Java程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)探討

張琳 李朝輝 譚孟康

[摘 要]Java程序設(shè)計(jì)是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。結(jié)合課程的授課經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了Java程序設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，分析了在實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，并對(duì)實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了探討，希望能夠?qū)ava授課教師提供有益的幫助，提高該課程的實(shí)踐教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]Java程序設(shè)計(jì);實(shí)踐教學(xué);Java面向?qū)ο?/p>

[基金項(xiàng)目]2019年中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“面向?qū)W術(shù)文獻(xiàn)大數(shù)據(jù)的自動(dòng)文摘方法研究”（3132019234）;2018年大連海事大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“信管專業(yè)大數(shù)據(jù)課程教學(xué)資源建設(shè)”（2018Y48）;2018年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“‘跨境電子商務(wù)理論與實(shí)踐課程建設(shè)”（201802028013）

[作者簡(jiǎn)介]張 琳（1984—），女，山東萊西人，博士，大連海事大學(xué)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院講師，主要從事信息管理和文本挖掘研究;李朝輝（1974—），男，河南漯河人，博士，大連海事大學(xué)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院副教授，主要從事電子商務(wù)物流研究;譚孟康（1999—），男，湖南衡陽人，大連海事大學(xué)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院2017級(jí)本科生，研究方向?yàn)樾畔⒐芾砼c信息系統(tǒng)。

[中圖分類號(hào)] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）27-0214-02[收稿日期] 2019-10-08

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)Java編程人才的需求越來越大，所以許多高校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了Java程序設(shè)計(jì)這門課程，并將其作為一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。因此，如何更好地教授這門課程，培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，是高校Java授課教師必須重視的問題。

一、Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

1. Java語言的編譯和運(yùn)行機(jī)制。Java是一種特殊的高級(jí)語言，既具有編譯型語言的特征，也具有解釋型語言的特征，因此用Java語言編寫的程序要經(jīng)過先編譯后解釋兩個(gè)步驟[1]（P4-5）。Java程序編譯后生成的不是特定平臺(tái)的機(jī)器碼，而是一種“中間碼”—字節(jié)碼（也就是.class文件），這種代碼不面向任何平臺(tái)，只面向Java虛擬機(jī)（Java Virtual Machine，JVM）。字節(jié)碼可以在所有實(shí)現(xiàn)了JVM的系統(tǒng)上運(yùn)行，因此Java語言可以跨平臺(tái)。

2.數(shù)據(jù)類型。Java是一種強(qiáng)類型語言，這意味著必須為每一個(gè)變量聲明一種類型。Java將數(shù)據(jù)類型分為兩類：基本類型和引用類型[1]（P50）?；绢愋桶˙oolean類型和數(shù)值類型。數(shù)值類型有整數(shù)類型（byte、short、int、long、char）和浮點(diǎn)類型（float和double）。引用類型包含類（class）、接口（interface）和數(shù)組（array），還有一種特殊的null類型。

3.流程控制和數(shù)組。Java支持3種流程控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)[1]（P74-89）。其中，分支結(jié)構(gòu)包含兩種：if語句和switch語句。循環(huán)結(jié)構(gòu)包含四種：while循環(huán)、do while循環(huán)、for循環(huán)和foreach循環(huán)。其中foreach循環(huán)是JDK5提供的一種新的循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以用來遍歷集合、數(shù)組中的元素而不必指定下標(biāo)值。

數(shù)組是編程語言中最常見的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)同一類型的多個(gè)數(shù)據(jù)[2]（P78-88）。在Java中數(shù)組必須先初始化才能使用。數(shù)組的初始化有兩種方式：靜態(tài)初始化和動(dòng)態(tài)初始化[1]（P91-92）。其中，靜態(tài)初始化由程序員顯式指定每個(gè)數(shù)組元素的初始值，由系統(tǒng)決定數(shù)組的長(zhǎng)度;動(dòng)態(tài)初始化由程序員指定數(shù)組長(zhǎng)度，由系統(tǒng)為數(shù)組元素分配初始值。

4. Java面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)基本特征。Java面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)基本特征是封裝、繼承和多態(tài)[1]（P28-29）。

封裝指的是將對(duì)象的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，不允許外部程序直接訪問對(duì)象的內(nèi)部信息，只能通過該類提供的一些公用方法實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象內(nèi)部信息的操作和訪問。通過封裝可以提高數(shù)據(jù)的安全性。

繼承是實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的重要手段，利用繼承，可以基于已存在的類構(gòu)造一個(gè)新的類。子類繼承父類后，將直接獲得父類的屬性和方法，并可以在此基礎(chǔ)上添加一些新的屬性和方法，以滿足新的需求。

繼承為多態(tài)的實(shí)現(xiàn)提供了前提。子類是一種特殊的父類，所以Java允許把一個(gè)子類對(duì)象直接賦值給父類引用變量。在編譯時(shí)變量是父類類型，但在運(yùn)行時(shí)卻表現(xiàn)出子類的行為特征，這就是多態(tài)。多態(tài)意味著同一個(gè)類型的對(duì)象在執(zhí)行同一個(gè)方法時(shí)，可能表現(xiàn)出多種行為特征。

5. Java類庫。Java類庫主要包括Java基礎(chǔ)類庫、異常處理、圖形用戶界面、輸入輸出流等[1]（P246-731）。其中，Java基礎(chǔ)類庫包括Scanner、System、Runtime、Object、String、Math、List、Set等，通過這些基礎(chǔ)類庫可以提高開發(fā)效率，降低開發(fā)難度;異常是運(yùn)行時(shí)在代碼序列中引起的非正常狀況，Java的異常機(jī)制主要依賴于try、catch、finally、throw和throws五個(gè)關(guān)鍵字，可以讓程序具有更好的容錯(cuò)性，使程序更加健壯;Java使用AWT和Swing類完成圖形用戶界面編程，通過這兩個(gè)類提供的圖形界面組件庫，程序只要依次創(chuàng)建所需的圖形組件，并以合適的方式組織它們，就可以開發(fā)出美觀的用戶界面;Java通過java.io包下的類和接口來支持輸入、輸出，java.io包下主要包括輸入、輸出兩種IO流，每種輸入、輸出流又可分為字節(jié)流和字符流兩大類。

二、Java程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

1.理論教學(xué)學(xué)時(shí)仍然占很高的比例，這使得教師將教學(xué)重點(diǎn)放在理論教學(xué)上，在課程考核方式上也以理論筆試為主，忽視了對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)和考核[3]。實(shí)踐學(xué)時(shí)的不足導(dǎo)致學(xué)生無法充分理解面向?qū)ο蟮睦碚撝R(shí)，以至于在遇到具體問題時(shí)無法下手，進(jìn)而對(duì)實(shí)踐課程產(chǎn)生了排斥心理，編程技能和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力得不到提高。

2.過度依賴于IDE工具。IDE工具使用起來比較靈活，可以提高開發(fā)效率，在項(xiàng)目管理中有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此很多教師在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，直接將Eclipse、NetBeans等IDE工具作為開發(fā)工具，這種做法可能會(huì)使學(xué)生將精力花在IDE工具的學(xué)習(xí)上而忽略對(duì)Java語言本身的學(xué)習(xí)，也可能會(huì)造成學(xué)生對(duì)IDE工具的過度依賴，導(dǎo)致其在脫離IDE工具進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)犯一些語法錯(cuò)誤或書寫錯(cuò)誤，比如將關(guān)鍵字首字母大寫，使用中文分號(hào)作為分隔符，忘記寫主函數(shù)的形參等，而大部分學(xué)生經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不了這些錯(cuò)誤。

3.缺少合適的實(shí)踐教學(xué)資源。為了培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求的高水準(zhǔn)Java人才，Java教師需要對(duì)知識(shí)點(diǎn)以及知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行更詳細(xì)的講解，教授學(xué)生如何將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，學(xué)生也需要進(jìn)行更多有針對(duì)性的練習(xí)，而現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)資源難以與教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)完全融合，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐中難以更好地運(yùn)用這些知識(shí)點(diǎn)。

三、Java程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法探討

1.增加總學(xué)時(shí)，同時(shí)提高實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的比例。理論是實(shí)踐的先導(dǎo)，實(shí)踐是理論的檢驗(yàn)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，目前有的高校已經(jīng)將Java程序設(shè)計(jì)課程分為Java初級(jí)和Java高級(jí)兩部，分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行。將課程總學(xué)時(shí)增加到112學(xué)時(shí)，其中Java初級(jí)64學(xué)時(shí)，Java高級(jí)48學(xué)時(shí)，并將這兩部分中的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)比例提高到50%。同時(shí)為了全面評(píng)估學(xué)生實(shí)踐操作能力，實(shí)踐分值在課程總分值中所占的比例也由30%提升到50%。

2.高校Java教師可以在課程教學(xué)初期，比如Java初級(jí)階段，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中將Editplus、Ultra Edit或記事本等作為開發(fā)工具，在大部分學(xué)生能夠根據(jù)錯(cuò)誤提示修正程序中的錯(cuò)誤時(shí)或在Java高級(jí)階段，講授如何使用IDE工具進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。另外，為了提高學(xué)生的程序改錯(cuò)能力，督促學(xué)生多練習(xí)多總結(jié)，在筆試環(huán)節(jié)也可以增加程序改錯(cuò)題。

3.在實(shí)踐教學(xué)過程中，Java教師可以按照講授的內(nèi)容編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，通過設(shè)計(jì)大量有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生鞏固在課堂上所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，理解各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，提高學(xué)生的編程能力。Java教師也可以提供一些案例應(yīng)用，教授學(xué)生如何將所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用到實(shí)際中，進(jìn)而優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)的水平。另外，為了使學(xué)生對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)有一個(gè)全面總體的理解，授課教師可以布置一個(gè)具有趣味性的綜合性大作業(yè)，將其作為實(shí)踐考核的一部分[4]。

4.充分利用校企合作。目前很多高校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)已經(jīng)與多個(gè)實(shí)習(xí)基地簽署了合作協(xié)議，在課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐、實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)開展深度合作。Java教師可以充分利用實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)。學(xué)生通過參與實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

四、Java程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各行業(yè)都積累了海量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)分析人才的需求不斷增加，數(shù)據(jù)分析能力已成為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的技能。因此，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與Java程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，利用大數(shù)據(jù)時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)完善實(shí)踐教學(xué)資源，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，將成為Java程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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