中引入計算思維體系，深入探討面向計算思維培養(yǎng)的Java程序設(shè)計課程教學實踐研究。

一、計算思維解讀

計算思維是由美國卡內(nèi)基·梅隆大學的周以真教授在2006年提出并且定義的，她指出計算思維就是采用計算機科學的基礎(chǔ)概念來解決問題、設(shè)計系統(tǒng)以及理解人類行為等一系列的思維方式[1]。國內(nèi)，2010年在西安交通大學舉辦的首屆“九校聯(lián)盟計算機基礎(chǔ)課程研討會（C9）”的會后聲明中提出：高校計算機基礎(chǔ)教育階段的首要任務(wù)是培養(yǎng)大學生的計算思維能力。國防科技大學的朱亞宗教授指出：計算思維是人類三大科學思維方式（計算思維、實驗思維、理論思維）之一，有著舉足輕重的作用[2]。

二、Java程序設(shè)計課程教學現(xiàn)狀分析

2.1 課程的能力培養(yǎng)目標不明確

在課程的教學過程中，教師注重的是知識點的教學，著重于知識和技術(shù)的灌輸，不夠注重學生具體能力目標的培養(yǎng)。然而在教學過程中，教會學生理解知識并且能夠熟練運用知識只是最基礎(chǔ)的教學目標，學生能力的提高才是教學的終極目標。

2.2 教學模式與教學手段陳舊

在以往的Java程序設(shè)計課程教學實施中多以教師為中心，教師習慣使用講授法講授枯燥的知識點，而學生只能夠被動的接受，使得學生的學習效率和學習效果都不太能夠達到教師的預(yù)期。在學習過程中練習最多的是客觀題和簡單的編程題，這種教學模式與教學手段過于陳舊，缺少師生互動，不能提高學生編程實踐能力，忽視培養(yǎng)學生對復(fù)雜問題的分析解決能力，限制了學生在學習過程中的實踐與創(chuàng)新能力。

2.3 考核方式與評價體系單一

目前大部分Java程序設(shè)計課程的考核還是以期末考核為主，而在期末考試中又是以理論知識的考核為主，但程序設(shè)計類課程著重培養(yǎng)的是學生的實踐編程能力、邏輯思維能力、分析問題解決問題等能力，這樣的考核與評價方式過于單一，不夠全面，缺少過程性評價，以理論知識為主的考核形式并不能全面的反應(yīng)學生在Java程序設(shè)計課程學習后的實踐能力和綜合素質(zhì)。

2.4 高職生源多樣，教學策略陳舊

目前高等職業(yè)教育的生源呈現(xiàn)出多樣化多元化的特征，有高考普招入學的學生，有對口單招入學的學生，同時高職院校面向全國各省市地區(qū)招生，學生的民族多樣，生活習俗各不相同，并且各地的高考政策也有一定區(qū)別。這就造成同一個班級中學生的學習基礎(chǔ)，學習能力差別較大，過去單一的教學策略并不能應(yīng)對這種復(fù)雜的生源情況，不能保證不同基礎(chǔ)的學生都能夠達到程序設(shè)計課程的教學目標。

三、面向計算思維培養(yǎng)的Java程序設(shè)計課程教學建設(shè)

針對上述在Java程序設(shè)計課程教學中存在的問題，本文結(jié)合多年的教學經(jīng)驗，不斷思考并且探索在程序設(shè)計課程的教育教學過程中的改革創(chuàng)新方向，深入探討構(gòu)建基于計算思維的Java程序設(shè)計課程教學體系。

3.1 教學目標

知識目標：1.掌握Java語言基礎(chǔ);2.掌握Java中的流程控制;3.理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想;4.掌握異常處理和事件處理機制、多線程的設(shè)計;5.掌握Swing圖形界面的設(shè)計;6.掌握Java的I/O編程;7.掌握JDBC訪問數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

能力目標：1.能夠熟練配置Java開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境;2.能夠建立面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法;3.能夠使用Java語言提供的各類工具方法編寫高質(zhì)量的程序;4.能夠撰寫符合規(guī)范要求的技術(shù)文檔。

素質(zhì)目標：1.培養(yǎng)學生分析問題、解決問題及計算思維能力;2.培養(yǎng)學生抽象、概括、算法思維能力;3.培養(yǎng)學生良好的語言與文字表達能力;4.培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力;? 5.培養(yǎng)學生良好的職業(yè)素質(zhì);? 6.培養(yǎng)學生團隊合作能力。

3.2 教學內(nèi)容

1.課時分配

教學內(nèi)容的課時分配如表1所示：

2.單元內(nèi)容及要求

認識Java語言：了解Java語言產(chǎn)生的背景;掌握環(huán)境變量的配置。

Java語言基本要素：掌握Java中基本數(shù)據(jù)類型;掌握常量和變量的靈活使用。

運算符與表達式：會使用常用的運算符;掌握表達式的計算。

流程控制語言：掌握選擇結(jié)構(gòu)語句在程序中的使用;理解三種不同結(jié)構(gòu)的循環(huán)語句。

數(shù)組：掌握一維數(shù)組、二維數(shù)組的使用。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本概念：理解Java中類和對象的概念;掌握面向?qū)ο蟮某橄蟆⒗^承、多態(tài)三大特性。

接口：掌握接口的定義方法;熟練運用方法重載來實現(xiàn)多態(tài)。

異常處理：掌握常見異常的處理;學會如何自定義異常。

集合：掌握集合的定義和使用;掌握泛型的使用。

圖形用戶界面：了解組件的種類及特點;掌握常用組件類的構(gòu)造方法及常用成員方法;掌握創(chuàng)建組件的對象、設(shè)置屬性及調(diào)用方法。

事件處理：熟練掌握Java的各種事件處理。

I/O技術(shù)與文件管理：掌握常用輸入輸出流類及方法;理解文件輸入輸出的流類及方法。

多線程：了解線程和進程的區(qū)別;掌握線程的生命周期及創(chuàng)建和使用語法;掌握多線程的使用。

數(shù)據(jù)庫的方法：掌握JDBC的基本概念和操作;掌握使用JDBC-ODBC橋訪問數(shù)據(jù)庫的方法。

3.3 教學方法

1.利用問題驅(qū)動教學法，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。問題驅(qū)動教學法是以學生為主體，以問題為核心，通過引導(dǎo)學生在分析問題解決問題的過程中學會知識提高能力的一種教學方法。在教學設(shè)計時科學合理的設(shè)計問題，提高問題的創(chuàng)新性與趣味性，在教學過程中引導(dǎo)學生剖析問題，在分析解決問題的過程中激發(fā)學生探索知識的積極性，增強學習編程語言的信心，為學生在今后學習工作中遇到問題時能夠順利分析并解決打下基礎(chǔ)。

2.利用算法為主線教學，培養(yǎng)學生算法思維能力。在教學過程中以算法為主線，在算法的講解過程中增加Java程序設(shè)計課程的知識點。計算機專業(yè)的專業(yè)課中或多或少的都融入了各類經(jīng)典算法，算法思維在專業(yè)課的學習中舉足輕重，學生在程序設(shè)計課程中培養(yǎng)的算法思維貫穿后續(xù)的專業(yè)課學習。

3.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學習平臺，培養(yǎng)學生自主學習能力。構(gòu)建Java程序設(shè)計課程的網(wǎng)絡(luò)學習平臺，目前因為新冠疫情，線上教學日趨重要，線上教學不僅僅是發(fā)布簡單的學習視頻或者學習資料，需要加強線上學習的趣味性，同時增強師生在網(wǎng)絡(luò)學習平臺的互動性，將線上自主學習與線下教學相結(jié)合，改變學生以課堂學習為主的學習模式，激發(fā)學生對Java程序設(shè)計課程的學習興趣，培養(yǎng)計高職類計算機專業(yè)學生的自主學習能力。

4.課程考核。1）根據(jù)課程標準中的教學目標確定考核內(nèi)容，不再以理論知識的考核為主，而是在考核理論知識的同時注重能力目標與素質(zhì)目標的考核。2）注重過程性考核，在教學過程中的平時表現(xiàn)、實驗實訓(xùn)、項目完成情況都可以綜合到最終評價成績中，不再以最后的期末考試成績來評價學生的學習情況。3）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學習平臺不僅可以運用在日常教學中，也可以利用網(wǎng)絡(luò)學習平臺中學生的學習數(shù)據(jù)對學生的日常學習情況進行評價與考核。4）豐富考核評價的方式，除了常規(guī)的卷考和操作考以外，還可以使用在線考、分組項目實訓(xùn)、項目匯報等多種方式進行考核，也能提高學習的趣味性。

四、結(jié)束語

面向計算思維培養(yǎng)的Java程序設(shè)計課程教學實踐研究，其目的主要是為了培養(yǎng)學生的算法思維、分解、抽象、概括、評估等思維能力，同時激發(fā)學生對程序設(shè)計課程的學習興趣，提高學生的自主學習能力，達到課程標準所要求的知識、能力、素質(zhì)三個維度的教學目標，為今后其他專業(yè)課程的學習打下堅實基礎(chǔ)。當然，教學是一個不斷發(fā)展的過程，需要在教學實踐中不斷的探索、完善，將教學創(chuàng)新與人才培養(yǎng)相結(jié)合，培養(yǎng)出符合時代要求的計算機專業(yè)技術(shù)人才。

參? 考? 文? 獻

[1]范文翔，張一春，李藝.國內(nèi)外計算思維研究與發(fā)展綜述[J].遠程教育雜志，2018，36（02）：3-17.

[2]朱亞宗.論計算思維——計算思維的科學定位、基本原理及創(chuàng)新路徑[J].計算機科學，2009，36（04）：53-55+93.

[3]茅穎.Java程序設(shè)計課程中計算思維的培養(yǎng)[J].黑龍江科學，2020，11（13）：42-43.

[4]王穎娜.以計算思維為導(dǎo)向的大學計算機基礎(chǔ)課程教學改革研究[J].科技資訊，2021，19（02）：37-39.

項目基金：2019年江蘇商貿(mào)職業(yè)學院課題：以計算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的《Java程序設(shè)計》課程教學改革與研究（SY20191223-06）

茅穎（1987.08），女，江蘇南通，漢族，碩士研究生，講師，研究方向：軟件技術(shù)教學研究。