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摘要：Java语言程序设计是一门基础的程序设计语言，如何教好这门课是至关重要的问题。本文针对Java语言课程的教法从五个方面作了详细的论述，培养学生分析问题解决问题的能力，对调动学生的积极性，提高教学质量起到了促进作用。
关键词：Java语言 教学方法 思维转化 启发式教学
0 引言
Java平台和语言最开始只是升阳公司在1990年12开始研究的一个内部项目。Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程的静态语言。因为Java语言与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。另一方面，Java扬弃了C++ 中很少使用的、很难理解的不足部分，而是提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧；Java语言还是一个纯的面向对象程序设计语言，并且提供了用于网络应用编程的类库和一个安全机制以防恶意代码的攻击。此外，Java还对通过网络下载的类具有一个安全防范机制，如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，提供了安全管理机制。可以说，Java语言是一种通用性计算机程序设计语言。它兼有汇编语言和高级语言的双重优点，运用它既能编写操作系统软件，又能开发各个领域的应用软件。Java语言的优点和实用性使之成为编程的首选语言。但目前很多学生在学习《Java语言程序设计》后，实用性不高，甚至完全为了考试而考试，完全背离了高职教育的初衷。因此，如何在Java语言教学中启发并训练学生的编程思维，是每个教师应该认真探讨的问理。
1 Java语言与C语言的区别与联系
事实上，Java从C语言和C++语言继承了许多成份，甚至可以将Java看成是类C语言发展和衍生的产物。比如，Java语言的变量声明，操作符形式，参数传递，流程控制等方面和C语言，C++语言完全相同。当然，在具体的学习过程中，Java和C语言、C++语言又有一定的差别。比如：Java中对内存的分配是动态的，它采用面向对象的机制，采用运算符new为每个对象分配内存空间，而且，实际内存还会随程序运行情况而改变。程序运行中，每个Java系统自动对内存进行扫描，对长期不用的空间作为“垃圾”进行收集，使得系统资源得到更充分地利用。按照这种机制，编程者不必关注内存管理问题，这使Java程序的编写变得简单明了，并且避免了了由于内存管理方面的差错而导致系统出问题。而C语言通过malloc和free这两个库函数来分别实现分配内存和释放内存空间的，C++语言中则通过运算符new和delete来分配和释放内存。在C和C++这种机制中，程序员必须非常仔细地处理内存的使用问题。一方面，如果对己释放的内存再作释放或者对未曾分配的内存作释放,都会造成死机；而另一方面，如果对长期不用的或不再使用的内存不释放，则会浪费系统资源，甚至因此造成资源枯竭。其二，Java不在所有类之外定义全局变量，而是在某个类中定义一种公用静态的变量来完成全局变量的功能。此外，Java不用goto语句，而是用try—catch—finally异常处理语句来代替goto语句处理出错的功能；Java不支持头文件，而C和C++语言中都用头文件来定义类的原型，全局变量，库函数等，这种采用头文件的结构使得系统的运行维护相当繁杂；Java不支持宏定义，而是使用关键字final来定义常量，在C++中则采用宏定义来实现常量定义，这不利于程序的可读性。可以说，在搞清楚Java语言与C语言区别的基础上，对Java语言的教学进行分析更有利于对Java语言的掌握。
2 Java语言的教学方法
2.1 实现教学过程中抽象思维到形象思维的转化
在计算机教学过程中，一定要注意到计算机教学的过程实现计算机教学的抽象思维到形象思维的转化。让学生的学习过程变得轻松有趣是激发学生兴趣的关键所在，Java语言本身是一门极其抽象难懂的学科，把抽象的问题形象化，使本来枯燥无味的Java语言变得魅力无限，符合学生的认知规律，可以收到良好的效果。
2.2 进行启发式授课，激发学生的自主学习积极性
针对Java语言概念多，语法繁的现状，采用问题启发式教学可以将难理解、难记忆的概念和规则变成一系列时而醒目、时而深奥的问题呈现在课堂教学中，这样就能把学生的注意力集中起来，学习积极性调动起来，达到师生互动的效果，教师自问自答为主，有问有答，互问互答，改变单调死板、照本宣科的牧师讲法。这种启发式、讨论式、交流式的教法，不仅改变原来的灌输式，而且增强了学生自主学习的能力。
2.3 “引申法”“框架法”和“求异法”相结合
所谓“引申法”是指是结合已经解决的问题，因势利导，引导学生在此基础上解决相关联的问题。“引申法”可以培养学生在程序设计方面的发散思维。提高程序设计中的应变能力。问题是活的，但程序是有章可循的。最终使学生明白，语法是有限的，可解决的问题是无限的。只有在分析实际向题的基础上，以清晰的思路去设计算法，才能举一反三，以不变应万变。“框架法”可培养学生的全局思维和算法的整体设计能力。具体体现在两方面：一是在学生有了一点编程基础后要利用伪代码或流程图，从算法设计的角度讲解编程思路，而不应拘泥于语法细节，不分主次、逐条语句的讲解代码。通过此框架，可使初学者对函数设计的关键问题有清晰的认识，利于从统筹全局的角度去考虑问题，体现了程序设计逐步求精的思路。这样可以层次分明，突出算法设计的关键，利于培养学生的编程思路。二是在学习重点章函数时，由于新的算法已很少，主要是学习用函数调用的方法来重新编制以前所熟悉的程序，那么我们可以把着眼点放在函数的设计框架上，体现参数设计、返回值设计等关键问题，而无需细讲函数体的实现细节。“求异法”：一个固定的问题。解决的方法可能不唯一，如果能启发学生多角度、多侧面去寻求解决问题的办法，则可激发学生思考的积极性，提高其学习兴致。在Java语言中一题多解的情况有很多，有意识地引导新思路，鼓励新方法，以培养学生在编程中的求异思维，而不是死记硬背，墨守成规。
2.4 理论教学与学生实践相结合，提高程序调试能力
对程序设计课来说，理论学习和上机要两手抓，两手都要抓硬。实验课不能流于形式，让学生照抄照搬，甚至身在曹营心在汉。必须给学生思考、创新的启迪，训练其实践能力，实验课要生动活泼，使学生既掌握书中的重点算法，又有充分的思考空间，让学生充分体会到顿悟和创造的乐趣。在进行每一部分的学习的时候，都应该配有相应的学生上机实践的机会。这样学生既锻炼了动手能力，又巩固了所学的知识。还应该让学生养成上机前分析题目，决定算法与数据结构，并编出程序源代码的好习惯，这样在上机时，学生就有的放矢，主要精力放在调式程序上面。对于普遍存在的问题，进行集中提示、讲解、演示以增加学生的印象，并及时检查总结学生上机实验的完成情况。
2.5 把软件思维引入教学，提高实际应用水平
计算机科学属工程技术科学，为使学生有良好的编程思维，应注重软件工程思想的渗透。对软件生存周期的几个阶段，即问题定义、可行性研究、需求分析、概要设计、详细设计、编码、调试、运行与维护，可以通过常规的Java程序设计实例来体现，以培养学生编程中的工程思维以及在程序设计中从软件工程角度去系统分析问题的良好习惯。
Java语言程序设计的教学要讲究方法，通过这门课的学习，不仅可以使学生掌握语言的基本规则，而且要切实培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新精神和编程能力。
关键词：Java语言 教学方法 思维转化 启发式教学
0 引言
Java平台和语言最开始只是升阳公司在1990年12开始研究的一个内部项目。Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程的静态语言。因为Java语言与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。另一方面，Java扬弃了C++ 中很少使用的、很难理解的不足部分，而是提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧；Java语言还是一个纯的面向对象程序设计语言，并且提供了用于网络应用编程的类库和一个安全机制以防恶意代码的攻击。此外，Java还对通过网络下载的类具有一个安全防范机制，如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，提供了安全管理机制。可以说，Java语言是一种通用性计算机程序设计语言。它兼有汇编语言和高级语言的双重优点，运用它既能编写操作系统软件，又能开发各个领域的应用软件。Java语言的优点和实用性使之成为编程的首选语言。但目前很多学生在学习《Java语言程序设计》后，实用性不高，甚至完全为了考试而考试，完全背离了高职教育的初衷。因此，如何在Java语言教学中启发并训练学生的编程思维，是每个教师应该认真探讨的问理。
1 Java语言与C语言的区别与联系
事实上，Java从C语言和C++语言继承了许多成份，甚至可以将Java看成是类C语言发展和衍生的产物。比如，Java语言的变量声明，操作符形式，参数传递，流程控制等方面和C语言，C++语言完全相同。当然，在具体的学习过程中，Java和C语言、C++语言又有一定的差别。比如：Java中对内存的分配是动态的，它采用面向对象的机制，采用运算符new为每个对象分配内存空间，而且，实际内存还会随程序运行情况而改变。程序运行中，每个Java系统自动对内存进行扫描，对长期不用的空间作为“垃圾”进行收集，使得系统资源得到更充分地利用。按照这种机制，编程者不必关注内存管理问题，这使Java程序的编写变得简单明了，并且避免了了由于内存管理方面的差错而导致系统出问题。而C语言通过malloc和free这两个库函数来分别实现分配内存和释放内存空间的，C++语言中则通过运算符new和delete来分配和释放内存。在C和C++这种机制中，程序员必须非常仔细地处理内存的使用问题。一方面，如果对己释放的内存再作释放或者对未曾分配的内存作释放,都会造成死机；而另一方面，如果对长期不用的或不再使用的内存不释放，则会浪费系统资源，甚至因此造成资源枯竭。其二，Java不在所有类之外定义全局变量，而是在某个类中定义一种公用静态的变量来完成全局变量的功能。此外，Java不用goto语句，而是用try—catch—finally异常处理语句来代替goto语句处理出错的功能；Java不支持头文件，而C和C++语言中都用头文件来定义类的原型，全局变量，库函数等，这种采用头文件的结构使得系统的运行维护相当繁杂；Java不支持宏定义，而是使用关键字final来定义常量，在C++中则采用宏定义来实现常量定义，这不利于程序的可读性。可以说，在搞清楚Java语言与C语言区别的基础上，对Java语言的教学进行分析更有利于对Java语言的掌握。
2 Java语言的教学方法
2.1 实现教学过程中抽象思维到形象思维的转化
在计算机教学过程中，一定要注意到计算机教学的过程实现计算机教学的抽象思维到形象思维的转化。让学生的学习过程变得轻松有趣是激发学生兴趣的关键所在，Java语言本身是一门极其抽象难懂的学科，把抽象的问题形象化，使本来枯燥无味的Java语言变得魅力无限，符合学生的认知规律，可以收到良好的效果。
2.2 进行启发式授课，激发学生的自主学习积极性
针对Java语言概念多，语法繁的现状，采用问题启发式教学可以将难理解、难记忆的概念和规则变成一系列时而醒目、时而深奥的问题呈现在课堂教学中，这样就能把学生的注意力集中起来，学习积极性调动起来，达到师生互动的效果，教师自问自答为主，有问有答，互问互答，改变单调死板、照本宣科的牧师讲法。这种启发式、讨论式、交流式的教法，不仅改变原来的灌输式，而且增强了学生自主学习的能力。
2.3 “引申法”“框架法”和“求异法”相结合
所谓“引申法”是指是结合已经解决的问题，因势利导，引导学生在此基础上解决相关联的问题。“引申法”可以培养学生在程序设计方面的发散思维。提高程序设计中的应变能力。问题是活的，但程序是有章可循的。最终使学生明白，语法是有限的，可解决的问题是无限的。只有在分析实际向题的基础上，以清晰的思路去设计算法，才能举一反三，以不变应万变。“框架法”可培养学生的全局思维和算法的整体设计能力。具体体现在两方面：一是在学生有了一点编程基础后要利用伪代码或流程图，从算法设计的角度讲解编程思路，而不应拘泥于语法细节，不分主次、逐条语句的讲解代码。通过此框架，可使初学者对函数设计的关键问题有清晰的认识，利于从统筹全局的角度去考虑问题，体现了程序设计逐步求精的思路。这样可以层次分明，突出算法设计的关键，利于培养学生的编程思路。二是在学习重点章函数时，由于新的算法已很少，主要是学习用函数调用的方法来重新编制以前所熟悉的程序，那么我们可以把着眼点放在函数的设计框架上，体现参数设计、返回值设计等关键问题，而无需细讲函数体的实现细节。“求异法”：一个固定的问题。解决的方法可能不唯一，如果能启发学生多角度、多侧面去寻求解决问题的办法，则可激发学生思考的积极性，提高其学习兴致。在Java语言中一题多解的情况有很多，有意识地引导新思路，鼓励新方法，以培养学生在编程中的求异思维，而不是死记硬背，墨守成规。
2.4 理论教学与学生实践相结合，提高程序调试能力
对程序设计课来说，理论学习和上机要两手抓，两手都要抓硬。实验课不能流于形式，让学生照抄照搬，甚至身在曹营心在汉。必须给学生思考、创新的启迪，训练其实践能力，实验课要生动活泼，使学生既掌握书中的重点算法，又有充分的思考空间，让学生充分体会到顿悟和创造的乐趣。在进行每一部分的学习的时候，都应该配有相应的学生上机实践的机会。这样学生既锻炼了动手能力，又巩固了所学的知识。还应该让学生养成上机前分析题目，决定算法与数据结构，并编出程序源代码的好习惯，这样在上机时，学生就有的放矢，主要精力放在调式程序上面。对于普遍存在的问题，进行集中提示、讲解、演示以增加学生的印象，并及时检查总结学生上机实验的完成情况。
2.5 把软件思维引入教学，提高实际应用水平
计算机科学属工程技术科学，为使学生有良好的编程思维，应注重软件工程思想的渗透。对软件生存周期的几个阶段，即问题定义、可行性研究、需求分析、概要设计、详细设计、编码、调试、运行与维护，可以通过常规的Java程序设计实例来体现，以培养学生编程中的工程思维以及在程序设计中从软件工程角度去系统分析问题的良好习惯。
Java语言程序设计的教学要讲究方法，通过这门课的学习，不仅可以使学生掌握语言的基本规则，而且要切实培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新精神和编程能力。