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摘要:Java语言是一种面向对象的程序设计语言,Java程序设计课程是很多高校计算机相关专业的主干课程。文章介绍了Java语言的基本特点,对Java教学过程中的教学内容、教学方法等方面进行研究探讨,并总结了一些教学上的经验和体会。
关键词:JAVA程序设计;教学方法;课程研究
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10392-02
The Research and Discussion of Teaching Methods in "Java Programming" Course
YANG Chao-yu
(Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstract: Java language is an object-oriented programming language, many colleges and universities set up Java programming as main course of the computer-related professional。This article introduces the basic characteristics of Java language, researches and discusses teaching content, teaching methods in "Java Programming" Course, Summarizes some teaching experience.
Key words: Java programming; teaching methods; curriculum research
1 概述
在Java语言白皮书中,Java被描述为“是一种简单、面向对象、分布式、解释、健壮、安全、结构中立、可移植、高效能、多线程、动态的语言。(A simple, object-oriented, network-savvy, interpreted, robust, secure, architecture neutral, portable, high-performance, multithreaded, dynamic language。)
1.1 简单的面向对象程序设计语言
Java和C 很相近,但删除许多极少被使用、不容易理解和令人混淆的C 功能,主要包括运算符重载、多重继承以及广泛的自动强迫同型。
1.2 健壮安全的分布式语言
除了运行时异常检查外,Java提供了广泛的编译时异常检查,以便尽早的发现可能存在的错误。同时,在Java中对象的创建机制(只能用new操作符)和自动垃圾收集机制大大减少了因内存管理不当引发的错误。
1.3 结构中立、可移植性强的解释型语言
为了让Java应用程序能够在网络上任何地方执行,其编译器会产出一种结构中立的字节代码(Bytecode)。字节代码可以在提供Java运行时系统的多种不同处理器上面执行。
1.4 高效能
字节代码可以动态地为执行应用程序的特定CPU解释成机器码。字节代码格式在设计上即顾及机器码的产生。Just-In-Time编译技术更是让字节代码的执行速度大幅度提升。
1.5 支持多线程的动态语言
在Java核心类库中包含Thread类,同时Java运行时系统提供了线程监视器和同步锁定机制。Java是一种比C或C 更具动态特性的语言。它在设计上强调为进化中的运算环境提供支援。甚至可以在不中断网络服务的情况下替换相关的组件。
2 Java教学开发环境
Java程序的执行需要最基础的开发平台JDK(Java Development Kit),另外还有许多集成开发环境(IDE),例如JBuilder、Eclipse。在教学的前面几周,需要学生熟悉Java开发环境的配置、Java程序的编译、执行和调试。因此,要求学生用文本编辑器编写代码,使用Java、Javac命令直接编译执行。但是用文本编辑器编辑源程序,然后使用命令行的方式进行编译处理,编程效率低,不利于进行复杂的Java软件开发。在随后的教学中,可用集成开发环境来取代记事本作为Java源程序的编写工具,提高学生编写程序的效率。Eclipse是基于Java的、开放源代码的可扩展开发平台,是由IBM公司投入巨资开发,之后将其捐赠给国际开放源代码团体。Eclipse软件可以集成不同的软件工具供应商的产品,任何开发工具厂商都可以将他们的开发工具或组件加入到Eclipse平台,用户可以通过相同的接口使用不同的工具。因此建议使用Eclipse作为开发平台。
3 对Java程序设计教学方法的研究与探索
3.1 Java基础语法和基础类库的学习
Java的基础语法和C语言以及C 的语法非常类似,绝大多数的高校在开设Java程序设计的课程之前一般都开设过C语言课程,因此这一部分的学习学生会感到比较轻松。在进行语法教学时,要求学生主要理解以下内容:数据类型、操作符、控制流程、类、类的继承、接口以及接口的实现、包以及包的使用、异常处理、线程等。为了加深对Java基本语法的掌握,在进行教学和学生上机练习时,要求学生用文本编辑器编写代码。如果一开始就利用Java的集成开发环境进行教学,不利于学生对基本语法的掌握。在此阶段还有一个非常重要的训练就是要求用Java编译器Javac. exe去检查语法错误,这样可以很快提高学生对基本语法的掌握。Java语法教学的基本目标是对Java的基本语法有一个整体认识,能读懂源代码,能够写出简单的Java程序。很多教师不注重读程序的教学,读程序首先要理出程序的结构,然后才能够理解程序的功能,这是进行语法教学的有效环节。Java语言是面向对象编程思想的典型体现,因此要打下深厚的Java语言基础,还必须要深刻理解面向对象编程思想以及面向对象关键概念:接口、方法、多态、继承等的Java实现,因为这一部分内容的学习是后期学习的基础。学生还应该对Java基本类库有个整体了解,Java API文档是最好的学习Java的资料,并且Java基本类库中提供了非常多很有用的类,对于学生在今后的实践中会有很大的帮助。但是由于Java基本类库中的类非常多,没有办法一一介绍,教学中对一些重要的包进行讲解,通过这些包的介绍,使学生理解整个Java基本类库的结构,并且学会如何使用这些类,尤其重要的是需要学生掌握如何去查阅API文档手册。
3.2 面向对象的编程思想
Java语言是纯面向对象的编程语言,而学生原来的语言基础都是面向过程的程序设计语言。面向过程和面向对象是两种截然不同的思想方法。采用面向过程的思想进行程序设计,实质是从计算机的观点出发、详细地设计解题步骤、进行功能的分解,所得到的程序以数据结构为中心、以函数作为模块,稳定性、可重用性、可维护性较差。面向过程的程序设计方法,越来越难以胜任大型软件系统的开发。正是在这种危机下人们把面向对象方法用于程序设计。面向对象程序设计方法,从人类的习惯性思维出发,强调对客观世界的模拟,按问题领域设计程序模块,以对象代表问题解决的中心环节,使程序的分析、设计和实现的过程和方法,改变了过去的脱节和跳跃状态,使人们对复杂系统的认识过程与系统的程序设计实现过程尽可能的一致。面向对象程序设计的教学,关键是对学生进行面向对象思想的培养。只有掌握面向对象这一思想“利器”,才能把它有效地用于指导实际编程。教学过程中结合具体的实例引导学生采用面向对象的思想进行分析、设计,最后编程解决向题。
3.3 重视实践,采用项目实践教学方法
Java语言是一门实践性非常强的课程,单单依靠课堂的教学是不够的,程序设计技能的培养只有通过大量的编程训练和上机实习才能获得。并且随着现代科学技术及生产组织形式对高等教育要求的不断提高,传统的教学模式已经不能满足软件人才培养的要求。传统的教学模式主要存在下列弊端,教学内容重理论、轻实践,教学方法习惯以书本为中心。这些弊端都可通过项目教学法的教学模式来解决。项目教学法是教师指导学生通过实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,项目指一项具体的、具有实际应用价值的任务。项目的设计依赖于大量的市场需求的调查,这意味着学生不仅仅学到了书本上的孤立的知识,而且学会了分析问题,规划和设计方案,实现学习和实践的统一。因此可以说,项目教学法是一个帮助学生适应未来职业要求的学习形式。项目教学法通过解决学生身边的一些实际问题来实现学生对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。经过项目教学法学习的学生,他们的动手能力、解决实际问题的能力有很大的提高。
3.4 培养学生树立软件工程的观点
当前,计算机软件在各个领域中均有广泛的应用,应用规模亦日趋增大,因此软件的开发需要由开发团队分工合作,共同完成。在大型软件的开发过程中,软件工程正发挥着关键性的作用。它决定了软件产品的开发进度和开发质量。Java作为面向对象语言所具有的众多优点,在其教学过程中培养学生的软件工程思想非常适宜。Java中以类为单位编码,这一方面易于单元测试,在很大程度上保证提交代码的完整准确性;另一方面,也能够以类作为划分工作的单位。易于实现多人合作分工。软件工程的素质必须通过实践才能培养出来。在Java学习过程中。结合教学内容,选择合适的项目,按照软件过程来开发,利用Java面向对象的特点启发学生用接近真实世界的方式来分析和设计软件系统。软件开发的过程也是一个团队的组织、合作、管理的过程。
4 结束语
Java程序设计对培养学生的计算机应用能力起着非常重要的作用,探索该类课程教学方法,提高教学质量是从事计算机教育的工作者都必须重视的问题,更为重要的是教育工作者要不断地更新观念和知识,适合教学改革的需要,这样才能推动我国实施的科教兴国战略不断前进。
参考文献:
[1] 雍俊海.Java程序设计教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2] Bruce Eckel. Java编程思想[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3] 孙伟.《Java程序设计》课程的教学改革与实残[J].计算机时代,2005(11):84-85.
关键词:JAVA程序设计;教学方法;课程研究
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10392-02
The Research and Discussion of Teaching Methods in "Java Programming" Course
YANG Chao-yu
(Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstract: Java language is an object-oriented programming language, many colleges and universities set up Java programming as main course of the computer-related professional。This article introduces the basic characteristics of Java language, researches and discusses teaching content, teaching methods in "Java Programming" Course, Summarizes some teaching experience.
Key words: Java programming; teaching methods; curriculum research
1 概述
在Java语言白皮书中,Java被描述为“是一种简单、面向对象、分布式、解释、健壮、安全、结构中立、可移植、高效能、多线程、动态的语言。(A simple, object-oriented, network-savvy, interpreted, robust, secure, architecture neutral, portable, high-performance, multithreaded, dynamic language。)
1.1 简单的面向对象程序设计语言
Java和C 很相近,但删除许多极少被使用、不容易理解和令人混淆的C 功能,主要包括运算符重载、多重继承以及广泛的自动强迫同型。
1.2 健壮安全的分布式语言
除了运行时异常检查外,Java提供了广泛的编译时异常检查,以便尽早的发现可能存在的错误。同时,在Java中对象的创建机制(只能用new操作符)和自动垃圾收集机制大大减少了因内存管理不当引发的错误。
1.3 结构中立、可移植性强的解释型语言
为了让Java应用程序能够在网络上任何地方执行,其编译器会产出一种结构中立的字节代码(Bytecode)。字节代码可以在提供Java运行时系统的多种不同处理器上面执行。
1.4 高效能
字节代码可以动态地为执行应用程序的特定CPU解释成机器码。字节代码格式在设计上即顾及机器码的产生。Just-In-Time编译技术更是让字节代码的执行速度大幅度提升。
1.5 支持多线程的动态语言
在Java核心类库中包含Thread类,同时Java运行时系统提供了线程监视器和同步锁定机制。Java是一种比C或C 更具动态特性的语言。它在设计上强调为进化中的运算环境提供支援。甚至可以在不中断网络服务的情况下替换相关的组件。
2 Java教学开发环境
Java程序的执行需要最基础的开发平台JDK(Java Development Kit),另外还有许多集成开发环境(IDE),例如JBuilder、Eclipse。在教学的前面几周,需要学生熟悉Java开发环境的配置、Java程序的编译、执行和调试。因此,要求学生用文本编辑器编写代码,使用Java、Javac命令直接编译执行。但是用文本编辑器编辑源程序,然后使用命令行的方式进行编译处理,编程效率低,不利于进行复杂的Java软件开发。在随后的教学中,可用集成开发环境来取代记事本作为Java源程序的编写工具,提高学生编写程序的效率。Eclipse是基于Java的、开放源代码的可扩展开发平台,是由IBM公司投入巨资开发,之后将其捐赠给国际开放源代码团体。Eclipse软件可以集成不同的软件工具供应商的产品,任何开发工具厂商都可以将他们的开发工具或组件加入到Eclipse平台,用户可以通过相同的接口使用不同的工具。因此建议使用Eclipse作为开发平台。
3 对Java程序设计教学方法的研究与探索
3.1 Java基础语法和基础类库的学习
Java的基础语法和C语言以及C 的语法非常类似,绝大多数的高校在开设Java程序设计的课程之前一般都开设过C语言课程,因此这一部分的学习学生会感到比较轻松。在进行语法教学时,要求学生主要理解以下内容:数据类型、操作符、控制流程、类、类的继承、接口以及接口的实现、包以及包的使用、异常处理、线程等。为了加深对Java基本语法的掌握,在进行教学和学生上机练习时,要求学生用文本编辑器编写代码。如果一开始就利用Java的集成开发环境进行教学,不利于学生对基本语法的掌握。在此阶段还有一个非常重要的训练就是要求用Java编译器Javac. exe去检查语法错误,这样可以很快提高学生对基本语法的掌握。Java语法教学的基本目标是对Java的基本语法有一个整体认识,能读懂源代码,能够写出简单的Java程序。很多教师不注重读程序的教学,读程序首先要理出程序的结构,然后才能够理解程序的功能,这是进行语法教学的有效环节。Java语言是面向对象编程思想的典型体现,因此要打下深厚的Java语言基础,还必须要深刻理解面向对象编程思想以及面向对象关键概念:接口、方法、多态、继承等的Java实现,因为这一部分内容的学习是后期学习的基础。学生还应该对Java基本类库有个整体了解,Java API文档是最好的学习Java的资料,并且Java基本类库中提供了非常多很有用的类,对于学生在今后的实践中会有很大的帮助。但是由于Java基本类库中的类非常多,没有办法一一介绍,教学中对一些重要的包进行讲解,通过这些包的介绍,使学生理解整个Java基本类库的结构,并且学会如何使用这些类,尤其重要的是需要学生掌握如何去查阅API文档手册。
3.2 面向对象的编程思想
Java语言是纯面向对象的编程语言,而学生原来的语言基础都是面向过程的程序设计语言。面向过程和面向对象是两种截然不同的思想方法。采用面向过程的思想进行程序设计,实质是从计算机的观点出发、详细地设计解题步骤、进行功能的分解,所得到的程序以数据结构为中心、以函数作为模块,稳定性、可重用性、可维护性较差。面向过程的程序设计方法,越来越难以胜任大型软件系统的开发。正是在这种危机下人们把面向对象方法用于程序设计。面向对象程序设计方法,从人类的习惯性思维出发,强调对客观世界的模拟,按问题领域设计程序模块,以对象代表问题解决的中心环节,使程序的分析、设计和实现的过程和方法,改变了过去的脱节和跳跃状态,使人们对复杂系统的认识过程与系统的程序设计实现过程尽可能的一致。面向对象程序设计的教学,关键是对学生进行面向对象思想的培养。只有掌握面向对象这一思想“利器”,才能把它有效地用于指导实际编程。教学过程中结合具体的实例引导学生采用面向对象的思想进行分析、设计,最后编程解决向题。
3.3 重视实践,采用项目实践教学方法
Java语言是一门实践性非常强的课程,单单依靠课堂的教学是不够的,程序设计技能的培养只有通过大量的编程训练和上机实习才能获得。并且随着现代科学技术及生产组织形式对高等教育要求的不断提高,传统的教学模式已经不能满足软件人才培养的要求。传统的教学模式主要存在下列弊端,教学内容重理论、轻实践,教学方法习惯以书本为中心。这些弊端都可通过项目教学法的教学模式来解决。项目教学法是教师指导学生通过实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,项目指一项具体的、具有实际应用价值的任务。项目的设计依赖于大量的市场需求的调查,这意味着学生不仅仅学到了书本上的孤立的知识,而且学会了分析问题,规划和设计方案,实现学习和实践的统一。因此可以说,项目教学法是一个帮助学生适应未来职业要求的学习形式。项目教学法通过解决学生身边的一些实际问题来实现学生对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。经过项目教学法学习的学生,他们的动手能力、解决实际问题的能力有很大的提高。
3.4 培养学生树立软件工程的观点
当前,计算机软件在各个领域中均有广泛的应用,应用规模亦日趋增大,因此软件的开发需要由开发团队分工合作,共同完成。在大型软件的开发过程中,软件工程正发挥着关键性的作用。它决定了软件产品的开发进度和开发质量。Java作为面向对象语言所具有的众多优点,在其教学过程中培养学生的软件工程思想非常适宜。Java中以类为单位编码,这一方面易于单元测试,在很大程度上保证提交代码的完整准确性;另一方面,也能够以类作为划分工作的单位。易于实现多人合作分工。软件工程的素质必须通过实践才能培养出来。在Java学习过程中。结合教学内容,选择合适的项目,按照软件过程来开发,利用Java面向对象的特点启发学生用接近真实世界的方式来分析和设计软件系统。软件开发的过程也是一个团队的组织、合作、管理的过程。
4 结束语
Java程序设计对培养学生的计算机应用能力起着非常重要的作用,探索该类课程教学方法,提高教学质量是从事计算机教育的工作者都必须重视的问题,更为重要的是教育工作者要不断地更新观念和知识,适合教学改革的需要,这样才能推动我国实施的科教兴国战略不断前进。
参考文献:
[1] 雍俊海.Java程序设计教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2] Bruce Eckel. Java编程思想[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3] 孙伟.《Java程序设计》课程的教学改革与实残[J].计算机时代,2005(11):84-85.