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摘 要：Ja语言是当前最流行的面向对象编程语言之一,是目前各类高等院校的一门主要的编程语言课程.而非计算机专业的Ja程序课程则有更为具体的特点,存在相关问题.针对当前高等院校非计算机专业对Ja程序设计教学内容和方法的需要,分析了Ja程序设计课程教学中存在的一些问题,并对教学思想以及教学中可以采取的有效方法进行了较为具体的探讨,从教学内容、教学方法、考核方法等方面分别进行介绍,并在课堂教学、实践教学环节方面提出了一系列相关改进措施.
关 键 词：Ja程序设计；非计算机专业；教学方法；实践
作者简介：夏红科（1979-）,女,湖北随州人,北京信息科技大学计算机学院,讲师；徐莉（1962-）,女,辽宁开源人,北京信息科技大学计算机学院,讲师.（北京 100101）
基金项目：本文系北京信息科技大学教改项目“基于Ja系列课程的教学改革与探索”（项目编号：2010JG20）的研究成果.
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2012）34-0059-02
Ja是一种面向对象的分布式、可移植、性能优越的多线程动态语言,在开发大型桌面应用程序,特别是Inter的应用开发方面都有着很多优势.因此,学习和掌握Ja已成为越来越多编程人员的选择.目前,各类高等院校的相关专业都将Ja作为高年级选修课程.而作为非计算机专业的Ja程序设计课程,在教学中存在着更为具体的特点及相关问题.[1]依据笔者数年来从事非计算机专业Ja课程的教学与实践经历,本文综合其教学特点,从教学思想及教学方法方面进行探讨,在课堂教学、实践教学环节方面提出一系列相关改进措施.
一、教学目标
根据教育部精神,大学本科中的计算机教育分为三个层次：[2]第一层为计算机文化基础,第二层为计算机程序设计语言,第三层为计算机语言.Ja程序设计属于其中的第二层次,即掌握计算机的程序设计思想.以北京信息科技大学为例,非计算机专业的Ja程序设计课程属于全校选修课,开设在第5学期,面向的授课对象有多个专业,如车辆工程、工业设计、电气工程、机械工程、信息管理与技术等.授课对象区别很大,存在相当多的问题.
1.基础水平不一致
由于不同专业学生的计算机先导课不同,导致学生学习Ja的起点不一致.像文科及管理类学生可能只上过计算机文化基础,对编程还没有一个基本概念；而理科及工科的学生大多数学习过C程序设计课程,只需要面向对象编程思想的转换；甚至还有部分专业的学生学习过C++课程,起点更高.另外,学生个体能力的不同,授课对象之间的差异都增加了授课难度.
2.英语水平不过关
大部分同学英语水平一般,不愿意使用英文开发工具,而且看不懂英文文档及编译时的错误提示信息.
3.排错能力差
在实践上机时,相当一部分同学依赖老师查错及改正,自己要么看不懂英文提示,要么是看懂了却不会纠正错误.
除了授课对象的原因外,Ja程序设计课程自身也存在着不足.授课学时较少,实践学时短,总共是32学时授课,16学时上机.在这么短的时间内完成教学目标难度较大.因此,针对这些问题,作为公选课的非计算机专业Ja程序设计课程的教学目标应该是使学生了解Ja程序设计的基本思想,能使用面向对象编程的思想解决实际问题,并能进行基于J2SE的Ja程序的训练,完成包括Ja图形界面在内的Ja应用程序的开发,对JaApplet也有所了解.
二、教学内容
一般来讲,Ja程序设计包含的教学内容主要有两个部分：[3]基础知识和高级知识.基础知识主要讲授Ja语言基础,包括Ja的基本语法、Ja的基本工作原理,重点是Ja面向对象的内容.高级知识的部分则是针对授课对象的不同而有所区别.对于学时有限的非计算机专业学生而言,基础知识是重点,高级知识部分只讲解包括输入输出处理和可视化程序设计即可.基于以上分析,北京信息科技大学非计算机专业“Ja程序设计”课程的教学内容重点放在Ja语言基础的讲授上,主要包括Ja工作原理、Ja基本语法,面向对象的知识、输入输出、图形界面程序开发等.
编程环境：计算机专业的学生由于有学习其他编程语言的经验,更容易学习Ja框架的编程,因此可以选择一些高级的可视化Ja集成开发工具,如Eclipse等.但是对于非计算机专业的初学者,应该把重点放在Ja基础知识的学习上,因此可以选择一些纯文本编辑工具来编写Ja代码,这样不但有利于初学者把重点放在理解Ja基础知识上,而且有利于养成阅读JaAPI文档的习惯.目前笔者上课时,推荐学生使用Notepad++或UltraEdit这类专业的文本编辑工具,主要目的是使学生一开始就把注意力放在程序本身,重点训练Ja程序的基本熟悉及应用,而不是把精力放在集成开发工具的熟悉上.
三、教学方法
1.重视第一堂课
对于任何课程而言,上好第一堂课都是至关重要的.它的成功与否直接关系到学生能否对这门课产生兴趣.对于Ja语言来说也是如此.通过第一次课能消除学生对Ja的神秘感,激起他们的兴趣.有了兴趣,学生才能在今后的学习中更多地发挥主观能动性,自动自发地进行深层次的学习.主要采用的方法有三种.
（1）认识Ja语言的强大功能.Ja语言是当前流行的网络编程语言,它的三个版本是标准板（J2SE）、企业版（J2EE）和微型版（J2ME）,可以完成各类桌面应用程序、企业应用程序及设备应用程序的开发.通过介绍可以使学生认识到Ja语言的强大功能,并使用展示各类Ja程序的运行结果画面,从而激发学生的兴趣.
（2）突出Ja语言的重要性.Ja的市场需求大,在应聘时可选择的就业面较广.而对初学者而言,如果想真正掌握程序设计思想、具备解决实际问题的能力是需要下大功夫的.因此,教师可以通过联系实际就业形势来鼓励学生学习Ja语言.同时可根据学生的不同专业特点,结合专业应用,寓专业实例于教学,最大程度地调动学生学习的积极性.（3）注重Ja语言的学习方法.对于非计算机专业的学生而言,学习Ja需要树立面向对象的基本思想,学会用面向对象的方式来思考和解决问题.[4]除了教师的授课方式方法外,学生自身也要通过各种方式来加强思维训练,尝试用面向对象的观点来观察周围的世界.
另外,Ja是一门实践性课程.学习Ja的成果最终是通过实践动手能力来体现的.因此在第一堂课上,首先要强调的是要求学生了解实践的重要性：Ja语言不是看会或听会,而是自己动手练会的.其次,要找到调试程序的方法,通过查看调试信息、查阅JaAPI文档、上网搜索错误解决方法等不同的方式来学会排错,提高调试程序的能力.最后,需要强调的是,要学生综合利用各种学习方式或渠道,通过各种Ja参考书、视频资料等手段来全方位学习Ja,为今后的进一步学习奠定基础.
2.基本语法采用引申法及求异法教学
语法是Ja语言的一个基本组成部分,也是C、C++等任何其他编程语言的一个必修环节.传统的讲解方法过于枯燥,而且学生基本上都有过学习C语言或者C++语言的经历,再学习Ja语法部分就非常容易理解,因此重点不是放在讲解基本语法上,而应该巩固和加强语法知识,并拓展学生解决问题的能力.
引申法是结合已经解决的问题,因势利导,引导学生在此基础上解决相关联的问题.它通常针对一个固定的问题,启发学生从多个角度、多个侧面来寻找解决问题的方法,从而激发学生积极思考,并提高学习兴趣.因此,它能培养学生在编程中的求异思维,在分析具体问题的时候,能够思路清晰地去设计相关解决方法,并举一反三,以不变应万变.
例如在Ja表达式一节的讲解中,可以联系华氏温度向摄氏温度的转换问题,让学生了解仅有转换的公式是不够的,还需要考虑变量的类型.如果类型不对的话,依然会出现错误的转换结果.这一类实际的应用问题可以让学生在思考问题的解决方案时联系具体情况综合考虑,最终培养他们解决实际问题的能力.
3.复杂概念采用启发式教学
对于复杂抽象的概念或规则可以采用启发式授课,将复杂概念或规则转换成一系列问题.这样能化繁为简,只提取最重要的特征表现出来,暂时忽略次要特征.同时集中学生的注意力,调动积极性,达到良好的互动效果,增加课堂的良性互动.
例如在介绍接口时,除了介绍基本概念及简单范例外,可以通过提问让学生区分“水果”这一统称与具体的“苹果”、“梨”等特定水果名称的区别,从而得到“水果”是一个抽象概念,属于接口这一结论.同时引导学生将接口与C++语言中的抽象类进行比较,并区分它们之间的异同点以及在设计时所应用的不同场景.通过类比方式来加强学生的印象.最终从理论到实际应用都对接口这一抽象概念有了理解.
4.加强实践环节
对程序设计课来说,理论和实践都同等重要,不能顾此失彼.实践课除了训练实践能力外,应该能给学生思考、引申的空间.在验证性的Ja实践教学中,实验内容是在验证之前课堂所讲的知识点,这样会割裂了各个知识点之间的联系.而对于不同的教学对象而言,由于学生的不同层次水平,编程能力也大相径庭,达不到应有的教学效果.因此针对这一情况,将实验内容分为几种类型,并采用了不同的教学方法.
（1）基础与验证型实验.主要使学生加强对课内知识点的理解和认识,并通过上机进行深入的理解.
（2）设计型实验.主要是要求学生能在现有知识的基础上,通过不同的方式来查阅资料,并综合运用所学知识来设计并完成比较综合的任务.这类实验可培养学生分析问题、有目的的学习和解决问题的能力.
四、考核方式
课程考核是一种衡量教学的客观手段,在教学环节中起着很重要的作用.传统的程序设计类课程的考核方法有笔试与上机考试两类.笔试方法重点考查了课程知识点的掌握程度,对学生理论知识的掌握情况能有一个较全面的了解,但是它忽视了对学生实践操作的能力测试,很有可能会出现“
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高分低能”的情况.而上机考试则重点考查了学生应用知识解决设计问题的能力,是对实践动手能力的全面测试.但这种考核方式对学生本身的能力素质要求较高,对于编程能力较差的非计算机专业学生来讲考试的难度较大.根据Ja程序设计课程的特点,可以采取一种将传统的期末笔试与平时考核、实践考核相结合的方式.本校目前采用的考核方式是理论和实践相结合的方式,最终成绩由考试成绩、平时成绩、实验成绩所组成.由于学生都是非计算机专业的学生,动手能力相对差一些,因此将最终的考核比例定为：考试成绩60%,平时成绩20%,实验成绩20%.平时成绩主要根据学生的课堂出勤情况以及课堂表现来确定,主要是提高学生的主动参与程度.而实验成绩则根据学生每次的实验完成情况给出,包括实验前的准备、任务的完成情况和创新程度等表现等.通过北京信息科技大学近几年采用这种考核方式的应用效果来看,学生学习的主动性、积极性方面有所提高.五、结束语
“Ja程序设计”课程在高校非计算机专业的教学中具有重要地位.而传统的程序设计语言教学方式在Ja的实际教学中有相当的不足,如学生学习的积极性不高、基础知识掌握不牢固、学生实践动手能力不强等.针对这些问题,本文对非计算机专业Ja课程的教学和实践方法进行了探讨,提出了合理选择教学内容、充分采用各种不同教学方法等建议,希望能充分调动学生的学习积极性,并逐步提高学生实践动手能力的目的.从笔者几年的授课经历来看,一些非计算机专业的学生甚至比教师更乐于接收Ja.教师采取得法的教学方法、手段对学生的学习非常重要.其中一些计算机基础较差的学生在很短的时间内即可基本掌握Ja.因此,只有不断探索,改变教学方法,才能提高学生的积极性、主动性,从而取得良好的效果.