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Java语言的教学研析
论文摘要:本文分析了Java语言的特点及在专业课程体系中的地位,针对Java语言教学中存在的一些问题,提出了一种内容模块化、教学案例化和辅导网络化的教学方法,并运用于Java课程教学,收到了明显效果。
论文关键词:模块化,网络化,案例化
  当前,随着Java语言应用的日趋广泛,Java人才的需求量不断增大,高等院校的计算机专业也都相继开设了Java语言程序设计课程,并成为一门重要的专业技术基础课,使其在专业培养方案中的地位越来越重要。
  1Java语言的特点及地位
  Java语言有许多优点,但其中最重要的特点有:
  (1)纯粹的面向对象语言
  作为一种面向对象的编程语言,Java与C++不同,Java语言是纯粹的面向对象程序设计语言,始终是以类和对象作为分析问题、解决问题的核心。学生在学习编程语言类课程时,最为头疼的不是语言本身,而是编程思想,Java语言有助于学生对面向对象程序设计思想的理解。
  (2)跨平台的规范化语言
  Java语言语法和语义都比较简单,Java对C++中容易引起错误的成份进行了相当成功的改造,如去掉指针,取消多重继承和运算符重载等等,从而简化语义,减少出错机会,更适用于教学。Java还提供了大量功能丰富的可重用类库,简化了编程工作量。去难求易,深入浅出,使学生学习起来更加容易,教学效果也更加理想。与平台无关是Java语言最大的优势力,实现了“一次写成,处处运行”的目标。
  (3)Java语言是主流的开发技术
  随着Internet的发展和广泛应用,计算机软件开发已经更多的成为了基于B/S结构的软件设计。当前,基于B/S结构的软件设计平台主要有Java和.net两个方向,特别是近几年来,从就业市场得到的信息来看,Java的人才需求量是逐年递增。当然,我们这里所讲的Java教学只是Java平台中最基础的部分,和企业所需要的Java技术还有一定的差距,但是,它是学习Java的第一步也是非常重要的一步,对学生以后继续学习J2EE、J2ME起着基础作用。因此,Java语言是计算机专业学生必须掌握的开发工具。
  正是由于上述3个特点,奠定了Java语言在计算机科学与技术专业课程体系中的地位。
  (1)Java语言是重要的专业基础课,在整个计算机专业人才培养方案中的地位越来越重要。
  (2)Java语言是训练学生编程能力的主要途径。
  (3)从就业市场得到的信息来看,Java的人才需求量是逐年递增,学习Java已经成为学生就业的重要法码之一。
  2当前Java语言教学中存在的一些问题
  2.1只重视语言本身,不重视面向对象程序设计思想的培养
  在Java语言的教学过程中,讲解语言本身的语法、语义、结构等基础知识较多,而对于Java语言中类、对象、事件处理等内容讲解的不够深刻,只告诉学生如何去用,忽视了最重要的面向对象程序设计思想的讲解。比如:在讲解类的时候,只是介绍了如何定义类;类的成员有哪些;如何定义和使用类的静态属性;如何定义和使用类的方法等内容。这些内容当然需要学生会,但更重要内容应该放在对如何抽象类,如何设置类及类成员的访问控制等问题上的讲解。因此,在讲授Java语言课程时,应更多的注重培养学生的面向对象程序设计思想,发挥出Java语言是纯粹的面向对象程序设计语言这一特点,使学生很好地掌握编程思想,进而更好地学习Java及其他后续课程。
  2.2课程的重点部分不够突出
  Java的重点部分是多线程、I/O输入输出流、网络功能以及数据库部分,这部分也是Java语言的特色,但在教学过程中这部分内容往往讲解的学时较少,讲解的深度也不够,就目前一些本科阶段的教材而言,这部分内容也过少,只讲了一些皮毛,学生也只是对这部分的知识学会一些简单的应用。特别是网络部分,Java语言最重要的应用就是在网络方面,这不仅是基于B/S结构的应用,C/S结构的应用也是十分重要的,而对于C/S结构的程序设计,网络部分的知识内容就十分重要了。数据库部分也同样重要,目前,应用程序中的绝大多数都会用到数据库的知识,而有些教材居然没有数据库部分的章节,这也很难让人理解。因此,学生在学完Java语言后,感觉学到的内容和C语言差不多,没有什么新东西,也就体会不到Java语言的特点了,在解决实际问题时,就会有力不从心的感觉。
  2.3学生在实践教学环节中得不到应有的锻炼
  实践教学是语言类课程教学中十分重要的环节,Java语言也不例外。实践教学主要包括两部分,一部分是实验课,另一部分是课程设计。
  对于实验课来说,它是和理论课同等重要的教学手段,它能够提高学生的动手能力,还能够使学生在实际操作中发现问题,解决问题,从而加深学生对知识内容的理解。但是,目前Java的实验课,大多还停留在验证阶段,也就是说,把理论课上讲过的例子,或者教材上的例题拿到实验课上再验证一遍,这种做法学生很难在实验课中发现问题,更谈不到主动的去解决问题了,学生只能得到有限的练习,没有达到实践教学的目的,降低了实验课的功能。因此,我们应加强实验课内容的设计,制定出完整的实验教学计划,认真设计每一阶段实验课的教学内容,提高实验课质量,从而提高整个教学质量。
  对于课程设计来说,它主要是为了提高学生对所学过知识的综合应用能力,提高学生认识问题和解决问题的能力。目前,Java语言课程设计的主要问题在于,教师过多的参与学生的设计,有的甚至变成了教师给学生讲解如何完成一个项目,课程设计成了老师设计学生看,教师从最初的项目分析到最后的代码调试都做了,那学生做什么?这样就本末倒置了,教师在课程设计中的主要职责是指导学生完成项目,起辅助作用,学生才是课程设计的主体。因此,在课程设计时,应该放手让学生自己完成,充分调动学生的主观能动性,不能束缚学生创造力,这样才能使学生的动手能力得到提高。
  3Java语言教学过程的分析与设计
  通过几轮的Java语言教学,我们总结了以下几点经验,仅供大家参考。
  3.1内容模块化
  我们根据Java语言的知识体系,把讲授的内容及应掌握的技能归纳成十五个模块,具体结构如表1所示。
  表1Java语言知识结构模块
  

序号

模块名称

讲授内容

掌握技能

1

初步认识

概述Java编程语言的主要特性及Java应用程序,阐述类和包的概念,并介绍一些常用Java包。

能描述语言的主要特征;会编译运行Java应用程序;学会使用Java在线文档

2

基本语法

标识符、关键字和类型、表达式、流程控制。

掌握Java语言的基本语法、语义

3

数组和向量

讲解如何声明、创建、初始化和拷贝Java数组及向量。

掌握数组及向量的使用及其常用方法

4

对象和类

Java对象的概念作了进一步的阐述,包括重载、覆盖、子类和构造函数。

理解和掌握面向对象的基本概念

5

面向对象特性

进一步讲解Java面向对象的编程。

深刻理解和掌握面向对象程序设计的编程思想

6

异常

一种在运行Java程序时俘获错误的机制,阐述预定义异常和用户定义异常。

能够理解和使用异常处理

7

建立GUIs

本模块介绍框架和面板的概念及布局管理和容器的概念。

理解和掌握基本容器及布局管理

8

AWT事件模型

阐述JDK1.01.1的事件模型及其区别,建立小型事件柄(compact event handler)的方法。

理解AWT事件模型

能够使用AWT事件处理

9

AWT组件库

介绍用于建立Java GUIs的抽象窗口工具包(AWT)组件。

能够使用AWT组件

10

Java基础类

介绍Java基础类(JFC),阐述Swing组件和它们的可插入式外观及感觉的体系结构。

了解JFC基础类及Swing组件的特点并能够使用。

11

Java Applets介绍

介绍applet 和应用程序开发之间的区别,并给出相关的HTML标记及参数应用。

掌握小应用程序工作原理并能编写Applet小应用程序

12

线程

阐述与Java编程语言相关的线程问题,并介绍简单的线程通信和同步传输。

理解Java多线程机制,掌握多线程程序的编写方法。

13

流式I/O和文件

阐述既可读写数据又可读写文本文件的类,并介绍对象流的概念。

不使用GUIs能够输入输出所有类型数据;能够对任意数据源输入输出数据。

14

网络

介绍Java网络编程包,使用TCP/IP和用户数据报协议(UDP)开发客户和服务器程序。

能够通过UDPTCP编写C/S结构的Java程序。

15

数据库

介绍Java连接数据库的方法,介绍几种常用数据库的连接。

能够使用JDBC连接ODBCSQL Server数据库,并能够执行SQL语句。

根据对Java语言的课程理解及认识,我们设计了如图1所示的Java模块及关系图。
  图1Java语言各知识模块关系图
  通过对Java语言知识结构的模块化,学生可以清楚地了解Java语言课程的总体脉落,知道学习的重点及难点,容易掌握每一模块的知识点及应用技能。
  3.2教学案例化
  实践证明,案例教学比纯粹的理论教学更能引起学生的学习兴趣,而且使学生更容易理解所讲的知识内容。因此,在Java语言的教学方式上,应该尽量的多举实例。如果能用一个案例贯穿整个教学过程,那将会起到事半功倍的效果。同时案例的选择也十分重要,在教学的最初阶段,选用视觉效果比较新颖的案例教学,如动态Java小应用程序插件,这样能够引起学生对学习Java语言的兴趣;当教学进展到一定程度时,应选择简单而实用的案例,如制作计算器,让学生能够自己比较容易的实现,给学生增加自信心,保持学生的学习热情;当学习到重点难点时,如多线程、I/O数据流,应选择一些经典算法或实现有一定难度的游戏类案例教学,因为这些案例既能引起学生兴趣又能为学生继续学习打基础。在教学方式上,通过精心地选择案例,合理的组织案例教学,最终能够达到使学生更好地掌握理论知识,并且更好地把它应用于实践中去的效果。
  3.3辅导网络化
  在Java语言的教学中,通过Java语言网上教学系统,为学生构建了一个自主学习和培养创新能力的平台。学生通过网络,充分开发、组合和利用各种学习资源,拓展教育或学习空间,营造一个自我学习的平台。在网络化教学实践中,教学活动激发了学生的学习兴趣、唤醒学生的学习动机,营造一种生动、活泼、平等、自由的教育氛围,使学生能充分发挥自己的主观能动性,积极参与教学活动。培养了学生创新意识、创新思维、创新技能,为学生的创新提供机会。
  4总结
  教学改革是没有止境的。JAVA语言课程的教学中,理论联系实际是关键。在教与学的过程中要不断探索和实践,调整教学内容、改进教学方法,加强案例教学,网络化教学,使Java语言课程教学质量提高到一个新的水平。
参考文献
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2 李海伦,唐全.“程序设计”课程教学改革与实践[J].计算机教育,2005(7):21-22.
3 孙兆豪,黄文艳.“计算机科学导论”双语教学的探讨和改革[J].计算机教育.2008(8).
关键字:教育,北京
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