輔助軟件在Java教學(xué)中的初步應(yīng)用

張瑋煒

摘 要：Java是應(yīng)用廣泛的編程語(yǔ)言，因其自身的特點(diǎn)被許多學(xué)校選為編程的入門(mén)語(yǔ)言。在教學(xué)過(guò)程中，初期學(xué)習(xí)的又是一些基本概念、基本結(jié)構(gòu)，幾乎沒(méi)有圖形界面的內(nèi)容。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)而又習(xí)慣于動(dòng)漫的學(xué)生們來(lái)說(shuō)，就顯得枯燥，不易引起學(xué)生們的興趣。使用Scratch等軟件作為教學(xué)的輔助軟件，可以把部分基本概念、結(jié)構(gòu)以圖形化或動(dòng)畫(huà)的方式展示出來(lái)，提高學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本概念的理解。

關(guān)鍵詞：輔助軟件；Java；應(yīng)用

Java是應(yīng)用廣泛的編程語(yǔ)言，對(duì)于學(xué)過(guò)機(jī)器人編程或任何編程語(yǔ)言的人來(lái)說(shuō)，都簡(jiǎn)單易學(xué)。但要在課堂上四十多課時(shí)內(nèi)學(xué)會(huì)編程語(yǔ)言中的基礎(chǔ)知識(shí)和Java的常見(jiàn)應(yīng)用，理解概念的基礎(chǔ)上，編出各種程序來(lái)，如果只是教師的講授、輔導(dǎo)，有部分學(xué)生就難以學(xué)通了。而使用簡(jiǎn)單易用的輔助軟件，可以幫助學(xué)生理解許多概念。

Scratch是一款由麻省理工學(xué)院（MIT）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款面向少年的簡(jiǎn)易編程工具，可以通過(guò)命令和參數(shù)的設(shè)置完成動(dòng)畫(huà)、游戲的設(shè)計(jì)。構(gòu)成程序的命令和參數(shù)通過(guò)積木形狀的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。用鼠標(biāo)拖動(dòng)模塊到程序編輯欄就可以了?，F(xiàn)在的學(xué)生是看動(dòng)漫長(zhǎng)大的，枯燥的編程對(duì)他們來(lái)說(shuō)不易上手，從未接觸過(guò)編程的學(xué)生對(duì)基本概念的理解也有一層隔閡。對(duì)Java教學(xué)而言，可用Scratch作為初學(xué)者的輔助軟件，當(dāng)然其它軟件也可以，這里講使用Scratch。

在Java中教授語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)據(jù)類(lèi)型、常量、變量、運(yùn)算符、表達(dá)式時(shí)，除講解其存在的因由及形式外，還可以直觀(guān)的方式觀(guān)察，此時(shí)的學(xué)生剛剛開(kāi)始學(xué)編程，對(duì)程序代碼還一頭霧水，可以讓他們看簡(jiǎn)單的程序，觀(guān)察常量、變量、數(shù)據(jù)類(lèi)型、運(yùn)算符、表達(dá)式的存在形式，對(duì)于看動(dòng)漫長(zhǎng)大的學(xué)生來(lái)說(shuō)，為了讓他們更快理解，可以輔助以動(dòng)漫的編程軟件，如在Scratch里選定一個(gè)角色，最最初步的操作，讓這個(gè)角色前移幾步，“移動(dòng)？茗步”在？茗里填上5，然后直接運(yùn)行這個(gè)命令，則該角色移動(dòng)5步，將步數(shù)改成10，再運(yùn)行，則該角色往前移動(dòng)10步?！?”和“10”本身的含義是不變的，值也不變，我們是在？茗里修改的步數(shù)。不論“5”還是“10”或者其它的數(shù)字，都要錄入到？茗里存放到？茗里，那么這個(gè)？茗方框里在任一時(shí)間點(diǎn)只能存放一個(gè)數(shù)字，但不同時(shí)間點(diǎn)可以存放不同的數(shù)字，對(duì)？茗方框來(lái)說(shuō)，可以存放不同的數(shù)據(jù)，只是在不同時(shí)間而已，存放了10的時(shí)候，5就被覆蓋掉了，該角色就往前移動(dòng)10步而不是5步了。那么？茗方框就可以稱(chēng)為變量，可是錄入程序代碼的時(shí)候，只能錄入鍵盤(pán)上的字符，錄入不了？茗方框，在程序代碼中就用一個(gè)名稱(chēng)來(lái)表示，這就是變量名了。在動(dòng)畫(huà)里，還有其它小角色，其它小角色也需要?jiǎng)悠饋?lái)，也得設(shè)置移動(dòng)的形式。那么對(duì)其它小角色，也得在它們的？茗方框里填入移動(dòng)的數(shù)字，由此此處？茗方框又是一個(gè)變量，這個(gè)？茗方框里的值與前面角色的？茗方框里的值應(yīng)該互不影響，才能設(shè)定各個(gè)角色的移動(dòng)，從而顯示出不同的動(dòng)畫(huà)效果，怎么樣才能互不影響呢？?jī)蓚€(gè)變量、兩個(gè)變量名就可以區(qū)別清楚了，兩個(gè)變量各存各的數(shù)字，兩個(gè)不同的名字系統(tǒng)也可以區(qū)分出來(lái)。至此，常量、變量的相關(guān)概念也就清楚了。至于數(shù)據(jù)類(lèi)型，其實(shí)也是為了對(duì)數(shù)據(jù)分類(lèi)管理，學(xué)生容易理解，就不必用輔助軟件來(lái)解釋了。

初學(xué)者不易理解的還有自增自減，表達(dá)式x=x+1、y=y-1等，此時(shí)對(duì)程序還沒(méi)有更多的了解，單從表達(dá)式上解釋也可以，我們也可以從輔助軟件里直觀(guān)的觀(guān)察。借助Scratch的角色的位置坐標(biāo)，可以很好的解釋此類(lèi)表達(dá)式。比如剛開(kāi)始時(shí)的默認(rèn)角色“小貓”，它的默認(rèn)位置是畫(huà)面的中間位置，即坐標(biāo)（x，y）的值是（0，0）。任一角色只要是被選中的狀態(tài)，都是隨時(shí)可以看到坐標(biāo)的。從“運(yùn)動(dòng)”里選中命令“將x坐標(biāo)增加10”，那么運(yùn)行后，看到小貓往右移動(dòng)了10步的位置，小貓的坐標(biāo)（x，y）也改成了（10，0），也就是說(shuō)小貓的水平坐標(biāo)x從0變成了10，再次運(yùn)行，小貓的水平坐標(biāo)又從10移動(dòng)到了20，再次運(yùn)行，小貓的水平坐標(biāo)又從20移動(dòng)到了30。這是如何實(shí)現(xiàn)的呢？命令對(duì)應(yīng)的代碼是什么呢？就是x=x+10。將x里存放的數(shù)值拿出來(lái)加上10以后，把加法得到的和還存放到x里。

這種用法。從概念上講，是非常清楚的。可是學(xué)生們開(kāi)始編程時(shí)往往不知道怎么用，這時(shí)就可以用輔助軟件來(lái)協(xié)助應(yīng)用了。比如設(shè)定小角色的位置（x，y）中的x的值，x<100時(shí)往前走幾步，x>=100時(shí)開(kāi)始往上飛，學(xué)生直接看到效果。也可以再細(xì)分，x<0時(shí)，往前慢走幾步，0～100之間時(shí)，快速移動(dòng)，x>=100時(shí)，開(kāi)始往上飛，還可以再分，不同的坐標(biāo)位置，不同的速度。原理與用代碼直接寫(xiě)一模一樣，只是對(duì)于看動(dòng)漫長(zhǎng)大的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，更具視覺(jué)效果而已。

對(duì)于循環(huán)結(jié)構(gòu)而言，容易講解，學(xué)生也容易理解，學(xué)生易出錯(cuò)的點(diǎn)是在循環(huán)嵌套上。比如

等。在循環(huán)嵌套的運(yùn)行中，學(xué)生往往弄不清楚某循環(huán)中各變量的值到底是多少，就具體的數(shù)值而言，用輔助軟件也可以輔助觀(guān)察，但是對(duì)于數(shù)據(jù)處理而言，不是Scratch這個(gè)輔助軟件的專(zhuān)長(zhǎng)。此時(shí)可簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)觀(guān)察效果，真正的大量的數(shù)據(jù)處理還得用Java的代碼本身。

對(duì)于編程零基礎(chǔ)、不知怎么考慮代碼的Java初學(xué)者來(lái)說(shuō)，使用Scratch等簡(jiǎn)單的輔助軟件可以幫助理解概念，但真正要掌握編程的方法和思維方式，還需要使用Java來(lái)做一些實(shí)例。endprint