基于目標(biāo)導(dǎo)向的Java程序設(shè)計課程的教學(xué)研究

邸未冬，賀國平

（忻州師范學(xué)院 計算機(jī)系，山西 忻州 034000）

基于目標(biāo)導(dǎo)向的Java程序設(shè)計課程的教學(xué)研究

邸未冬，賀國平

（忻州師范學(xué)院 計算機(jī)系，山西 忻州 034000）

Java程序設(shè)計是計算機(jī)學(xué)科的重要課程，Java技術(shù)廣泛應(yīng)用于Web項目開發(fā)和移動應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域.結(jié)合當(dāng)今社會的實際需求，針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在實踐不足的弊端，提出了一種從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)并以目標(biāo)為核心的教學(xué)設(shè)計模式.通過教學(xué)實踐，總結(jié)出了一套以知識教學(xué)目標(biāo)和實踐能力教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以優(yōu)化教學(xué)效果為目的的教學(xué)方案.教學(xué)改革的效果在實踐應(yīng)用中得到了充分的體現(xiàn).

Java；目標(biāo)導(dǎo)向；實踐教學(xué)；教學(xué)目標(biāo)

目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計，是一種從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)并以目標(biāo)為核心的教學(xué)設(shè)計模式.教學(xué)設(shè)計的特點(diǎn)是以學(xué)生為主體，以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)，按照學(xué)生學(xué)習(xí)的心理認(rèn)知過程進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計[1].分為2個步驟：一是設(shè)計精確的課堂教學(xué)目標(biāo)；二是基于教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計，包括教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)手段設(shè)計、教學(xué)評價設(shè)計和教學(xué)過程設(shè)計.

1 課程地位及教學(xué)實施中的問題分析

Java程序設(shè)計課程是計算機(jī)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)課程，Java語言程序設(shè)計在程序語言教學(xué)群中起著承前啟后的作用，它既是對程序設(shè)計基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計知識與能力的強(qiáng)化，也是Web開發(fā)及移動應(yīng)用開發(fā)的重要基礎(chǔ)知識.學(xué)習(xí)的效果不僅關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計的效果，而且直接關(guān)系到學(xué)生程序設(shè)計水平的提高和專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng).

基于對該課程在課程群中的地位分析，確立該課程的教學(xué)是以學(xué)生為中心，以學(xué)生能力培養(yǎng)為目的的教學(xué).學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)包括：強(qiáng)化學(xué)生程序設(shè)計基礎(chǔ)能力；提升學(xué)生對于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計知識的認(rèn)知；通過Java語言核心知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜問題的分析與解決能力；逐步培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計與實現(xiàn)的思維.

Java課程安排在大二第1學(xué)期，通過對近幾年Java教學(xué)的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)的過程中主要困難有3個：

（1）面向?qū)ο蟾拍畛橄?面向?qū)ο蟮乃枷雭碓从诠こ虒嵺`，是大量工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)，對于完全沒有工程實踐經(jīng)驗的學(xué)生而言，理解相關(guān)的概念難度很大.

（2）課程內(nèi)容涵蓋面廣.從語言基礎(chǔ)（第2章）、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（第4章）到Java核心知識（第8章），每一章節(jié)的知識量都很大，而且大多章節(jié)的內(nèi)容深度也較高，對學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個巨大的挑戰(zhàn).

（3）工程應(yīng)用密切，實現(xiàn)代碼量大.Java技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)工程，Java本身具有很強(qiáng)的技術(shù)功能，而課程的學(xué)習(xí)也需要對這些功能進(jìn)行盡量的掌握.與基礎(chǔ)教學(xué)相比，工程實現(xiàn)的復(fù)雜度大、代碼量大，學(xué)生難于接受.

2 目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué)過程設(shè)計

目標(biāo)導(dǎo)向有助于實現(xiàn)教學(xué)過程的優(yōu)化.教學(xué)設(shè)計是一個問題解決的過程，以往的教學(xué)主要是講授語法，學(xué)生未真正領(lǐng)會程序設(shè)計的思想和軟件設(shè)計的規(guī)律[2].從Java課程要實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合以往教學(xué)實施中存在的問題，從教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計到教學(xué)過程的推進(jìn)，再到教學(xué)環(huán)節(jié)的把握，提出了一套切實可行的教學(xué)方案.

課程的教學(xué)過程設(shè)計見圖1.

圖1 教學(xué)過程設(shè)計

2.1 以學(xué)習(xí)效果為目的，確立教學(xué)目標(biāo)

確立教學(xué)目標(biāo)是保證人才培養(yǎng)符合要求的首要環(huán)節(jié)[3].Java課程是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科，它不僅要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識，更需要學(xué)生能將其運(yùn)用到生產(chǎn)和管理的實踐中去，基于此確立該課程的教學(xué)目標(biāo)，以確保取得預(yù)定的教學(xué)效果.

2.1.1 知識教學(xué)目標(biāo) 理解和掌握J(rèn)ava語言的語法和語義，掌握J(rèn)ava中的面向?qū)ο笏枷牒吞卣?，掌握?biāo)準(zhǔn)程序和小應(yīng)用程序的開發(fā)方法，掌握數(shù)據(jù)庫編程和網(wǎng)絡(luò)編程的原理及方法；了解Java的最新應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生用新一代的程序設(shè)計思想和邏輯思維方式進(jìn)行計算機(jī)編程研究.

2.1.2 實踐能力教學(xué)目標(biāo) 實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的最佳方式[4].實踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)分為3個層次：編程能力——系統(tǒng)設(shè)計能力——應(yīng)用開發(fā)能力，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生掌握對復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的分析、設(shè)計到實現(xiàn)的能力.

2.1.3 思想教育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣和刻苦鉆研的品質(zhì)，使學(xué)生能夠在企業(yè)勝任項目的開發(fā).

2.2 以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，精心設(shè)計課堂教學(xué)

在Java課程教學(xué)中，主要是課堂和機(jī)房2種上課形式，教學(xué)設(shè)計的主體思路是“抓住2個課堂，課上帶動課下”.課堂授課的主要形式是“講”，目標(biāo)是“知”.機(jī)房練習(xí)的目標(biāo)是“會”，通過練習(xí)掌握上課的知識，并能對知識進(jìn)行基本的應(yīng)用以完成基本的任務(wù).

2.2.1 課堂教學(xué)安排 課堂講授的主體特征是講授——模仿做——自主做.課堂教學(xué)的整體安排是：

第1個環(huán)節(jié)以生活中的案例引入，使學(xué)生對于所講知識有感性認(rèn)識，對課程內(nèi)容產(chǎn)生興趣.通過引入案例的分析提出課程的主體內(nèi)容，再通過內(nèi)容的實現(xiàn)進(jìn)行知識點(diǎn)的講解，并最終將結(jié)果實現(xiàn).

第2個環(huán)節(jié)是學(xué)生模仿完成.通過同類問題，讓學(xué)生模仿完成.在這個過程中，教師要精選一些與課堂上所講類似的案例，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生自主完成.如在講Java中類的概念時，課堂上講的例子是設(shè)計一個學(xué)生類，學(xué)生模仿完成時可設(shè)計一個教師類.

第3個環(huán)節(jié)是階段性總結(jié).對第1，2個環(huán)節(jié)中的知識、問題分析過程及學(xué)習(xí)的共性問題進(jìn)行集中講解，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確地理解和掌握課堂上所講的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，布置一些針對性的題目讓學(xué)生去完成.在這個過程中，教師要有足夠的耐心去和學(xué)生溝通并解決問題.

2.2.2 機(jī)房教學(xué)的安排 機(jī)房練習(xí)的目標(biāo)是“會”，通過練習(xí)掌握上課的知識，能對知識進(jìn)行基本的應(yīng)用以完成基本的任務(wù).通過對課堂教學(xué)知識點(diǎn)的回顧，對知識進(jìn)行強(qiáng)化認(rèn)知.

指導(dǎo)完成階段：基本練習(xí)任務(wù)，在此階段進(jìn)行思路分析與知識點(diǎn)實現(xiàn)的講解.教師當(dāng)堂編寫程序，演示分析和調(diào)試的過程，同時要求學(xué)生與教師同步編程，使學(xué)生對于完成的任務(wù)、知識點(diǎn)的應(yīng)用和實現(xiàn)的思路都有了基本認(rèn)識.

自主完成階段：案例與指導(dǎo)階段類似，通過基本的任務(wù)講解后，由學(xué)生自主完成任務(wù)內(nèi)容.在實驗過程中讓學(xué)生自主探索，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，達(dá)到學(xué)以致用的目的.

實驗總結(jié)：在學(xué)生進(jìn)行任務(wù)完成的過程中，收集學(xué)生在完成過程中的主要困難與問題，逐一講解，并對學(xué)生完成情況進(jìn)行點(diǎn)評，重點(diǎn)在于學(xué)生的進(jìn)步與成績.

項目實踐：當(dāng)知識量積累到一定程度時，以項目貫穿上機(jī)內(nèi)容，制定項目任務(wù)分解表，每次上機(jī)完成一部分，最終實現(xiàn)并理解一個完整項目的開發(fā)方法.整個教學(xué)形成一個實踐教學(xué)循環(huán)（見圖2）.

課堂以知識點(diǎn)的主體內(nèi)容講解為核心，但知識的認(rèn)知不可能只是核心的部分，知識的全面了解對于學(xué)生的理解與掌握有著巨大的影響.因此，課下的閱讀與練習(xí)是教學(xué)結(jié)果鞏固的重要部分，也是教學(xué)結(jié)果的重要保障.通過課堂的講解與練習(xí)使學(xué)生對知識有基本的掌握與應(yīng)用，對內(nèi)容產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，通過安排課下任務(wù)（閱讀、練習(xí)等），使學(xué)生肯于課下學(xué)習(xí)，同時通過作業(yè)檢查、上機(jī)完成情況統(tǒng)計等手段使學(xué)生必須進(jìn)行課下學(xué)習(xí).

圖2 實踐教學(xué)循環(huán)

3 目標(biāo)導(dǎo)向下教學(xué)手段的實施

3.1 以學(xué)生為主體的講——練——講模式

講——練——講雖然是傳統(tǒng)的教學(xué)方式，但并不能完全擯棄這種教學(xué)方式，關(guān)鍵是怎樣能把這個傳統(tǒng)方式做得更好.在講練的過程中，要精心設(shè)計實例，把教授和學(xué)習(xí)的重心放在實例的分析和領(lǐng)會上[5].如為每個實例配以案例引導(dǎo)，把教師的教學(xué)內(nèi)容通過實際案例傳遞給每個學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的思考，使學(xué)生能夠應(yīng)用自己的思維化解具體實驗的難度，既提高了學(xué)生的信心，又增強(qiáng)了學(xué)生的主體作用.

3.2 提高學(xué)生實踐能力，實施分組教學(xué)

在教學(xué)輔導(dǎo)階段，為了更好地兼顧到每一個學(xué)生的情況，進(jìn)行分組學(xué)習(xí)和分組指導(dǎo)的方式.一般每個小組由7～8名學(xué)生組成，由組長帶領(lǐng)組員分別完成指定任務(wù).不同的小組可以在教師指導(dǎo)下自主選題，確定實驗項目.如在Java數(shù)據(jù)庫編程和網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容講完后，可以從不同的應(yīng)用方向設(shè)計幾個較大的綜合題目，每個題目分成若干模塊，分配給小組成員.教師在指導(dǎo)過程中重點(diǎn)解決小組組長的問題，再由組長負(fù)責(zé)組員問題的解決.同時，以小組為單位統(tǒng)計上機(jī)完成率.通過實施分組學(xué)習(xí)，每個學(xué)生都有較大的收獲，同時也增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊意識.

3.3 采用信息技術(shù)手段，保障教學(xué)效果

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)手段的應(yīng)用對高等教育發(fā)生了極其巨大的影響[6].信息技術(shù)在教育方式上有獨(dú)特的優(yōu)越性，不但豐富了課堂教學(xué)手段，而且優(yōu)化了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，在很大程度上提高了課堂教學(xué)效果[7].在整個Java課程教學(xué)過程中，采用了行之有效的信息技術(shù)手段.（1）攝制教學(xué)視頻.在Java案例講授中，由于案例的實施操作步驟較多，學(xué)生在課上難以全部掌握，所以在講解的同時進(jìn)行屏幕錄制，以供學(xué)生課下進(jìn)行知識的查漏補(bǔ)缺及強(qiáng)化學(xué)習(xí).（2）使用電子教室管理軟件.采用電子教室管理軟件，對學(xué)生的上機(jī)活動進(jìn)行及時跟蹤與監(jiān)控，可以加強(qiáng)教學(xué)管理，提高機(jī)房教學(xué)的效果.（3）設(shè)計了Java課程教學(xué)網(wǎng)站.該網(wǎng)站主要實現(xiàn)了作業(yè)園地、在線提問、討論交流、資源下載、作業(yè)批改、在線答疑、在線討論和資料上傳等功能.通過課程網(wǎng)站的建設(shè)，為學(xué)生提供了有效的課程學(xué)習(xí)資源，也為教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供了有效的途徑.網(wǎng)站同時支持電腦版和Android版，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和交流.通過以上信息化手段的使用，對教學(xué)過程的控制與教學(xué)結(jié)果的保障提供了有力的支持.

4 課程考核及教學(xué)效果分析

鑒于程序設(shè)計類課程重在應(yīng)用的特點(diǎn)，Java課程的考核向?qū)W生實踐能力方面傾斜，以多種形式的考核促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，尤其是課下學(xué)習(xí).考核方案為：考試35％+上機(jī)完成35％+作業(yè)20％+知識競賽10％.

考試35％為基礎(chǔ)，通過統(tǒng)一的考試對學(xué)生基礎(chǔ)知識與基本能力進(jìn)行檢查.

上機(jī)是學(xué)生知識應(yīng)用能力最重要的體現(xiàn)，上機(jī)完成是本門課程改革的重點(diǎn)，每次課上機(jī)任務(wù)為3～5個，完成率的統(tǒng)計以小組為單位（不記錄個人完成率），通過對上機(jī)完成率的統(tǒng)計，對每個小組進(jìn)行分?jǐn)?shù)評價.這種模式的好處是：小組成員既有分工又有合作，為了取得較好的成績，組內(nèi)成員互相討論和學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了學(xué)生之間的互學(xué)性.上機(jī)完成之后，要進(jìn)行學(xué)生完成結(jié)果的示范演示，以保證確為學(xué)生本人完成.

作業(yè)分為課堂筆記與課下作業(yè)，是學(xué)生學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果的重要依據(jù).

知識競賽以學(xué)生策劃、學(xué)生組織及學(xué)生實施的自主形式.比賽的內(nèi)容由學(xué)生整理，教師指導(dǎo)；比賽的程序由學(xué)生設(shè)計，教師指導(dǎo)；比賽的過程由學(xué)生組織，教師指導(dǎo).通過這樣的競賽，提升學(xué)生對自我能力的認(rèn)可度，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣.

通過對近3年畢業(yè)的學(xué)生的教學(xué)成果的評價（見表1）可以看出，Java課的教學(xué)效果有了顯著提高.

表1 近3年學(xué)生的教學(xué)成果評價

5 結(jié)束語

要培養(yǎng)實踐創(chuàng)新人才，計算機(jī)語言類課程的課堂教學(xué)改革勢在必行[8].通過對Java課程進(jìn)行教學(xué)改革，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中目標(biāo)明確，對知識點(diǎn)的理解透徹，學(xué)習(xí)效果在實踐應(yīng)用中得到了充分的體現(xiàn).通過對本系畢業(yè)生就業(yè)情況了解，從事Web項目開發(fā)的學(xué)生由于專業(yè)素質(zhì)高，在社會上非常受歡迎，這也是得益于課程教學(xué)改革的實施.

[1]冷泳林.目標(biāo)導(dǎo)向理論在計算機(jī)程序設(shè)計類教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2012，25（4）：81-82

[2]邢丹，姚俊明.基于計算思維的Java課程群的教學(xué)改革與實踐[J].計算機(jī)教育，2015（15）：36-40

[3]張樹林，王根杰.基于目標(biāo)導(dǎo)向的實踐教學(xué)方法公效學(xué)思考[J].人類工效學(xué)，2014，20（3）：47-48

[4]劉艷梅.基于實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的Java系列課程群教學(xué)研究與改革[J].計算機(jī)教育，2015（14）：35-40

[5]王文冰，李輝.以實例貫穿課堂的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課堂教學(xué)改革[J].計算機(jī)教育，2011（1）：91-94

[6]張一春.信息化教學(xué)技術(shù)與方法[M].北京：高等教育出版社，2013：10-13

[7]古貴琴.信息技術(shù)在大學(xué)教育教學(xué)中的優(yōu)勢及創(chuàng)新應(yīng)用研究[J].信息系統(tǒng)工程，2015（4）：158-159

[8]焦莉娟，宗春梅.面向應(yīng)用的計算機(jī)語言類課程教學(xué)改革的探討[J].軟件導(dǎo)刊，2016，15（4）：212-213

Based on goal oriented teaching research on the Java programming course

DI Wei-dong，HE Guo-ping
（Department of Computer，Xinzhou Teachers′ University，Xinzhou 034000，China）

Java programming is an important course of computer science，and Java technology is widely used in Web project development，mobile application development and other fields.Combined with the actual needs of today's society，the drawbacks of previous teaching practice problems put forward the teaching design model which is based on the teaching objectives and aims at the core.Through the teaching practice，to summer up a set of teaching goals and practical ability of teaching objectives as the guide，to optimize the teaching effect for the purpose of teaching program.The effect of teaching reform has been fully reflected in practical application.

Java；goal-oriented；practical teaching；teaching goal

TP311∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.12.024

2016-09-12

忻州師范學(xué)院教學(xué)改革研究項目（JGYB201528）

邸未冬（1972-），男，山西原平人，講師，碩士，從事軟件工程和圖像處理研究.E-mail：diwdong@126.com

1007-9831（2016）12-0093-04