以计算思维为导向的JAVA程序设计课程的教学实践
来源:用户上传
作者:
摘要：JAVA程序设计是一门高校较流行的核心程序设计课程之一。JAVA作为面向对象编程语言，具有理论知识的复杂性、抽象性及多样化性，对于许多初学编程语言的学生而言难度较大。该文以贺州学院食品质量和科学专业的学生为研究对象，分析在教学过程中存在的问题，以现实生活中的实例为扩展，编程设计中引入计算思维概念，有利于学生理解知识及提高学生学习的兴趣。
关键词：JAVA程序设计；计算思维；教学改革；案例教学法
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）11-0099-02
JAVA是一种面向对象编程的程序设计语言，具有高效性、平台无关性、安全性、通用性、可移植性及多线程工作等特点。目前，对于高校学生而言JAVA程序设计课程应用非常广泛，比如全国大学生参赛的“蓝桥杯”、“软件杯”和互联网+，甚至相关高校大学生计算机等级考试中都会涉及，国内大部分高校不仅将计算机相关专业开设JAVA程序设计课程而且非计算机专业作为通识教育选修课程也纳入此课程。由于JAVA属于面向对象而非面向过程，所涉及的编程思想和一些重要概念在理解上要抽象些，比如JAVA中出现的“类”、“对象”概念和通过对象调用的方法，学生在理解上存在难度。而且在学时的分配上，以本学院为例作为必修课计算机专业的学生为64学时，作为通识教育选修课的非计算机专业的学生为48学时。非计算机专业的学生在学习JAVA程序设计课程之前是零编程基础的，所以在教学中难度更大。如何在教学过程中将知识更细致、更易理解，更能激发学生学习的积极性变得尤为重要。
1分析JAVA程序设计课程在教学中存在的问题
JAVA程序设计课程对于计算机专业的学生来讲，其理论知识的理解与认识本身有一定的难度，而对于非计算机专业的学生而言，难度可想而知。笔者在给非计算机专业的学生授课时主要存在以下问题：第一，学生的编程基础比较薄弱。近几年，笔者在教授食品质量和科学专业学生的通识教育选修课时了解到，学生是零编程基础学习JAVA程序设计课程，学生在学习该课程之前，仅开设了大学计算机应用基础。所以在教授时，学生学习进度缓慢，学生首次接受新的抽象概念、语法规则和系统类库上比较困难。笔者认为对于初学编程的学生，应以先学习C语言课程为基础，熟悉了相关编程基本语法和编程的思想后，再学习面向对象语言课程JAVA程序设计更容易接受。第二，端正学习态度和建立学习自信。JAVA程序设计课程本身需要比较强的逻辑思维能力和扎实的数学基础，并需要掌握编程基本语法、构造方法、各种类库和接口等。笔者在教授过程中，对于非计算机专业的学习而言，因不是本专业的课程，而且在学习期间，步伐艰难，学习兴趣越来越低。
2 JAVA课程改革的方案
2.1以实例驱动为基础，充分利用网络教学平台
为了提高学生的学习兴趣与增强知识点的理解力，应合理设计相关知识点的教学案例。因为学生为初学者，教学案例根据学生的理解的实际情况，不必太复杂。让学生深刻认识到，所学习到的枯燥的理论知识，通过计算机编程可以解决实际的问题的过程。比如 ，“银行新用户现金业务办理”的案例，使学生思考并模拟现实中银行大厅内新用户办理现金存取业务的场景，并使用代码来实现[1]。这个案例的功能有“欢迎界面字符”的提示、“退出界面字符”的提示、“用户的开户”、“密码输入是否正确”、“存款”、“取款”和“账户余额”的提示等功能。根据以上所述，我们需要定义一个“银行”类（Bank），来实现“银行”所提供的功能有“欢迎界面”“用户开户”“输入密码”功能、“存款”功能、“取款”功能、“余额”的情况及“退出”界面字符的显示情况。我们再需要定义一个“交易”类（Trade），用来定义一个具体对象模拟用户办理现金业务的情况。
本院主页网站上有“网络教学平台”功能的开放，教师可以将所教授的课程资源、教师录制的教学视频等都可以上传到“网络教学平台”上，方便学生课上、课下复习巩固知识难点。
2.2 注重计算思维能力的培养
美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授于2006年3月提出，計算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[2]。在2011年陈国良院士等最早在国内将计算思维概念引入到计算机基础应用学科[3-4]。如何将计算思维很好地应用到课堂上受益于学生呢？一方面，在教学过程中不能按部就班、照本宣科将知识点传达给学生。JAVA程序课程本身识知点的关联性很强，在介绍某一知识点或某个程序段时，可以按某个思维路线进行延伸；另一方面，在课堂上或布置课后作业时，注重培养学生的计算思维能力和独立编程的能力。
2.3 考核方式的改革
以我院食品质量和科学专业为例，将以往的笔试改为机试考试。考试份额分配主要包括课堂表现（占10%）平时作业（占30%）和期末上机考试分数（占60%）。课堂表现包括签到情况、迟到、早退情况和课堂回答问题情况；平时作业包括一些思考题、简单机试题和设计题等，依据学生作业完成的情况，分级评定；期末上机考试主要涉及一些知识点的综合设计编程题等，在规定的时间内完成上交。
3结束语
JAVA程序设计课程教学过程中以实例演示教材中重要的知识点，融合计算思维的理念，更简洁、巧妙展现出来，更利于学生的吸收、理解知识。学习JAVA程序设计课程在理解的基础上，要学会分析现实生活中所遇到的问题，列出解决问题的大纲和如何将自然语言转化为JAVA程序段，最后编译运行代码。学生学习编程语言重在动手操作，可以通过给出的案例或者网络教学平台上提供的学习资源等。
参考文献：
[1] 黑马程序员. JAVA基础案例教程[M].北京：人民邮电出版社，2016.
[2] Jeanette M. Wing.Computaitonal Thinking[J]. Communicaitons of the ACM，2006，49（3）：33-35.
[3] 陈国良，董荣胜.计算机思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学， 2011（1）：7-11.
[4] 朱子江，刘东，胡毅.基于计算思维的Java程序设计课程教学实践[J].计算机教育，2015（24）：61-66.
【通联编辑：光文玲】
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14769864.htm
