Java语言的教学探讨

李　樱

摘要:文章描述了Java语言特点和Java教学的主要内容及教学重点,阐述了Java教学过程中的教学方法,以及教学中遇到的问题和一些思考。结合作者几年来的教学经验,探讨了在有限的课堂时间内,如何使学生尽快掌握Java程序设计的基本思想,最终形成一定的解决问题能力和软件开发能力。

关键字:Java语言教学　比较式教学法　案例教学

一、引言

Java是一种简单的、面向对象的、分布式的、解释型的、强壮的、安全的、体系结构中立的、可移植的、高性能的、多线程的、动态的语言。Java语言作为一种纯面向对象的程序设计语言,不仅可以用来开发大型的应用软件,而且特别适合开发网络应用程序,它为编程人员带来了一种新的设计理念,成为当今计算机业界的重要发展潮流。目前,Java语言程序设计已经在我国各类高校中被列为计算机专业教学体系中的一门重要的主干课。怎样教好和学好Java语言,并通过对Java理解、掌握面向对象程序设计语言的精髓,是计算机教学中一个值得探讨的问题。

二、关于教学内容和重点的探讨

通过短短一个学期的教学,希望学生对Java语言程序设计的基本理论和方法有较全面的认识,能够理解并掌握面向对象的程序设计思想,最终形成用Java语言编写程序的能力。无论是从教学角度,还是从学生的学习角度,明确Java语言的教学内容和教学重点是非常重要的。

(一)教学内容

Java的教学内容可以主要分为以下三部分:

(1)Java基本语法:包括语法、面向对象概念等;

(2)Java基本编程技术:包括异常处理、多线程、输入输出、图形用户界面设计和Applet等内容;

(3)Java应用技术:包括网络编程、数据库编程、多媒体编程等。

(二)教学重点

Java语言的教学重点主要包括以下三个方面:

1.语法的学习

学习语法是学习任何语言的必经之路,不熟悉语法根本无法进行程序设计。Java的语法和C语言及C++的语法非常类似,对有过C语言及C++学习经验的同学来说是比较容易掌握的。Java程序结构、数据类型、操作符、流程控制语句、类、类的继承、封装和多态等概念需要在语法教学中深入讲解,这些内容当然也应该作为学生学习的首要任务。

2.基本类库的学习

Java提供JDK的文档资料,程序员可以随时查阅,但学生还是应该对基本类库有整体的了解,尤其需要熟练掌握Java类库中的两个包:Java.lang和Java.util。它们提供了Java编程时用到的基本类。如Java.lang包里包括Object类、数据类型类、字符串类、数学类、系统和运行时类、类操作类等。Java.util包里包括日期类、集合类、String Tokenizer类等。另外还要引导学生理清楚这些类或接口的继承关系以及其主要功能和常用方法,注意总结相关类的区别。

3.面向对象的编程思想

计算机程序设计的本质是把现实生活中遇到的问题抽象后,利用计算机语言转化到机器能够理解的层次,并最终利用机器来寻求问题的解。Java是一种面向对象语言,它提供的是数据抽象。对于程序员来说必须建立起机器模型和实际待解决问题模型之间的关联,而不仅仅是编码,这样才能总体把握和运用Java。在教学过程中,需要重点解释面向对象的思想和培养学生对问题的建模能力,让学生意识到面向对象是一种思考问题的方式,而Java只是将这种思考方式具体实现的工具而已,教会学生掌握编程思想,最终具有面向对象建模及编程的能力。

三、对Java语言教学的思考

(一)为教学选择合适的开发工具

Java最基础的开发平台是JDK,除此之外还有许多集成开发环境,如Borland的Jbuilder、Jcreator、Microsoft的Visual J++、IBM的Visual Age for Java以及Sun的ONE Studio等。在Java教学中,选择什么样的开发环境进行教学,会对教学效果产生不小的影响。

在进行教学和学生上机练习时,要求学生首先选用JDK加文本编辑器的开发方式。用Windows下的记事本编写源代码,用Java编译器javac.exe去检查语法错误。这个过程要求学生熟悉DOS控制台,自己设置开发环境和变量。对JDK的使用有利于学生了解Java的基本架构,对于以后Java的深入学习是很必要的。当学生对JDK的环境搭建和运用熟悉之后,再选择一种流行的小型集成开发环境进行教学。集成开发环境有界面友好和学习快的特点,还包含很多可视化功能,会使得Java的教与学更轻松、更有效。

(二)运用比较式教学法介绍C++和Java的不同

由于Java程序设计的教学内容比较多,教学和上机实践的时间都显得不足。另外,Java的语法跟C++相似,并且它们都是面向对象的语言,但C++和Java之间仍存在一些显著的差异。如果学生有C++或C语言的学习基础,可以多在教学中运用比较式教学法,适当进行知识取舍,同时跟Java进行横向比较,加深学生对Java的理解,避免在学习过程中对两种语言产生混淆。(www.daowen.com)

1.指针

指针是C++中最灵活,也是最容易产生错误的技术,由指针所进行的内存地址操作常会造成不可预知的错误。Java取消了指针,程序员不能直接进行任何指针操作,增强了程序健壮性。

2.内存管理

C++通过运算符new和delete来分配和释放内存。再次释放已释放的内存块或未被分配的内存块,会造成系统的崩溃;忘记释放不再使用的内存块也会逐渐耗尽系统资源。Java中,数据通过类进行封装,使用运算符new得到对象的处理权,而实际分配给对象的内存可能随程序运行而改变。Java对内存进行自动管理和垃圾收集,有效防止了由于程序员的误操作而导致的错误,并且更好地利用了系统资源。

3.平台无关性

在C++中,编译器对某些数据类型在不同的平台上分别分配不同长度的内存,这导致了代码的不可移植性。Java对于这些数据类型总是分配固定长度的位数,保证了Java的平台无关性。

4.全局变量和方法

在C++中,依赖于不加封装的全局变量常常造成系统的崩溃。Java对全局变量进行了更好的封装,规定不能在所有类之外定义全局变量,只能通过在一个类中定义公用、静态的变量来实现一个全局变量,其他类可以访问和修改该变量。Java中也没有不属于类成员的方法。

5.Goto语句

Java不支持C++中的goto语句,通过异常处理语句来代替C++中用goto语句来处理异常时跳转的情况,有效地增强程序的健壮程度。

6.头文件

C++中用头文件来声明类的原型以及全局变量、库函数等,随着应用系统的增大,维护这些头文件很困难。Java不支持头文件,类成员的类型和访问权限都封装在一个类中,运行时系统对访问进行控制,防止对私有成员的操作。而Java中用import语句来与其他类进行通讯,以便使用它们的方法。

7.执行速度

C++是编译型的,强调执行效率。Java是解释型的,强调编程效率,它比C++的执行速度慢约20倍,对于一些对实时性要求高的场合不太适合。当然,开发适用于更多流行平台的纯固有编译器会帮助解决这个问题。

8.其他的一些不同

C++类库升级,必须对应用程序重新进行编译,否则无法利用升级后类库的新增功能。Java只需直接覆盖已有的类库,不需要重新编译相应的应用程序;

C++是多重继承的,而Java只支持单重继承,用接口代替实现多重继承,摒弃了多重继承的缺点;

C++可以对操作符重载,Java中没有操作符重载;

Java中没有structure,union及typedef;

Java内建了对多线程的支持等。

(三)采用案例教学,培养学生的兴趣和积极性

案例教学是计算机语言教学中的重要环节,也是最有效的方法之一。好的案例对学生理解知识,掌握如何应用知识有着事半功倍的作用;对教学的双边互动,有效激发学生学习的主动性和参与性都是非常有帮助的。

Java程序设计是应用性很强的一门课程,它既有理论又有实践,既讲方法又讲动手能力。开始时学生可能感到面对许多既枯燥又比较抽象难懂的概念和基础知识,为了使学生有学习兴趣和积极性,采用案例教学法,从案例入手,通过给学生演示、让学生模仿,在实际应用中探究和领悟这些概念,并适时地加以归纳总结和概念的延伸,让学生在轻松愉快的气氛中学习新知识。

另外,大部分学生在课堂上能听懂老师讲授的知识,却不能运用这些知识去解决问题,利用案例教学法,把握面向对象的精髓,启发学生的创造性思维,开阔学生的视野,鼓励学生多阅读和借鉴优秀的案例程序代码,鼓励学生多动手动脑,多编写自己喜欢的趣味程序,非常有利于提高学生的编程能力。

结束语

Java程序设计对培养学生的计算机应用能力起着非常重要的作用,探索这门课程的教学方法,提高教学质量是值得重视的问题。教学中适当地采用比较教学法和案例教学法,对培养学生学习兴趣,提高教学质量非常有意义。