基于目标导向的Java程序设计课程的教学研究

邸未冬，贺国平

（忻州师范学院 计算机系，山西 忻州 034000）

基于目标导向的Java程序设计课程的教学研究

邸未冬，贺国平

（忻州师范学院 计算机系，山西 忻州 034000）

Java程序设计是计算机学科的重要课程，Java技术广泛应用于Web项目开发和移动应用开发等领域.结合当今社会的实际需求，针对传统教学中存在实践不足的弊端，提出了一种从教学目标出发并以目标为核心的教学设计模式.通过教学实践，总结出了一套以知识教学目标和实践能力教学目标为导向，以优化教学效果为目的的教学方案.教学改革的效果在实践应用中得到了充分的体现.

Java；目标导向；实践教学；教学目标

目标导向的教学设计，是一种从教学目标出发并以目标为核心的教学设计模式.教学设计的特点是以学生为主体，以学生的学习效果为目标，按照学生学习的心理认知过程进行的教学设计[1].分为2个步骤：一是设计精确的课堂教学目标；二是基于教学目标进行课堂教学设计，包括教学内容设计、教学手段设计、教学评价设计和教学过程设计.

1 课程地位及教学实施中的问题分析

Java程序设计课程是计算机技术专业学生的重要专业课程，Java语言程序设计在程序语言教学群中起着承前启后的作用，它既是对程序设计基础、面向对象程序设计知识与能力的强化，也是Web开发及移动应用开发的重要基础知识.学习的效果不仅关系到后续课程的学习和毕业设计的效果，而且直接关系到学生程序设计水平的提高和专业素质的培养.

基于对该课程在课程群中的地位分析，确立该课程的教学是以学生为中心，以学生能力培养为目的的教学.学生培养目标包括：强化学生程序设计基础能力；提升学生对于面向对象程序设计知识的认知；通过Java语言核心知识的学习，培养学生对复杂问题的分析与解决能力；逐步培养学生工程设计与实现的思维.

Java课程安排在大二第1学期，通过对近几年Java教学的总结，发现在教学的过程中主要困难有3个：

（1）面向对象概念抽象.面向对象的思想来源于工程实践，是大量工程实践经验的总结，对于完全没有工程实践经验的学生而言，理解相关的概念难度很大.

（2）课程内容涵盖面广.从语言基础（第2章）、面向对象程序设计（第4章）到Java核心知识（第8章），每一章节的知识量都很大，而且大多章节的内容深度也较高，对学生的学习是一个巨大的挑战.

（3）工程应用密切，实现代码量大.Java技术广泛应用于各种系统工程，Java本身具有很强的技术功能，而课程的学习也需要对这些功能进行尽量的掌握.与基础教学相比，工程实现的复杂度大、代码量大，学生难于接受.

2 目标导向教学过程设计

目标导向有助于实现教学过程的优化.教学设计是一个问题解决的过程，以往的教学主要是讲授语法，学生未真正领会程序设计的思想和软件设计的规律[2].从Java课程要实现的教学目标为出发点，结合以往教学实施中存在的问题，从教学目标的设计到教学过程的推进，再到教学环节的把握，提出了一套切实可行的教学方案.

课程的教学过程设计见图1.

图1 教学过程设计

2.1 以学习效果为目的，确立教学目标

确立教学目标是保证人才培养符合要求的首要环节[3].Java课程是一门应用性非常强的学科，它不仅要求学生掌握基础理论知识，更需要学生能将其运用到生产和管理的实践中去，基于此确立该课程的教学目标，以确保取得预定的教学效果.

2.1.1 知识教学目标 理解和掌握Java语言的语法和语义，掌握Java中的面向对象思想和特征，掌握标准程序和小应用程序的开发方法，掌握数据库编程和网络编程的原理及方法；了解Java的最新应用技术，培养学生用新一代的程序设计思想和逻辑思维方式进行计算机编程研究.

2.1.2 实践能力教学目标 实践教学是培养学生实践能力和创新能力的重要手段，是提高学生综合素质和能力的最佳方式[4].实践能力的培养目标分为3个层次：编程能力——系统设计能力——应用开发能力，在实践中培养学生掌握对复杂应用系统的分析、设计到实现的能力.

2.1.3 思想教育目标 培养学生养成良好的编程习惯和刻苦钻研的品质，使学生能够在企业胜任项目的开发.

2.2 以教学目标为导向，精心设计课堂教学

在Java课程教学中，主要是课堂和机房2种上课形式，教学设计的主体思路是“抓住2个课堂，课上带动课下”.课堂授课的主要形式是“讲”，目标是“知”.机房练习的目标是“会”，通过练习掌握上课的知识，并能对知识进行基本的应用以完成基本的任务.

2.2.1 课堂教学安排 课堂讲授的主体特征是讲授——模仿做——自主做.课堂教学的整体安排是：

第1个环节以生活中的案例引入，使学生对于所讲知识有感性认识，对课程内容产生兴趣.通过引入案例的分析提出课程的主体内容，再通过内容的实现进行知识点的讲解，并最终将结果实现.

第2个环节是学生模仿完成.通过同类问题，让学生模仿完成.在这个过程中，教师要精选一些与课堂上所讲类似的案例，鼓励和引导学生自主完成.如在讲Java中类的概念时，课堂上讲的例子是设计一个学生类，学生模仿完成时可设计一个教师类.

第3个环节是阶段性总结.对第1，2个环节中的知识、问题分析过程及学习的共性问题进行集中讲解，确保学生能够准确地理解和掌握课堂上所讲的内容，在此基础上，布置一些针对性的题目让学生去完成.在这个过程中，教师要有足够的耐心去和学生沟通并解决问题.

2.2.2 机房教学的安排 机房练习的目标是“会”，通过练习掌握上课的知识，能对知识进行基本的应用以完成基本的任务.通过对课堂教学知识点的回顾，对知识进行强化认知.

指导完成阶段：基本练习任务，在此阶段进行思路分析与知识点实现的讲解.教师当堂编写程序，演示分析和调试的过程，同时要求学生与教师同步编程，使学生对于完成的任务、知识点的应用和实现的思路都有了基本认识.

自主完成阶段：案例与指导阶段类似，通过基本的任务讲解后，由学生自主完成任务内容.在实验过程中让学生自主探索，发现问题并解决问题，达到学以致用的目的.

实验总结：在学生进行任务完成的过程中，收集学生在完成过程中的主要困难与问题，逐一讲解，并对学生完成情况进行点评，重点在于学生的进步与成绩.

项目实践：当知识量积累到一定程度时，以项目贯穿上机内容，制定项目任务分解表，每次上机完成一部分，最终实现并理解一个完整项目的开发方法.整个教学形成一个实践教学循环（见图2）.

课堂以知识点的主体内容讲解为核心，但知识的认知不可能只是核心的部分，知识的全面了解对于学生的理解与掌握有着巨大的影响.因此，课下的阅读与练习是教学结果巩固的重要部分，也是教学结果的重要保障.通过课堂的讲解与练习使学生对知识有基本的掌握与应用，对内容产生学习兴趣，通过安排课下任务（阅读、练习等），使学生肯于课下学习，同时通过作业检查、上机完成情况统计等手段使学生必须进行课下学习.

图2 实践教学循环

3 目标导向下教学手段的实施

3.1 以学生为主体的讲——练——讲模式

讲——练——讲虽然是传统的教学方式，但并不能完全摈弃这种教学方式，关键是怎样能把这个传统方式做得更好.在讲练的过程中，要精心设计实例，把教授和学习的重心放在实例的分析和领会上[5].如为每个实例配以案例引导，把教师的教学内容通过实际案例传递给每个学生，激发学生的思考，使学生能够应用自己的思维化解具体实验的难度，既提高了学生的信心，又增强了学生的主体作用.

3.2 提高学生实践能力，实施分组教学

在教学辅导阶段，为了更好地兼顾到每一个学生的情况，进行分组学习和分组指导的方式.一般每个小组由7～8名学生组成，由组长带领组员分别完成指定任务.不同的小组可以在教师指导下自主选题，确定实验项目.如在Java数据库编程和网络通信内容讲完后，可以从不同的应用方向设计几个较大的综合题目，每个题目分成若干模块，分配给小组成员.教师在指导过程中重点解决小组组长的问题，再由组长负责组员问题的解决.同时，以小组为单位统计上机完成率.通过实施分组学习，每个学生都有较大的收获，同时也增强了学生的团队意识.

3.3 采用信息技术手段，保障教学效果

随着信息技术的发展，信息技术手段的应用对高等教育发生了极其巨大的影响[6].信息技术在教育方式上有独特的优越性，不但丰富了课堂教学手段，而且优化了课堂教学结构，在很大程度上提高了课堂教学效果[7].在整个Java课程教学过程中，采用了行之有效的信息技术手段.（1）摄制教学视频.在Java案例讲授中，由于案例的实施操作步骤较多，学生在课上难以全部掌握，所以在讲解的同时进行屏幕录制，以供学生课下进行知识的查漏补缺及强化学习.（2）使用电子教室管理软件.采用电子教室管理软件，对学生的上机活动进行及时跟踪与监控，可以加强教学管理，提高机房教学的效果.（3）设计了Java课程教学网站.该网站主要实现了作业园地、在线提问、讨论交流、资源下载、作业批改、在线答疑、在线讨论和资料上传等功能.通过课程网站的建设，为学生提供了有效的课程学习资源，也为教师了解学生的学习情况提供了有效的途径.网站同时支持电脑版和Android版，方便学生学习和交流.通过以上信息化手段的使用，对教学过程的控制与教学结果的保障提供了有力的支持.

4 课程考核及教学效果分析

鉴于程序设计类课程重在应用的特点，Java课程的考核向学生实践能力方面倾斜，以多种形式的考核促进学生的学习，尤其是课下学习.考核方案为：考试35％+上机完成35％+作业20％+知识竞赛10％.

考试35％为基础，通过统一的考试对学生基础知识与基本能力进行检查.

上机是学生知识应用能力最重要的体现，上机完成是本门课程改革的重点，每次课上机任务为3～5个，完成率的统计以小组为单位（不记录个人完成率），通过对上机完成率的统计，对每个小组进行分数评价.这种模式的好处是：小组成员既有分工又有合作，为了取得较好的成绩，组内成员互相讨论和学习，加强了学生之间的互学性.上机完成之后，要进行学生完成结果的示范演示，以保证确为学生本人完成.

作业分为课堂笔记与课下作业，是学生学习过程与学习结果的重要依据.

知识竞赛以学生策划、学生组织及学生实施的自主形式.比赛的内容由学生整理，教师指导；比赛的程序由学生设计，教师指导；比赛的过程由学生组织，教师指导.通过这样的竞赛，提升学生对自我能力的认可度，提高学生对学习内容的兴趣.

通过对近3年毕业的学生的教学成果的评价（见表1）可以看出，Java课的教学效果有了显著提高.

表1 近3年学生的教学成果评价

5 结束语

要培养实践创新人才，计算机语言类课程的课堂教学改革势在必行[8].通过对Java课程进行教学改革，学生在学习过程中目标明确，对知识点的理解透彻，学习效果在实践应用中得到了充分的体现.通过对本系毕业生就业情况了解，从事Web项目开发的学生由于专业素质高，在社会上非常受欢迎，这也是得益于课程教学改革的实施.

[1]冷泳林.目标导向理论在计算机程序设计类教学中的应用[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2012，25（4）：81-82

[2]邢丹，姚俊明.基于计算思维的Java课程群的教学改革与实践[J].计算机教育，2015（15）：36-40

[3]张树林，王根杰.基于目标导向的实践教学方法公效学思考[J].人类工效学，2014，20（3）：47-48

[4]刘艳梅.基于实践和创新能力培养的Java系列课程群教学研究与改革[J].计算机教育，2015（14）：35-40

[5]王文冰，李辉.以实例贯穿课堂的面向对象程序设计课堂教学改革[J].计算机教育，2011（1）：91-94

[6]张一春.信息化教学技术与方法[M].北京：高等教育出版社，2013：10-13

[7]古贵琴.信息技术在大学教育教学中的优势及创新应用研究[J].信息系统工程，2015（4）：158-159

[8]焦莉娟，宗春梅.面向应用的计算机语言类课程教学改革的探讨[J].软件导刊，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

忻州师范学院教学改革研究项目（JGYB201528）

邸未冬（1972-），男，山西原平人，讲师，硕士，从事软件工程和图像处理研究.E-mail：diwdong@126.com

1007-9831（2016）12-0093-04