基于任務驅動的Java 程序設計課程教學模式研究

王小月

摘要：Java程序設計課程對于培養學生的編程思維及解決問題的能力具有關鍵作用，但傳統的Java程序設計課程教學效果不太理想，無法適應新時代教育需求。為提高Java程序設計課程教學效果，文章分析了Java程序設計課程教學現狀，詳細介紹了基于任務驅動的Java程序設計課程教學模式的構建，結合“網上購物系統設計”項目探討該教學模式的實施過程。

關鍵詞：任務驅動；Java程序設計；課程教學；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）05-0156-03

0 引言

Java程序設計課程是計算機類專業的基礎課程之一，對于培養學生的編程思維及解決問題的能力具有重要作用。然而，傳統Java程序設計課程教學模式下，教學內容較為抽象，缺乏實踐性、趣味性，難以激發學生學習興趣。為改善Java程序設計課程教學效果，提高學生的學習主動性，提出基于任務驅動的Java程序設計課程教學模式，將Java程序設計的知識點分解為多個任務單元，按照由易到難、由淺入深的順序進行教學。每個任務單元都包含任務描述、任務目標、任務要求、任務實施、任務評價等環節，使學生在完成具體任務的過程中掌握和運用Java程序設計的相關知識技能，將所學知識應用于實際問題的解決[1]。

1 Java 程序設計課程教學現狀

Java程序設計課程是計算機類專業的必修課程之一，旨在讓學生掌握Java語言的基本語法、數據結構、面向對象編程、異常處理、多線程編程、輸入輸出流、圖形用戶界面等知識，培養學生的編程思維和解決問題的能力。然而，目前Java程序設計課程教學存在以下幾方面問題：

1.1 教學內容過于抽象化

Java程序設計課程涉及知識點較多，涵蓋了Java 語言的基礎和進階內容以及Java平臺的各種特性和應用。為了讓學生掌握這些知識點，教師往往采用講授法進行教學，將大量的概念、原理、規則和方法灌輸給學生，使得教學內容過于抽象化，缺乏實際意義和應用場景。這樣的教學方式不利于學生理解和記憶知識點，也不利于學生培養編程思維。

1.2 教學方法缺乏實踐性

Java程序設計課程是一門實踐性很強的課程，需要學生通過編寫代碼來實現各種功能。然而，目前Java程序設計課程教學中，實踐環節往往被忽視，只安排少量的上機練習、實驗，而且這些練習或實驗往往是與教材同步的例題、習題，缺乏創新性、挑戰性。這樣的教學方法不能充分調動學生的積極性，也無法激發學生的興趣，導致學生對Java程序設計缺乏深入的探索實踐[2]。

1.3 教學評價單一

Java程序設計課程教學評價通常依賴于期末考試成績，而期末考試往往只考查學生對Java語言基本語法、數據結構等知識點的掌握程度，而忽略了對學生編程思維和解決問題能力的考核。這樣的教學評價方式相對單一，不能全面反映學生對Java程序設計課程的真實水平，也不能有效促進學生對Java程序設計知識和技能的深入理解運用。

2 基于任務驅動的Java 程序設計課程教學模式分析

為解決上述問題，本文提出基于任務驅動的Java 程序設計課程教學模式。該課程的知識體系主要分為Java 基礎知識、流程控制和數組、面向對象的編程、異常處理、多線程設計、輸入輸出流、GUI編程等。任務設計包括Java語言基礎、Java語言提高、Java語言的應用三個階段[3]。任務驅動教學設計應緊密結合實踐。本文以“網上購物系統設計”項目為例，基于任務驅動的Java 程序設計課程教學模式如表1 所示。

3 基于任務驅動的Java 程序設計課程教學實施

在教學過程中按照任務驅動教學設計的要求對學生進行有效引導，使他們能夠完成各個任務單元，并達到預期的教學目標。本文以“網上購物系統設計”為項目背景，結合表1列出的任務，具體闡述如何實施基于任務驅動的Java程序設計課程教學。

3.1 Java 語言基礎階段的任務驅動教學

Java語言基礎階段的任務驅動教學主要包括三個任務單元，分別是Java語言概述和開發環境搭建、Java語言基本語法和數據類型、Java語言輸入輸出流。這三個任務單元旨在讓學生掌握Java語言的基本概念，熟悉Java開發環境的安裝使用，掌握Java語言的基本語法規則、數據類型，能夠實現基本的輸入輸出操作[4]。具體的教學實施步驟如下：

任務1：Java語言概述和開發環境搭建。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言的基本概念，熟悉Java開發環境的安裝和使用。教師首先通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的發展歷史、特點、應用領域等內容，引起學生對Java語言的興趣和好奇。然后，教師通過演示或提供操作指南等方式，指導學生安裝并配置Java開發環境，編寫一個簡單的Hello World程序，讓學生體驗Java程序設計的基本過程。最后，教師通過自我評價、同伴評價、教師評價等方式，對學生完成該任務單元的情況進行評價和反饋[5]。

任務2：Java語言基本語法和數據類型。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言的基本語法規則和數據類型，能夠使用常量、運算符、表達式等進行簡單的計算。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的基本語法規則，包括標識符、關鍵字、注釋、分隔符等內容，并通過示例代碼進行解釋和演示。然后，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的數據類型和變量，包括原始數據類型、引用數據類型、變量聲明、變量賦值等內容，并通過示例代碼進行解釋和演示。接著，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹常量、運算符、表達式等知識，并通過示例代碼進行解釋和演示。最后，教師指導學生編寫一個程序，實現從鍵盤輸入兩個整數，進行加減乘除運算，輸出結果，并通過自我評價、同伴評價、教師評價等方式對學生完成該任務單元的情況進行評價和反饋。

任務3：Java語言輸入輸出流。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言的輸入輸出流的概念和分類，熟悉常用的輸入輸出流類和方法，能夠實現基本的文件操作。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的輸入輸出流的概念、分類，包括字節流、字符流、緩沖流、數據流、對象流等內容，并通過示例代碼進行講解。然后，教師播放視頻，結合視頻介紹常用的輸入輸出流類及用法，包括File 類、FileInputStream類、FileOutputStream類、BufferedReader 類、BufferedWriter 類、Scanner類、PrintWriter 類等，結合示例代碼進行講解、演示。最后，教師指導學生編寫程序，實現從鍵盤輸入一段文本，并將其保存到一個文本文件中，并通過自我評價、同伴評價、教師評價等方式，對學生完成該任務單元的情況進行評價和反饋[6]。

3.2 Java 語言提高階段的任務驅動教學

Java語言提高階段的任務驅動教學主要包括以下任務單元，分別是Java語言流程控制和數組、Java 語言面向對象編程。這幾個任務單元旨在讓學生掌握Java語言的流程控制結構，包括順序結構、選擇結構、循環結構等，熟悉數組的概念和使用方法，能夠實現一維數組和二維數組的創建、賦值、遍歷等操作，掌握類和對象的定義和使用方法，了解封裝、繼承、多態等面向對象編程的核心特性。具體的教學實施步驟如下：任務4：

Java語言流程控制和數組。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言的流程控制結構，包括順序結構、選擇結構、循環結構等，熟悉數組的概念和使用方法，能夠實現一維、二維數組的創建、賦值、遍歷等操作。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的流程控制結構，包括if-else語句、switch-case 語句、for 循環語句、while 循環語句、do-while循環語句等內容，并通過示例代碼進行解釋和演示。然后，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹數組的概念和使用方法，包括一維數組和二維數組的創建、賦值、遍歷等操作，并通過示例代碼進行解釋和演示。最后，教師指導學生編寫一個程序，實現從文本文件中讀取多個商品的信息，并將其存儲到一個一維數組中，然后對數組進行排序，并輸出排序后的結果，對學生完成該任務單元的情況進行評價和反饋。

任務5：Java語言面向對象編程。該任務單元的教學目標是讓學生掌握類和對象的定義和使用方法，了解封裝的概念和作用。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹面向對象編程的基本概念和特點，包括類、對象、屬性、方法、實例化等內容，并通過示例代碼進行解釋和演示。然后，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹封裝的概念和作用，包括私有屬性、公共方法、構造方法、this關鍵字等內容，并通過示例代碼進行解釋和演示。最后，教師指導學生編寫一個程序，定義一個商品類Product，包含名稱、價格、庫存等屬性和購買、退貨等方法，并創建多個商品對象，調用其方法并輸出其屬性值，通過自我評價、同伴評價、教師評價等方式，對學生完成該任務單元的情況進行評價反饋。

3.3 Java 語言應用階段的任務驅動教學

Java語言應用階段的任務驅動教學主要包括三個任務單元，分別是Java語言異常處理、Java語言多線程設計、Java語言GUI編程。這三個任務單元旨在讓學生掌握Java語言的異常處理、多線程設計、GUI 編程等高級知識和技能，能夠實現更復雜和更完善的網上購物系統設計。具體的教學實施步驟如下：

任務6：Java語言異常處理。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言的異常處理的概念和方法，能夠捕獲并處理可能出現的異常情況。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的異常處理的概念和方法，包括異常的分類、拋出、捕獲、處理等內容，并通過示例代碼進行解釋和演示。然后，教師指導學生編寫一個程序，實現用戶登錄后選擇商品進行購買，捕獲并處理可能出現的異常情況，如用戶名或密碼錯誤、余額不足等，通過自我評價、同伴評價、教師評價等方式，對學生完成該任務單元的情況進行評價和反饋。

任務7：Java語言多線程設計。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言的多線程設計的概念、方法，能夠創建并管理多個線程，并使用同步機制避免沖突。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言的多線程設計的概念和方法，包括線程的創建、啟動、運行、終止等內容，通過示例代碼進行解釋演示。然后，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹同步機制的概念和作用，包括同步方法、同步代碼塊、同步鎖等內容，通過示例代碼進行講解。最后，教師指導學生編寫程序，實現創建兩個線程分別模擬用戶購買商品、商家發貨，并使用同步機制避免沖突，對學生完成該任務單元的情況進行評價和反饋[7]。

任務8：Java語言GUI編程。該任務單元的教學目標是讓學生掌握Java語言GUI編程的概念及方法，能夠創建并管理圖形用戶界面，并實現相應的事件處理。首先，教師通過講授或播放視頻等方式，介紹Java語言GUI編程的概念和方法，包括AWT、Swing等圖形用戶界面組件庫以及組件、容器、布局管理器、事件監聽器等內容，通過示例代碼進行講解。然后，教師指導學生編寫一個程序，實現創建一個圖形用戶界面，包含用戶名、密碼、商品列表、購物車等組件，并實現相應的事件處理，通過自我評價、同伴評價、教師評價等方式對學生完成該任務單元的情況進行評價反饋。

4 結束語

基于任務驅動的Java程序設計課程教學模式是一種以任務為核心，以項目為載體，以能力為目標的教學模式。該模式將Java程序設計的知識點分解為多個任務單元，按照由易到難、由淺入深的順序進行教學。每個任務單元都包含任務描述、任務目標、任務要求、任務實施、任務評價等環節，使學生在完成具體的任務過程中，掌握和運用Java程序設計的相關知識技能，并能夠將所學知識應用于實際問題的解決。該模式的主要特點是緊密結合實踐、注重過程指導、多元化評價，能夠有效提高Java程序設計課程教學效果，培養學生的編程思維及解決問題的能力。

參考文獻：

[1] 趙鳳霞，徐南.關于Java課程基于工作過程的模塊化項目教學模式[J].教書育人，2013（33）：88-89.

[2] 向大芳，侯文欣.任務驅動的體驗式教學模式的研究與實踐[J].職業技術，2016，15（8）：63-65.

[3] 高玲玲，羅文佳.基于任務驅動的Java 程序設計課程云教學方法研究與實踐[J].中外企業家，2020（24）：262.

[4] 劉慧琳.以任務驅動為導向的Java程序設計課程教學探討[J].電腦知識與技術，2022，18（16）：147-149.

[5] 王海英，張偉華.任務驅動分步迭代教學在《JAVA程序設計》教學改革中的應用[J].電腦知識與技術，2017，13（26）：142-143.

[6] 高祖彥. Java程序設計任務驅動教學實踐[J].商情，2019（6）：224.

[7] 徐完平《. Java程序設計》教學改革探討[J].福建電腦，2018，34（12）：182，168.

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