田春婷

（兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程学院，甘肃 兰州730060）

1 引言

大数据时代，java语言[1]作为一门老牌通用编程语言，有着成熟的社区生态，依然是互联网各个专业领域最热门的编程语言之一。在行业领域内的人才占有率和使用率，以绝对优势稳居世界第一。人工智能[2]、云计算[3]、大数据、物联网、移动开发等数字化新技术较常用的编程语言也是java语言。

Java语言作为一门纯面向对象编程语言，面向对象编程思想和算法是它的灵魂。教学难点是如何提高学生的算法分析能力和编程能力。将小游戏的设计与实现融入到java语言课程的任务驱动教学法应用案例中，在提高学生对编程的兴趣方面尤为重要。

2 java语言任务驱动教学法

在java语言的整个教学过程中，主要采取任务驱动教学法[4]等多种教学方法，以更好树立学生面向对象程序设计思想，提高学生的算法分析能力和使用面向对象思想解决实际问题的能力。

全面推行“任务驱动”教学法，通过精选案例、分解任务、讲练有机融合，将java语言相关知识点融入案例。学生通过学习趣味游戏等案例[5]，掌握java语言技术，并对面向对象编程有一个直观和更加感性的认识，激发学生积极参与整个教学过程，更好建立起面向对象的编程思想。

在教学过程中，采用“感知与联想→引入与模拟→实战演习→总结提高”模式，实现任务分层次教学，以满足不同水平学生的学习要求。

3 java语言实现单机版记忆游戏案例总体设计要求

通过对单机版记忆游戏案例[6]进行任务分解，分层次逐步实现该游戏功能的设计要求，将java语言相关知识点有机融合到游戏实现的各个环节中，从而使学生在学习编程的同时享受设计游戏的乐趣，将学习和娱乐有效结合，激发学生的程序设计兴趣。

本文讨论的记忆游戏教学案例为单机版，总体设计要求及功能如下：①该游戏设计要求有一组网格按钮，代表玩家可以翻转的卡片。所有按钮的初始颜色都是空白或灰色的，玩家不知道卡片背面所隐藏的颜色。每次翻两个，一个一个，如果匹配，就能得分。②在窗体顶部和底部分别设计有标签，用来指定轮到哪位玩家以及玩家得分和他们应该做什么。③游戏期间，一位玩家会先选择一个按钮，然后再选择另一个。当玩家选择按钮的时候，按钮会显示它隐藏的背面颜色。如果玩家选择的两个按钮颜色相同，游戏会告诉玩家，然后当他再次点击任何一个按钮（继续）时，选择颜色相同的两个按钮时，卡片匹配成功，按钮颜色会变成黑色。玩家再次尝试选择两个其他按钮；如果玩家选择的两个按钮颜色不同，卡片匹配不成功，则轮流到另一位玩家点击按钮玩游戏。④玩家不能选择同一个按钮两次，也不能选择一个黑色按钮。当所有的按钮都是黑色的时候，游戏会告诉玩家谁赢了（或者是平局），当按下确定按钮，游戏就会重新开始。⑤在任何时候，游戏都通过使用两个标签告诉玩家发生了什么——一个标签位于窗口顶部的玩家0，另一个标签位于窗口底部的玩家1。活跃玩家消息有一个绿色的背景，另一位玩家消息有一个红色的背景。

4 记忆游戏教学案例分层次设计要求及java实现

为了满足不同能力水平学生的学习要求，在java语言教学过程中，为更好地实现游戏功能，采用由易到难的分层次教学设计模式，给出由简单到难的不同要求阶段案例。

根据单机版记忆游戏设计要求及功能要求，可以将记忆游戏案例教学目标分为以下两个阶段。

4.1 单击用命令按钮实现一组标签颜色的随机切换

4.1.1 设计及java语言实现要求

创建一个最终类ColorLabel，向类中添加一个setDrawColor( )方法，这个方法带有一个Color类型的参数，ColorLabel类中还要求有一个Color类型的成员变量drawColor，这个成员变量用来给标签着色，改变drawColor的值则会改变标签的颜色，setDrawColor( )方法的参数用来给变量drawColor传值。

java语言代码实现如下：

创建一个名为Main的类，添加主方法main( )。

向Main类中添加三个非静态成员变量：①名为guiFrame的JFrame对象引用；②名为arrayLabels的64位一维数组，数组元素类型为ColorLabel的对象引用；③名为rand的Random的对象引用，Random类型来自java.util包，Y成员变量rand用来产生随机数。

Java语言代码实现如下：

Main类中添加返回类型为void且无参的非静态成员方法createGUⅠ( )。

createGUⅠ( )方法体内容设计要求如下：①给guiFrame赋值为一个新创建的JFrame对象；②当程序运行结束时，设置窗体默认关闭；③设置窗体标题为“Label demo”；④创建64个ColorLabel对象，并且将其存储在arrayLabels数组中，给每一位数组元素赋值为rand对象产生的随机数值，这个随机数代表一种颜色；⑤向面板添加64个ColorLabel对象，运用布局管理器，向窗体顶端和底部分别添加一个8×8的网格和命令按钮。

Java语言代码实现如下：①在主类Main中创建一个适当的方法notification( )，用来告诉命令按钮，当它被单击时，通知主类，该方法将被告知执行了命令按钮的单击操作（需要在主类中执行操作界面）。②在主类中实现notification( )方法。这样，当按钮被单击时，每一个标签颜色会被随机改变。

Java语言代码实现如下：测试程序代码。实现当单击命令按钮时，8×8网格的标签颜色会被随机改变。

4.1.2 程序设计要求

程序设计要求如下：①创建期望的主类；②窗体、数组和随机对象引用是成员变量，并在适当的位置创建；③需要创建creategui方法并且起到适当作用；④8×8网格标签为数组元素；⑤标签有随机颜色；⑥主类处理按钮通知事件（即操作处理程序是在主类中，而不是内部类或其他类）；⑦单击命令按钮则改变每一个标签颜色；⑧程序演示正确。

4.2 在4.1基础上，实现记忆游戏功能

4.2.1 程序设计部分的要求

程序设计部分的要求如下：①确保在代码中使用的常量（static final int）有要使用的不同颜色的数量、每种颜色的按钮数量、网格的宽度和高度（在按钮中）、每个按钮的大小（以像素为单位）；②确保在网格中的每个按钮都是自己创建的JButton子类，按钮大小与代码中给定常量的值相匹配。当要求更改按钮的尺寸时，程序仍可以正常运行；③确保当按钮被单击的操作能被监听到；④每个按钮应该知道自己的状态，即应该绘制什么颜色、是否绘制完成、是否点击过（即应该显示其颜色）、是否没有点击过（即显示灰色）或者已经被匹配（应该是黑色）等，即将这些信息保存在按钮中，而不是保存在其他数据结构中。

4.2.2 程序实现部分的要求

程序实现部分的要求如下：①显示具有指定行数和列数（常量）的正方形网格（指定的大小，常量）。②每个正方形最初应显示为灰色，直到它已被点击，但应显示其被单击之后真正的颜色。③使用正确数量的不同颜色，可用的颜色数量是在一个常量中指定的。每个正方形从可用的颜色中给定一个随机（隐藏）的颜色。④每种颜色都应该创建若干给定个数的正方形（这个数字应该在代码中定义为一个常量）。每一个方块会分配若干个随机的颜色（颜色的数量乘以每个颜色的方格）必须相等（行乘以列）的网格（即总方格数量）所以网格大小设置为适当的常量。⑤当前玩家只能够点击两个正方形，显示他们的颜色。只有灰色方块可以点击，玩家不能点击一个完成的方块（黑色），或点击同一个方块两次。⑥如果选择两个相同的正方形，那么当前玩家获得两分（每个正方形一分），正方形变黑（不能再点击），当前玩家继续点击方块。⑦如果两个不同颜色的方块被选中，方块再次变成灰色，当前玩家回合结束，另一个玩家开始新的回合（得分状态标签应该更新）。⑧如果所有的方块都是黑色的，表示游戏结束，则应弹出一个消息框说明哪个玩家获胜。⑨当单击确定按钮关闭消息框时，操作盘应被重置，所有方块会被重新设置为新的随机颜色，被显示的最初颜色都是灰色。在按下确定按钮之前，操作盘不应该被重置。应该改变现有按钮的存储颜色，而不是创建新的按钮。⑩程序要求被演示的是一个完整的游戏，可以被重置开始新一局游戏（要求相同的大小但不同的按钮颜色）等。

5 总结

在Java语言教学过程中，把单机版记忆游戏的实现作为任务驱动教学案例，将学生玩游戏的兴趣向开发游戏方面引导，在编写小游戏的过程中，学生能够更容易理解面向对象思想，游戏代码也使学生能够更容易理解和接受Java语言复杂的知识要点和算法；在寓教于乐的教学过程中，能够更好提高学生思考问题和解决实际问题的能力，进而大大提高学生的算法分析能力与面向对象程序设计的编程能力，达到较好的教学效果。