Java程序設計課程教學模式的探索與創新

摘?要：面向對象編程和Java平臺技術既是面向過程程序設計過度到面向對象程序設計的模塊，也是整個Java程序設計課程中的重難點模塊。該文結合以往的課程授課經驗和課前模擬預測，對基本教學目標、學生學情、學生遇到的困難進行總結梳理，同時在教學方法、手段、模式、策略上進行探索和創新，將創新手段應用到具體的課程實施中。從實際課時中選取一節，分別從課堂的五大部分進行實例展示。最后通過課后反思診斷提出課程體系中仍舊可以繼續改進的地方，以此不斷強化教師的授課能力和提高學生發現問題和解決問題的能力。

關鍵詞：面向對象；Java平臺技術；教學方法；教學策略；創新

中圖分類號：G642

面向對象編程（Object-Oriented Programming，OOP）思想的出現在軟件工程領域引起了一場革命，Java語言開發則是當中最為典型的代表，在歷年IEEE（電氣和電子工程師協會）所發布的最佳編程語言排行榜上Java語言均名列前茅。它的優勢不僅限于簡單性、分布性、安全性，也體現在其具備并實現了跨平臺性。

鑒于Java語言的上述優勢及其巨大的市場發展前景，各大高校均開設了“Java面向對象程序設計”課程。本課程體系共分四個單元模塊：模塊一是Java語言開發基礎，主要講解Java語言的誕生背景，發展歷程，如何搭建開發環境，Java的基礎語法以及如何創建并運行簡單的Java程序；模塊二是Java面向對象編程［1］，分為面向對象基礎知識和面向對象高級部分，在這部分單元中，主要講解類的定義、類創建對象、方法重載，同時引出類的封裝、繼承、抽象、多態等特性；模塊三是Java平臺技術部分，其中有數組與向量、包與常用API、異常處理和輸入輸出流；模塊四是Java平臺高級技術，主要運用Java中的GUI進行繪圖和數據庫編程。

其中，模塊二和模塊三部分在Java課程中起到承前啟后的作用，主要是從“過程性”思考過渡為“對象性”思考。因此，對于學生在其中遇到的諸多問題，比如如何理解面向對象世界中“類”的概念，如何理解“對象”，并理清它們之間的邏輯關系，靈活運用面向對象的特點解決實際問題等。圍繞“發展科技力量，弘揚體育精神，實現體育強國夢”這一主題，以面向對象概念應用拓展為核心，以“精益求精，培養大國工匠”為思想引領，以“校企協作、任務驅動、項目分解、實操演練”的教學模式為主導，組建“專職教師+公司導師+學生”創新團隊，重構教學內容和情境，緊跟時代和市場需求，提升其趣味性，增強學生的主觀能動性和把控自身職業發展方向的能力。本文針對性地提出了解決方案，并將這些方案實施到具體的8個學時的課程教學當中。現將本單元8學時的實施情況進行展示。

1 教學目標

1.1 教學實施

教學活動嚴格遵循《軟件技術專業人才培養方案》《軟件技術專業教學標準》《“1+X”職業技能等級標準》《Java程序設計課程標準》《職業院校教材管理辦法》等章程，規范課程的教學設計與實施。同時對授課群體進行學情分析，如表1所示。

1.2 教學目標

綜合考慮以上人才培養方案及學生學習情況，依據現有教學條件及環境，制定了三維教學目標，分別是知識與技能目標、認知與實踐能力目標、課程思政目標，如表2所示。

2 重難點分析

基于上述教學目標、學生在實際操作中遇到的困難以及教學實施過程中遇到的障礙，確定了下述教學重難點：

2.1 教學重點

（1）類和對象的定義及使用；

（2）類的繼承和方法的重寫；

（3）抽象類、接口、數組的定義及初始化。

2.2 教學難點

（1）構造方法的編寫及使用；

（2）楊輝三角形的打印輸出；

（3）Java向量的創建和使用。

3 教學策略

依據現實學情，確定了“做中學、學中做”的教學理念，使其貫穿整個教學過程。對于教學中遇到的重點難點問題，抓住主要矛盾，實施各個突破，制定了如下教學策略：

3.1 教學模式

本課程單元采用“校企協作、講練結合、分組討論”的教學模式。首先由教師引出預習成果數據分析，接著邀請公司導師結合“1+X”證書要求對學生作業和案例完成情況進行點評，并提出新的要求；教師隨后結合當下流行的時政熱點引入生活案例，期間提出問題，引發學生分組討論思考并回答；教師總結后，繼續講述課程新知并發布公司導師提供的實際案例作為課堂練習題，在此節點仍由公司導師進行監督、評價。其次是實操練習階段，學生分組上機完成編程任務，分別采用三種不同的軟件進行設計，教師適時跟蹤指導。最后由教師依據學生掌握練習情況做課程總結。在此模式指導下，學生掌握了對接公司一線的項目實踐編程能力；教師鍛煉了“雙師”素養，給課程案例中注入新手段、新規范、新技術；公司則為自身擴充了后備技術研發團隊，創造了學校—學生—公司三者“三贏”局面。

3.2 教學手段

本課程單元采用的教學手段及其作用主要如下：

（1）微課動畫、案例視頻，增強課程趣味性和靈活性，解決課堂氛圍古板機械的難處；

（2）雨課堂、傳智播客、考試酷平臺、超星平臺、投屏軟件、微信小程序、希沃白板解決師生互動單調單一的痛點；

（3）Processing軟件、Viso軟件［4］、Scratch軟件、Eclipse軟件等編程軟件相互交叉結合使用，突出編程技能訓練，解決設備少而貴的問題；

4 課堂展示

基于上述教學實施原則和具體課程內容，本文采取了一堂課為例進行實際展示。課程主要分為課前回顧、新知講解、拓展練習、課堂小結、課程思政共五個部分。

4.1 課前回顧

首先利用傳智播客平臺的預習功能，幫助學生回顧和審視自己在預習中出現的問題，并在其中提取出重點知識進行引入講解。如圖1所示：

4.2 新知講解

本次課程以冬奧會為主題，在此基礎上進行類和對象的講解。因此，在新知講解這部分首先引入與冬奧會有關的趣

味視頻——《以〈西游記〉的方式打開冬奧會》，加強課堂生動性。在學生們意猶未盡時提問——如何對視頻中的事務進行分類，從而引出Java中類［5］的概念。值得一提的是，在提問環節加入雨課堂的隨機點名環節，營造緊張、愉悅

的課堂氣氛。具體實施流程如圖2：

接下來的環節中，通過虛擬人物講解類和對象的概念：客觀存在的事物皆為對象，在Java的世界中，萬物皆對象。而類則是現實生活中具有共同屬性和行為的對象的集合，類和對象的關系就如同不同事物的設計圖紙和實體的關系一樣。通過虛實結合、線上線下共同講解的方式，改變以往理論知識授課方式，學生在生動活潑的課堂氛圍中自然而然地掌握了知識要點。

4.3 拓展練習

鑒于本校學生的學習特點——擅動手而拙理論，喜形象而懼抽象，所以我們在課堂中布置了本節相應的編程任務：用Java的類和對象的定義對所熟知的冬奧會運動員或者運動項目進行編程。如圖4所示，分別將學生分為建模組、實施組、策劃組。建模組用Viso軟件進行UML建模圖的繪制，策劃組用Scratch編程軟件進行實物操練，最后由實施組將前兩組同學的思路用代碼實現出來。分而治之，集思廣益，三組同學在討論和頭腦風暴中進一步提升了自己的編程能力。

4.4 課堂小結

課堂的最后十分鐘，由教師發起雨課堂的彈幕活動，由大數據分類統計后得出學生對于Java語法的理解和認知，如圖4，進一步得出面向對象編程思想的優點。

（1）在程序中把現實世界的具體事物看成一個一個的對象來解決問題；

（2）按照面向對象編程來設計程序：程序代碼符合人類思維習慣，更易理解、更簡單。

4.5 課堂思政

本次課程以弘揚北京冬奧精神為主要目的，在思政部分激勵學生們學習奧運健兒們勇于拼搏的精神，并將這種不畏艱難的勇氣用在Java課程的學習當中。課程末尾畫龍點睛，課程巧用前后呼應，成就精彩課堂。

5 教學反思與改進

5.1 特色與創新

5.1.1 以冬奧會為主題學習Java程序設計

本課程將傳統程序設計語言與時代熱點體育強國、體育精神相結合的方式，使課堂教學更貼近生活，學生也易于理解。

5.1.2 使用了各種互動手段活躍課堂

如師生互動、生生互動、小組PK、線上線下、上機實踐、公司助力配合使用各種編程軟件及在線課程平臺、虛擬仿真實驗室等，多樣靈活地互動方式更能激發學生學習的主動性。

5.2 診斷改進

5.2.1 不足診斷

平臺上在線課程的資源不夠豐富；學生理解程度參差不齊，僅僅課堂50分鐘無法完全使學生理解知識點。

5.2.2 改進措施

多向公司導師和項目中汲取經驗，校企合作助力解決軟硬設備不足的問題。

結語

技術在不斷更新，人類在不斷進步，教師在研究授課方法時也要不斷地反思改進。以上是筆者對Java中面向對象基礎部分教學方法的探索和創新，從課堂學生的反饋以及師生互動的情況來看，教學還是取得了比較理想的效果，真正實現了嚴肅活潑的課堂氛圍，未來我們仍舊會在編程案例、題庫方面不斷完善，進一步加強學生的實踐能力。

參考文獻：

［1］許薇.面向對象程序設計［M］.北京：清華大學出版社，2009：47-130.

［2］張孝祥.Java就業培訓教程［M］.北京：清華大學出版社，2003：78-90.

［3］王賀.Java面向對象程序設計案例教程［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2019：85-185.

［4］化志章.Java面向對象程序設計［M］.北京：清華大學出版社，2022：67-89.

［5］殷鋒社，羅云芳.Java程序設計基礎［M］.北京：人民郵電出版社，2021：77-90.

基金項目：國家自然科學基金項目（61966012）；陜西工業職業技術學院校級項目（2020YKYB-005）

作者簡介：岳夢楚（1990—?），女，陜西咸陽人，碩士，助教，研究方向：機器學習、人工智能、進化計算、軟件技術。