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基于项目驱动的Java 编程基础教学研究与实践*

2023-09-05熊威

中国教育技术装备 2023年2期
关键词:抽奖编程驱动

熊威

湖北科技职业学院 武汉 430079

关键字 高职院校;项目驱动教学法;Java;编程

0 引言

Java 语言作为一种面向对象的计算机编程语言,因其简单易用、跨平台、安全可靠等特点,自问世以来广受推崇,在TIOBE(The Importance Of Being Earnest)组织发布的编程语言排行榜中,一直牢牢占据前三的位置。在互联网技术高速发展的今天,Java 语言的应用十分广泛,从大型的企业级开发到小型的移动设备应用开发,随处可见Java 语言的身影,各行各业对Java 语言的专业人才需求量正逐年递增。因上述特点,Java 语言一直是各大高校计算机相关专业的必修课程。

Java 编程基础课程符合高职院校培养高素质的实用型人才理念,在高职院校备受关注,是众多计算机相关专业的专业核心课程。由于高职学生基础知识薄弱、学习主动性差,高职院校需要采取有针对性的教学模式和方法。但是当前许多院校的Java教学体系都存在不完善之处,教师在课程设计、教学内容、实训项目等方面都存在不足[1]。为了有效提升Java 编程基础课程教学效果,笔者将结合多年的企业实践经验和教学经验,从改善现有项目驱动教学法中存在的问题入手,通过设计符合学生实际情况和知识特点的项目,并依据项目制定相应的教学设计,提升课程的教学效果。

1 项目驱动教学法及当前在Java 语言教学中存在的问题

项目驱动教学法是一种为实现完整项目而开展的教学活动,是指在教学过程中,根据教学内容引入项目案例,将教学与实践项目相结合,把枯燥课本知识转化成可见的、易于理解和实践的操作训练。项目驱动教学法的核心内容不是将教师掌握的各项专业知识传递给学生,也不是简单地要求学生根据教师安排的内容或者讲解方式获取结果[2],而是在教师的科学引导下,带领学生寻找结果的过程[3]。通过这个过程,增强学生学习兴趣、巩固学生知识体系,培养学生的创造力和知识转化能力,最终达到培养实践技能型人才的目的。

Java 编程基础课程知识点较多,面向对象的知识体系难以理解,如果按照传统教学方式,学生很难接受和掌握核心知识点,更不用说灵活应用知识点进行实践应用。Java 编程基础本身是一门实践性非常强的课程,因此将项目驱动教学法引入Java 编程基础教学过程是非常有必要的。当前在各高职院校,项目驱动教学法已经广泛应用,但实际效果并不理想,其主要表现在以下几个方面:

1)项目脱离学生的生活实践,无法引起学生的足够兴趣;

2)项目过于复杂,学生一开始就产生畏难情绪;

3)项目无法完全覆盖知识点,教学无法达到预期效果;

4)项目过于死板,无法满足不同层次学生的学习需求。

2 项目驱动教学法在Java 编程基础教学中的实践

为了解决项目驱动教学法在Java 编程基础教学中遇到的问题,笔者根据教学内容和学生的实际特点,精心设计了项目和教学方法,解决以往教学过程中存在的问题。

2.1 项目设计

设计一个晚会抽奖系统,包含抽奖开始按钮、界面重置按钮、抽奖类别选择按钮(教师和学生二选一),中奖者信息显示界面,显示信息包括中奖者ID(学生为学号、教师为工号)、姓名和照片信息。初始状态或者点击界面重置按钮,界面显示学校Logo 信息,点击开始抽奖按钮时,界面启动抽奖流程,图片和文字处循环滚动抽奖人员信息,一段时间后,停止滚动并显示某一个固定的图片和其对应的人员信息,即为中奖者信息。当抽奖类别选学生时,抽奖的对象为学生,当抽奖类别选教师时,抽奖对象为教师。可以设置黑白名单,让系统优先显示或者不显示某位特定的抽奖对象。相比传统的教学项目,该项目主要有如下一些特点。

1)紧贴学生日常生活实际,学校每年都会有不同形式的晚会,如元旦晚会、迎新晚会、毕业晚会等。除了常规的晚会表演节目,为了活跃气氛,晚会经常会设置一些抽奖环节。同时,各种家庭聚会、同学聚会也会设置一些抽奖环节,学生完成项目需求后,就可以在这些场合大显身手。

2)项目难易程度适中,该项目的基础功能没有特别复杂的算法结构,项目逻辑相对简单清晰,总代码量在1 000 行左右,学生能够快速上手,不会产生畏难情绪。

3)项目可实现知识点全覆盖,通过项目需求引出不同的知识点,让学生对知识体系有更深的认识,其具体的知识点覆盖情况如表1 所示。

表1 项目需求点与知识点对应关系

4)项目可扩展性强,可以满足不同层次学生进一步学习的需求。项目除了基础需求外,还可以通过如下扩展,提升项目难度,满足学有余力的学生需求。如增加获奖等级和奖品的设置与显示、中奖对象不能重复获奖的设置、黑白名单规则差异、界面滚动显示规则和速度等。

2.2 教学设计

在总结传统项目驱动教学法存在问题的基础上,根据课程知识点和项目需求间的关系,设计一套符合高职学生特点的教学方法,主要有如下特点。

1)知识点和项目两条主线,在常规的教学设计中,教学内容往往是以知识点为主线来串联的,而笔者在教学设计中,同时考虑了知识点和项目需求点两条主线,以Java 语言本身的知识体系结构,串联起全部的知识点,同时通过项目需求分析,将整个项目拆分成多个不同的子需求点,以需求点的实现流程串起整个项目,同时知识点与需求点相互穿插,体现“在学中做,在做中学”的教学理念。

2)知识点紧密结合项目需求点,一个完整的项目,是由许多不同的需求点组合而成的,而这些需求点又与课本中的各个知识点紧密联系,笔者在教学设计中将所有项目需求点以课堂案例和课后作业的形式融入课程知识点中,使学生完成项目需求点的同时,实现知识点的科学应用,提升学习能力[4]。

3)融入软件工程思维,在教学设计中,项目需求点的划分不是简单的拆分与拼凑,而是引入敏捷开发流程,让每一个需求点都可以看到真实的运行效果,每一个需求点都能够被度量,在多个相关需求完成的基础上,进行整合与联调,形成一个更大的可以被度量的模块,依此规则进行逐级整合,最终形成一个完整的项目需求。

4)促进学生自主探究,一个项目需求点,往往可以使用多个不同的知识点来实现,在教学设计中让学生通过实现过程和执行效率等多方面比较不同知识点在实现同一个需求点时的优缺点,从而探索出不同的知识点适合的应用场景。

5)培养学生创新意识,在教学设计中,除了完成规定的项目功能外,还会以大作业的形式,让学生利用所学的知识点,扩展新功能,将该项目充分地与实际生活场景相结合,充分挖掘学生的创新意识和灵活应用知识点的能力。

2.3 教学效果

将上述教学设计应用于湖北科技职业学院计算机应用技术专业20 级学生的实际教学中,与没有使用该教学法的19 级学生进行对比。19 级和20 级学生都是从同一套题库中选取同难度级别的三道编程题进行期末考试,对考试成绩进行对比结果如下:

在考试成绩分布方面,比较分数在70 ~90 分区间的学生,20 级较19 级有将近20%的提升,并且不及格学生的百分比降至之前的一半;在平均分方面,20 级学生的平均分较19 级学生提升了5 分。

除了成绩方面的变化,20 级学生更多的是在学习兴趣与实践能力方面的提升,通过实用的软件项目,让学生感知学习的知识能够真实地应用到自己的生活中,大大提升了学生学习的积极性和主动性,同时每一个知识点都能通过实际场景案例来诠释,学生对知识点的理解更加透彻,在遇到困难时能够灵活运用各种不同的手段来解决。大多数学生的编程能力和自主学习能力都得到了锻炼和提升,达到了教学设计的目标。

3 结束语

Java 编程基础作为计算机应用技术的一门专业核心课,在高职教学体系中非常重要。根据高职教育的培养目标、学生的实际情况以及Java 语言自身的特点,采用项目驱动教学法,从提升学生的学习兴趣出发,以知识点为主线,以项目为载体,通过教师讲授知识点,点拨知识点与项目需求点的关联关系,让学生自主探究项目的实现方式,灵活应用各种手段解决实际问题,最终完成整个项目。在此过程中,让学生真正理解并掌握知识点,提升编程能力、实践动手能力以及实际解决问题的能力。

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