在计算机专业的教学中, 程序语言设计课程占有极其重要的地位。许多高校的计算机专业甚至很大一部分非计算机专业都开设有C语言、Java语言等课程。而随着近几年软件技术的不断发展, 学生所需掌握的程序设计的新知识也渐趋繁杂。其中最为直观的体现就是程序语言设计课程的教材种类繁多, 而且普遍偏厚。以Java语言课程为例, 目前许多高校采用的《Java语言程序设计教程 (中文第5版) 》和《Big Java (中文第2版) 》两部较为优秀的引进教材各有1025页和861页的厚度。而教师在时间有限的讲授环节中也需要传达越来越多的技术信息。
1 案例的选择
在信息渠道极为丰富的今天, 案例的来源也十分多样。教师可以选择教材或参考书内提供的案例, 可以从网络上获取成型的案例, 也可以自行设计一些案例。如何合理地选用案例则是案例教学所面临的首要问题。总体而言, 案例需要自成体系, 适宜学生理解掌握, 并利于引导学生举一反三, 将案例中所学的知识灵活应用。选择理想的用于实际教学的案例需要作细致的分析和比较。
在计算机教学领域, 八数码问题是一个令人耳熟能详的题目。在日常生活中我们称之为拼图, 是一种常见的智力游戏。游戏者需要将一个被打乱的方块阵列 (如图1) 通过移动方块转化为一个目标的规则阵列 (如图2) 。与之相关的议题在人工智能这门课程中通常会作大量的算法方面的探讨。而在Java语言设计课程中, 可以以此为题, 指导学生设计一个带有界面的八数码游戏程序。无论是国内的教材还是国外的教材, 基本都没有涉及这一题目。然而将其引入Java语言程序设计的教学中, 不失为一个很不错的案例。
接下来以此为例, 阐述案例在选择和筹备过程中所需要注意的若干个方面。
1.1 案例的吸引力
所选的案例应当具有一定的吸引力, 要能够引发学生思考、分析、参与讨论以及动手实践的积极性。案例的吸引力大体上来源于两个方面, 一是娱乐性, 二是实用性。学生对于有趣的事物或者儿时所接触过的游戏具有较强的好奇心, 这种好奇心有助于提高对课题的专注度和兴趣。很多学生在小时玩过拼图游戏, 因而在教师引出这一题目时, 能够表现出较强的学习积极性。
1.2 案例对知识的串联程度
案例应当区别于知识讲授环节所采用的例子。作为知识点的理解辅助, 例子通常以简单精炼为宜, 所给的代码也应尽量短小精干, 这样易于学生理解接受。而案例不同, 案例应当具有一定的综合性, 对若干个知识点起到串联的作用。对所讲授的知识点进行融会贯通, 也是案例的意义所在。
案例所涉及的知识面应适中, 过于宽泛容易造成学生的畏难情绪, 而过于狭窄则体现不出案例的整合优势。例如八数码问题作为一个案例, 所涉及的知识点如表1所示。其中不但涉及图形用户界面设计的若干个重要的知识点, 而且还有助于学生巩固对数组使用等语法基础的掌握, 另外数码的打乱功能和界面的优化还设计一些常用API的使用。因此, 八数码问题对知识的串联程序适中, 很适合作为图形用户界面设计这部分内容的教学案例。
1.3 案例的难度
不宜选择难度太低的案例, 这样起不到案例的引导作用;也不宜选择难度过高的案例, 这样教与学都会遇到很大的障碍。案例应当兼具功能的引导性和过程的清晰性, 一方面让学生易于接受, 另一方面也能够让学生尽可能地学有所得。
另外, 对于同一个案例, 难度也需要根据不同专业和不同年级的学生对知识的掌握情况灵活控制。可以在案例中划分难度级别, 让学生能够逐渐进入状态, 循序渐进地掌握各部分相关知识, 同时让学有余力的学生能够进一步深入地学习较难的知识环节。
2 案例教学过程的注意点
2.1 案例教学安排的时间
案例的布置和讲解通常被安排在课程的实验环节中, 但也可安排在平常的授课中, 贯穿对应部分课程的始终。例如, 教师可以在讲解布局管理器时即引入八数码问题这一案例, 然后通过课堂练习或作业等手段, 引导学生在之后的各个时段逐步深入地分析和完成这一案例。
2.2 案例的知识划分与讲授顺序
由于案例涉及较多的知识点, 而学生在开始接触案例时往往因练习不足而对这些知识点的理解还比较模糊, 因此, 在案例教学的过程中, 应当注意帮助学生理清各个知识点之间的关系。例如对于八数码问题这一案例而言, 可以采用以下步骤, 循序渐进地引导学生完成:
第一步:使用布局管理器绘制界面。在这一环节中, 提醒学生灵活地使用数组来添加按钮, 以提高后期的开发效率。
第二步:实现事件监听器, 先实现按钮监听 (使用ActionListener接口) , 再实现键盘监听 (使用KeyListener接口) 。其中, 后者需要指导学生如何通过查询API文档获得键盘按键的相应代码。
第三步:扩展功能实现, 如增加菜单, 通过Random类实现八数码游戏的打乱功能, 以及在按钮上增加图片, 以改善界面友好性等。
第四步:进一步引导学生改进代码的可重用性, 以能够快速地实现15数码游戏等扩展版本。
2.3 案例教学的补充材料
有些案例缺乏现成的有针对性的授课资料, 因此教师在课程的筹备中应注意给予学生书面或电子材料上的补充。这样能够确保学生能够在课堂和课后通过阅读这些资料进一步了解题目、进入学习状态。
2.4 教学后的反馈
在教学过程中除了要注重引导, 鼓励学生克服畏难情绪外, 还应充分考虑学生的接受能力以及教学效果的反馈。通过作业、答疑等形式了解学生对该案例的掌握程度, 以及能否举一反三, 将案例中所学的知识应用到新的课题中去。能够实际应用也是教学的根本目的所在。应当在每次教学中不断改进教学方法, 通常经过几次授课, 采用的案例和讲解模式能够变得较为理想和稳定。
3 结语
在程序设计课程中合理地选择好的案例, 能够让学生觉得有趣, 不乏味, 不枯燥, 在生动中掌握知识和技巧, 从而体会到充分的成就感。而教师应当对案例的选择和使用多研究、多思考, 从而获得更为理想的教学效果。
摘要：程序语言设计是计算机专业的基础课程, 本文以八数码游戏这一典型案例为例, 探讨了程序设计课程中的案例教学过程, 分析了案例的选择以及教学方法等重要问题。
关键词：程序设计课程,案例教学
参考文献
[1] 冯君.案例教学法在《Java语言程序设计》中的应用[J].科技信息 (科学.教研) , 2007:30.
[2] H.M.Deitel, P.J.Deitel.Java程序设计教程 (第5版) [M].清华大学出版社, 2004:3.