基于工程实践能力培养的Java程序设计课程教学改革研究

刘长旺

摘要：Java程序设计是目前计算机相关专业一个非常重要的语言类基础课程。该课程具有较强的实践性。为了通过该课程提升学生的专业技能，提高应用型人才培养的效果，应该对该课程进行基于工程实践能力的培养改革。论文分析了传统的教学模式的特点，在现有的基础上对教学方案进行改进，以工程实践能力培养为目标，重新设计了Java课程的教学体系，强化实践教学，改进教学方法。实践证明，这些措施能够提高学生的学习兴趣，提高Java程序设计课程的教学效果。

关键词：Java；语言程序设计；课程改革；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）29-0109-02

一、引言

Java语言是面向对象、支持多线程的网络编程语言，具有安全性高、可移植性好和代码可重用性高等优点，成为目前最流行编程语言之一。Java程序设计作为计算机语言类基础必修课程在我校计算机相关专业中开设。通过这门课程的学习，力争让学生掌握Java语言的基础知识，理解面向对象编程的思想，学会面向对象编程的技能。

二、传统教学方案存在的一些问题分析

目前对于Java程序设计课程一般的教学方法都是先采用课堂进行理论教学，在课堂上按照循序渐进的方式讲授一些知识点，先从最基本的入门概念比如数据类型、运算符和表达式等开始讲起，然后逐步深入。在进行课堂理论知识讲授的同时，中间穿插安排在实验室的上机课时，让学生对上节课学习的理论知识点通过实践进行复习、巩固。在这种培养方式下，学生注重于对单个知识点的掌握，但是忽视了对编程技能系统整体的培养，没有办法对这些不连贯的零散知识点进行融会贯通的应用，导致学生在课程结束甚至毕业之后，缺乏对具体问题进行分析和解决的能力，面对一个实际要解决的问题，却不知道怎么样去实现。所以，这样培养出来的人才无法适应社会需求，不是企业和市场所需的人才。为了让培养出来的人才能够快速适应企业市场的需求，我们所要做的不仅仅是对学生传授理论知识，还要培养他们的就业能力和职业能力，比如解决实际问题的能力、持续学习新知识的能力和团队协作的精神等。所以，我们必须对传统的教学方式进行改革，以提高学生的工程实践能力为目标进行培养。

三、基于工程实践能力培养的Java程序设计课程教学目标设计

基于工程实践能力培养的Java程序设计课程，以培养适合企业市场需要的、具备一定的分析和解决问题的能力的应用型人才为目标，强调实践和动手能力的培养，强调能够让学生具备解决工程问题的能力。具体来说，首先学生应该掌握Java语言的基本概念、语法等，掌握面向对象程序设计的基本思想和原则。学会配置Java相关的开发环境。通过和数据库原理及应用、计算机网络和网页设计等相关课程的联系，综合运用Java语言的强大功能，进行面向对象的编程，能够在网络环境中开发计算机网络应用软件、信息系统、企业级的应用软件等。

四、优化的Java程序设计课程的教学体系设计

根据上述基于工程实践能力的课程教学目标，我们把Java程序设计课程的教学环境分为理论教学环节和实践教学环节两部分，特别是在实践教学环节，突出对学生能够分析和解决实际问题的能力的培养。在课程理论教学环节，Java程序设计课程的教学重点是Java语言最基本的入门概念，包括Java语言的数据类型和运算、表达式和语句、语言的基本流程控制以及数组技术等；面向对象的基本概念和编程技术，如类和对象、封装和继承、接口以及多态等方面的内容；还需要覆盖的内容有基本的I/O处理、异常处理机制、网络通信、数据库访问技术等；还需要利用大量的编程实例对图形用户界面编程、基本控制组件和布局、容器、图像显示和图形绘制、对话框和菜单以及JavaAPI等进行讲解。理论教学环节的难点在于让学生掌握面向对象编程的思想、多线程编程技术以及各种事件处理模型等。

课程的实践环节，是实现课程教学目标的重中之重。实践教学环节我们分成三个部分。针对理论教学课堂中学习的知识点，按照传统教学方案，及时在知识点学习中间安排上机实践，这是第一部分实践，目的在于让学生能够及时对所学的理论知识点验证学习、巩固。第二部分的实践则是在学生的课外时间，布置一些实践性、操作性和针对性比较强的课外任务，让学生在课外通过多上机练习，进一步强化对专项技能的培养。第三部分实践，我们引入基于项目式的教学方法，在课程教学的最后两周，根据实际项目常见的技术要求，要求教师带领学生在模拟的真实企业项目、真实工作环境、真实职业情景的情况下，依据学期所学习的知识点，分成多个项目小组完成一个独立的项目。

五、教学方法和手段改革

在教学方法和手段的改革上，我们同样以培养学生的工程实践能力为出发点，研究了目前经常采用的各种实践教学方法，根据Java程序设计课程的特点以及学生知识结构的实际情况，应用了众多的教学方法。除了上面提到的项目教学法，还引入了启发式教学方法、兴趣小组和项目小组学习方法、任务驱动法等。（1）启发式教学方法。在学生的教学中，我们舍弃传统“满堂灌”的刻板教学方法，尽可能地使用能够启发学生思维、让学生主动去思考的教学方法，进一步引导学生培养学习的主动性、积极性，进行探究式的学习，而不是强制性的将知识灌输给学生，避免让学生在课堂上似乎听懂了，而课下由于不知其所以然而又全部不懂的情况。（2）建立学习兴趣小组和项目小组。在学生班上由学生自愿组合，建立起4-5人的兴趣小组和项目小组，进行协作式的学习，培养好的集体学习的氛围。这种协作式的学习非常重要，能够让学生在有限的课堂时间之余，对不懂的问题可以充分的互相询问和学习、交流和讨论，对于比较困难的问题可以一起攻关解决，也培养了学生团队合作精神。可以从多方面都能够促进学生的学习效果。（3）任务驱动方法。任务是驱动法，就是让学生通过“任务分析——相关知识——任务学习”这一思路，让学生在完成任务的过程中，学习到相关知识[2]。传统的考核机制是总评分等于理论成绩（一般为70%）加上平时成绩（一般为30%）的方案来对学生的学习效果进行考核。但是Java程序设计课程是一门实践性极强的课程，传统的考核方式，重理论轻实践，没有办法对学生的专业技能进行考核，没有办法体现学生的工程实践能力水平的高低。所以我们改革了考核的评价机制，特别突出了对学生实践动手能力的考核，把理论成绩的比例降到了30%，平时成为30%，而实践上机考核为40%。实践考核又分为两部分，平时的上机课程中完成的上机实验占20%，而最后以项目小组形式完成的项目成绩占20%。对于项目小组的项目的评分，要进行答辩，项目成员的评分可以采取项目小组根据各成员完成的工作进行内部评判，結合答辩中教师的评分以及其他项目小组的评价的方式给出，尽可能做到公正评判。

六、加強实践基地建设，为学生实训提供良好的环境

实践基地分为校内实验室和校外实践基地两块。在校内，我们建立了硬件配置优良、软件配备完善的Java软件开发实训室，实训室可以100%开出为了达到教学目标规定的所有验证性、综合性和设计性的实验，为培养学生的工程实践能力提供了有力的硬件保障。

七、总结

近几年来，我们以培养学生的工程实践能力为目标，对Java程序设计课程进行了改革，重新设计教学目标、优化教学知识结构体系，改革教学方法、手段等。通过改革，对理论教学和实践教学的内容和学时重新进行了分配，突出了实践教学，加强了“双师型”的教师队伍建设，实践基地得到更加充分的利用，提升了学生的编程专业技能，提升了学生的职业能力，适应了学校培养应用型创新型人才的目标，使得学生在就业市场上的就业竞争力得到显著增强。

参考文献：

[1]李东明，赵伟.Java语言课程实践教学改革[J].计算机教育，2011，（13）：122-125.

[2]谢景明.Android移动开发教程（项目式）[M].人民邮电出版社，2014.

Abstract：Java programming is one of the most important basic courses in computer science. The course has strong practicality. In order to improve students' professional skills and improve the effect of application-oriented talents training，the curriculum should be based on engineering practice ability training reform. This paper analyzes the characteristics of the traditional teaching mode，on the basis of the existing teaching scheme is improved，the engineering practice ability as the goal，the redesign of the Java teaching system，strengthening practice teaching，improving teaching methods. Practice has proved that these measures can improve students' interest in learning and improve the teaching effect of Java programming course.

Key words：Java；language programming；curriculum reform；practice teaching