0 引 言

Java面向对象程序设计课程支撑着Android移动开发和企业级JavaEE开发，在软件开发中起着非常重要的作用，其教学质量的好坏直接影响相关软件产品的研制和发布。对此，相关领域专家和学者教授高度重视，进行了广泛地研究和改革，也取得了一些成果[1-4]，但是仍然存在一些问题。

（1）教师知识教学重于实践教学。学分设置3+1，课时设置48+16。其中，3个理论课学分占48学时，1个实践课学分占16学时，学分设计的不平衡性导致教学重知识、轻实践，多数教师集中精力于Java语法规则和语义，把程序设计课程无形中变成程序语言课，使得学生学习精力发生偏移，最终无法达成培养程序设计能力的目标。

（2）学生被动学习为主，主动学习不足。教学实践中大多采用“灌输法”，即教师不停地讲授知识和整理知识，学生被动地学习知识和积累知识；学生很少有机会发现知识和体验知识，更谈不上创造知识。学生一直处于被动学习状态中，容易失去学习活动的参与感，也体会不到学习的乐趣，难以激发和保持学习兴趣。

（3）教学注重传道解惑，忽视思维训练培养。程序设计是一个创作的过程，核心是用创造性劳动即计算思维[5]解决实际问题，而不是停留在计算机语言的具体语法规则学习，因此，计算思维重于语法细节。在教学实践中，往往忽视对学生计算思维的培养和训练，导致学生思路狭窄，缺乏学习的兴趣和动力，即使完成了课程学习，也不知道如何用程序设计方法解决工程实际问题。

（4）重知识、轻实践，让学生失去技能；重灌输、轻引导，让学生失去兴趣；重语法、轻思维，让学生失去活力。教学过程中的诸多问题，使得教学目标难以达成。

1 案例驱动的教学

案例驱动是以典型案例为切入点，提出问题、分析问题并解决问题，以问题为基础，以学生为主体，以教师为主导，让学生主动参与课堂，激发或保持学习兴趣，实现举一反三、融会贯通以及理论和应用相结合。在案例驱动的教学中，案例的选择和设计是关键一环，应按照“分级递进、逐层提高、综合应用”的原则设计案例，组织教学。案例又分为课堂演示案例、实验实践案例和综合实训案例3类，对应理论学习、模仿实践和综合应用3个阶段。

1.1 课堂演示案例

在讲解类与对象基本概念时，我们设计了教师上课案例，见表3。class表示角色，也就是类，描述角色规范。教师上课简化成3种角色，分别为教师、学生和课程。对于教学过程而言，这3种角色是必不可少的，并且不需要具体到某某教师、某某学生和某某课程，而在一次具体的教学实践中，一定是某某老师给一批学生上具体的某一门课程，如潘登老师给计算机专业的学生小丽、小王、小张等上Java程序设计课程。教师、学生和课程都是具体的，实实在在的，有具体的名称。这些具体的教师、学生和课程就是对象（object），都符合角色规范，如潘登老师有姓名、专业和施教能力。类和对象就是一般和特殊的关系，或者说是抽象和具体的关系。类是对一类事物的抽象描述，包括静态特征和动态行为，没有具体值；对象是类的具体表现，有确定的特征值和具体的行为表现。

在讲解if语句的时候，我们设计了学生都很熟悉的交通信号灯案例，见表2。用字符串变量signal表示信号灯，值RED、YELLOW和GREEN表示信号灯状态，根据信号灯的不同状态决定驾车状态。

 

表1 “110”在不同语境下的含义

  

遇到危急情况，请拨“110” “110”是一个电话号码 PhoneNumber我的办公室在110室 “110”是一个门牌号 String在英语考试中，考了110分 “110”是一个十进制数 Int

 

表2 交通信号灯案例

  

十字路口，观察信号灯如果遇到红灯，则车停；如果遇到绿灯则通行；如果黄灯亮时,车已经越过停止线，则继续通行，否则车停信号灯signal = (RED|YELLOW|GREEN)if(signal.equals(RED){car.stop();}else if(signal.equals(GREEN){car.go();}else if(signal.equals(YELLOW){if(car.isCrossedStopLine()){car.go;}else{car.stop();}}

课堂演示案例由教师结合理论知识点精心设计，利用演示案例的直观性平滑学习曲线，在解释案例的过程中明晰相关知识，激发学生的学习热情；在实现案例的过程中，让学生体会知识的具体应用，感受学习的乐趣。例如，数据类型对学生来说是一个比较抽象的概念，如果直接解释，学生很难理解。为此，可设计案例猜“110”的含义，见表1。自然世界中，人通过感知语境很容易就识别“110”的语义；相应地，计算机是一个符号系统，要识别相关符号的语义，也需要语境。Java中，数据类型就是一种语境，依据数据类型，计算机就能高效地识别数据的语言环境和所能进行的操作，如PhoneNumber，它是引用类型，代表电话号码；String类型是字符串，由字母、数字等符号组成，可以命名标识门牌；int是整数，属于数的范畴，可以进行加、减、乘、除等运算。将数据类型关联上语言环境，学生就容易理解。

课堂演示案例均源自生活，通过精心设计，将学生的学习活动置于具有实际意义的问题情境中，让学生感知问题之所在，学习Java语言实现之道，充分参与教学过程，激发学习热情，培养学习兴趣。

 

表3 教师上课案例

  

Class Teacher姓名:专业: 施教 ( )object潘老师姓名:潘登专业:计算机 施教 ( )Class Course课程名:编者:object Java课程名: Java编者:潘登class Student姓名:专业: 学习 ( )object小丽，小王姓名:小丽，小王专业:计算机 学习 ( )

例如，在“浓硫酸与高锰酸钾相互作用”这一化学实验中，由于浓硫酸具有着较强的腐蚀性，为了保障学生的安全，教师就可以自己操作实验，让学生观察，使其对实验过程、结果进行观察，以此来达到提高其科学素养的目的。比如，学生在观察中，就发现固态的高锰酸钾由原本的黑色变成了暗红色，使其更好的掌握物质性质，推动其的思考、思维能力大大提升。

1.2 实验实践案例

案例设计的前提是厘清课程知识点，界定好重点、难点和疑点。因为重点具有客观性，难点和疑点因人而异，具有很强的主观性和随机性，所以在教学的过程中，需要重新组织装配知识点，构建符合学生实际情况的教学案例，开展教学过程。

实验实践是提升学生知识与能力的途径，也是理论走向应用的衔接点，因此，有必要对所学知识和所练技能分类汇总，以便系统化、体系化。为此，在实验实践任务完成以后，学生需按给定模版撰写实验实践报告，回顾实验过程，重温实践经验教训，提炼实验结果，总结心得体会，在满满的收获中，体验实验实践乐趣，以保持良好的学习状态投入到新的学习中。实验实践报告模版见表5。

 

表4 实验实践案例示例

  

1成绩等级评定 验证性，控制台程序 选择语句2平面图形打印 验证性，控制台程序 循环语句3简易日历程序 验证+设计，控制台程序 数组、流程控制和算法4信用卡号合法性校验 验证性，控制台程序 类方法5银行账户存取款 设计性，控制台程序 类与对象6平面几何图形构建 设计性，控制台程序 类的继承和多态7算术计算器 验证性，图形界面程序 Swing、I/O 8模拟交通信号灯 设计性，图形界面程序 Swing、多线程、异常

 

表5 实验实践报告模版

  

学生以小组为单位，每组2～3人，按照软件工程开发流程和设计原则，首先完成子模块的设计与实现，然后各小组相互协调配合，迭代改进，完成整体项目的开发。子项目内部需要协作并进，子项目的集成需要相互配合，这对学生的团队协作能力、项目实践能力和创新思维能力培养非常有好处。

潜在毒性效应指数（Potential Ecotoxic Effects Probe，PEEP）综合了多种生物毒性测试结果，是一种评价工业废水潜在毒性效应的指标[34].其计算方法如下：

在Ⅰ类样品选取47#样品为例，在1 021 cm-1和1 240 cm-1处附近存在吸收峰(见图5)。在Ⅱ类样品选取5#样品为例，在1 021 cm-1处附近存在吸收峰，而在1 240 cm-1处附近不存在吸收峰(见图6)。在Ⅲ类样品选取11#样品为例，在1 021 cm-1处附近无吸收峰，而在1 240 cm-1附近存在吸收峰(见图7)。在Ⅳ类样品选取1#样品为例，在1 021 cm-1和1 240 cm-1处附近都不存在吸收峰(见图8)。

1.3 综合实训案例

优秀的软件是优秀团队相互协作的结果，因此，在Java语言的教学过程，培养学生的团队协作能力和创新思维能力是非常有必要的。经过课堂教学和实践教学过程，学生普遍掌握了基本知识和基本技能，就到了综合实训的阶段。本阶段采用分而治之的方法，将一个完整的项目分解简化成若干个子项目，由小组分工协作，完成各个子项目后，再系统集成，进而完成整个项目的开发工作。以选课系统为例说明本阶段的分组综合实训教学活动，选课系统分为前端系统和后端系统，如图1所示，其中，前端分解简化成4个模块，包括登录模块、选课模块、排课模块和帮助模块；后端主要为系统的管理部分，包括学生管理、教师管理、课程管理、选课管理、成绩管理模块。

实验实践案例教学兼顾学生参与课堂和锻炼技能。学生在不断的实验实践中，巩固积累技能；在自主学习过程中，发现新的问题，触发新的驱动，学习过程得以持续。

综合实训属于知识综合应用阶段，要求充分发挥主观能动性和创造性思维。通过实训，有助于提高实践动手能力、团队协作能力、综合运用知识能力和创新思维能力。

  

图1 选课系统功能模块

2 点线面相结合的教学内容组织方式

课堂教学和实践教学是工程类学科教育教学的基本形式，知识学习和能力培养是教育教学的基本内涵。案例驱动的教学方法能有效提高学生参与课堂的积极性，提升学生的实践能力，培养学生的创新思维，因此如何以案例的形式组织教学内容值得研究。

2.1 Java教学中的点

教学重点集中体现学科思想和学科特色，是最核心的教学内容。Java程序设计课程一般包含数据类型、基本流程控制、类和对象、继承、多态等基础部分，以及GUI、输入输出流、异常处理、泛型和集合类、线程、网络通信等API应用部分，其中，面向对象的基础知识和API的基本应用是两个重点。教学难点是学生不易理解或不易掌握的知识和技能，如面向对象的多态特性、Java的泛型和反射。教学疑点是教学过程中产生的让人困惑的问题，可能来自学生，也可能出自教师，如匿名内部类访问外部类的局部变量、当前对象的传递等。“学起于思，思源于疑”。疑点能促进思考，思考有助于深化对教学内容的理解。设计案例时，重点知识应多重设计，体现为相同的知识点高频度地出现在不同案例中，如演示案例、实践案例、实训案例等；将难点知识拆分设计，把知识拆分成最小的可理解单位，分层分级设计案例；对于疑点知识，可以搭建应用场景，设计成演示案例，便于理解。

成功的课堂应该富含知识点，有的是重点，有的是难点。通过课堂教学，学生掌握重点、突破难点和消除疑点是达成教学目标的关键。

选取2016年12月～2018年1月本院收治的缺血性脑病患者60例作为研究对象，均表现偏瘫、失语、偏身感觉障碍等症状。其中，男41例，女19例，年龄52～73岁，平均年龄（62.5±2.5）岁，均行CTA检查，其中15例同时进行脑动脉血管造影（DSA）检查。

与演示案例注重知识学习和兴趣培养不同，实验和实践案例教学主要是巩固基本知识和提升基本技能，通过自主实验实践，充分调动学生的学习积极性和主动性，使其释放学习热情。实验实践案例分为验证性案例和设计性案例两类。其中，验证性案例提供实验步骤，要求每位学生独立完成，体会语言语法，感悟工程实践；设计性案例提供基本思路，要求学生根据实验需求，自行设计实验方案，自主开展实验过程，以培养分析设计能力，练就编码调试技能。一些经典的案例见表4。

（2）VOCS（Values in Oranizational Culture Scale）量表（郑伯壎，1990）。他认为企业文化是一种潜移默化影响员工行为的规范型信念。在VOCS量表中，一共有九个维度：科学求真、顾客取向、卓越创新、甘苦与共、团队精神、正直诚信、表现绩效、社会责任和敦亲睦邻。

2.2 Java教学中的线

教学内容中的知识点不是彼此孤立的，它们之间存在一定的内在逻辑，因此，用案例呈现知识时，需要体现这种逻辑内涵，以帮助学生厘清知识脉络，即教学主线，建立课程知识体系。

根据知识点固有特征及其在Java课程中的作用，建立知识点图，标记重点知识和难点知识，梳理知识点之间的依赖关系，形成知识导图，如由数据类型到变量再到类，由基本数据类型到类类型再到抽象数据类型等；基于知识导图，搭建知识关联结构，形成知识单元，按知识单元设计案例并以实验实践案例为主。

2.3 Java教学中的面

教学过程中的面是超越课程知识点和线的内容，是教学过程的更高层次，属于思维方式和能力培养的范畴。

实验组的治疗依从性评分为(19.56±1.28)分,参照组的治疗依从性评分为(14.15±1.40)分,实验组患者平均住院(5.55±0.49)天,参照组患者平均住院(9.57±0.94),结果存在统计学差异性,实验组患者的服务态度评分平均是(4.26±0.45)分、健康宣教评分平均是(4.90±0.30)分;参照组患者为(3.09±0.44)分、(2.90±0.30),两组结果对比存在统计学差异性(P<0.05)。

Java教学中面的核心是思维方式，表现为解决复杂工程问题的能力。当面对具体工程项目时，如何利用Java技术分析并解决问题，就是一个计算思维的问题，最终表现为综合应用能力。缺失计算思维能力培养的教学，往往会导致学生思维狭窄，学习动力不足，学习热情难以保持，学习过程经常性迷茫，因此，在Java程序设计课程的教学中，计算思维的训练是非常重要的。综合实训就是体现计算思维培养的重要环节，在某种应用场景下，通过项目实训，驱动学生运用所学知识分析问题，运用已有技能解决问题，并在解决问题的过程中，学习新的知识，掌握新的技能，形成有效的计算思维潜意识，从而提升综合应用能力，因此，综合实训案例必须考虑强化对计算思维能力培养的设计，实训项目不在于大小，而在于用来解决问题的知识和技能的有效、有序布局。

就互动教学法来说，是建立在民主和谐氛围基础上的，所以说活跃的课堂已经成了互动教学开展的基础。学生有着一定的独立性，希望表达自己的想法，也希望得到教师的肯定。所以在教学中教师要避免自身过度讲述，要从营造民主和谐氛围上来进行，让学生进入到学习中去，以此来提高学生的思想认识。对于学生来说，只有真正进入到这种氛围后，才能主动进行思考，才能放松身心地学习，才能主动与其他同学进行交流，从而提高互动学习的效果。

相对于点和线，面的内容是知识和技能的再造，是物化为人的思维过程，是真正体现教学本质的部分，实现了对学生知识、能力和价值观的融合。

3 综合评价方案

Java程序设计课程注重知识学习和实践能力培养，因此仅仅对认知水平进行考核是不够的，必须同时兼顾对技能水平的考核。在评定成绩时，采用4个因素综合评分：①期中阶段性理论考试，考查基础性知识，占20%；②期末闭卷考试，考查基本概念、基本原理和基本知识，着重考查综合性知识，占30%；③实验实践，考核重点知识单元，主要考查实践过程和实践报告质量，包括6次必做实验，每次5分，共占30%；④实训，即课程大作业，是一个小型但完整的应用系统开发，以项目为载体，主要考核计算思维以及知识的综合运用能力，占20%。评价过程应贯穿教学过程的始终，并建立反馈机制，及时调整教学内容和教学进度，确保教学活动的高效开展。

4 结 语

针对不同学科和不同学生，应该采用不同的教学方法。以案例驱动的点、线、面相结合的教学方法，在Java程序设计课程实践中，取得了较好的效果，特别是在提升学生的动手能力方面效果显著。

参考文献：

[1] 金莹, 陶烨. 计算机应用与计算思维关系探究[J]. 计算机教育, 2014(21): 72-74.

[2] 牟琴, 谭良, 周雄峻. 基于计算思维的任务驱动式教学模式的研究[J]. 现代教育技术, 2011(6): 44-49.

[3] 姚天昉. 在程序设计课程中引入“计算思维”的实践[J]. 中国大学教学, 2012(2): 61-62.

[4] 葛欣, 席景科, 李政伟, 等. 基于计算思维的程序设计课程教学体系的探讨[J]. 信息系统工程, 2015(1): 159-160.

[5] 史晓楠, 秦昳. 融入计算思维能力培养的Java程序设计课程教学实践[J]. 软件导刊, 2017(2): 72-74.