基于任务驱动的Java 程序设计课程教学模式研究

王小月

摘要：Java程序设计课程对于培养学生的编程思维及解决问题的能力具有关键作用，但传统的Java程序设计课程教学效果不太理想，无法适应新时代教育需求。为提高Java程序设计课程教学效果，文章分析了Java程序设计课程教学现状，详细介绍了基于任务驱动的Java程序设计课程教学模式的构建，结合“网上购物系统设计”项目探讨该教学模式的实施过程。

关键词：任务驱动；Java程序设计；课程教学；教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）05-0156-03

0 引言

Java程序设计课程是计算机类专业的基础课程之一，对于培养学生的编程思维及解决问题的能力具有重要作用。然而，传统Java程序设计课程教学模式下，教学内容较为抽象，缺乏实践性、趣味性，难以激发学生学习兴趣。为改善Java程序设计课程教学效果，提高学生的学习主动性，提出基于任务驱动的Java程序设计课程教学模式，将Java程序设计的知识点分解为多个任务单元，按照由易到难、由浅入深的顺序进行教学。每个任务单元都包含任务描述、任务目标、任务要求、任务实施、任务评价等环节，使学生在完成具体任务的过程中掌握和运用Java程序设计的相关知识技能，将所学知识应用于实际问题的解决[1]。

1 Java 程序设计课程教学现状

Java程序设计课程是计算机类专业的必修课程之一，旨在让学生掌握Java语言的基本语法、数据结构、面向对象编程、异常处理、多线程编程、输入输出流、图形用户界面等知识，培养学生的编程思维和解决问题的能力。然而，目前Java程序设计课程教学存在以下几方面问题：

1.1 教学内容过于抽象化

Java程序设计课程涉及知识点较多，涵盖了Java 语言的基础和进阶内容以及Java平台的各种特性和应用。为了让学生掌握这些知识点，教师往往采用讲授法进行教学，将大量的概念、原理、规则和方法灌输给学生，使得教学内容过于抽象化，缺乏实际意义和应用场景。这样的教学方式不利于学生理解和记忆知识点，也不利于学生培养编程思维。

1.2 教学方法缺乏实践性

Java程序设计课程是一门实践性很强的课程，需要学生通过编写代码来实现各种功能。然而，目前Java程序设计课程教学中，实践环节往往被忽视，只安排少量的上机练习、实验，而且这些练习或实验往往是与教材同步的例题、习题，缺乏创新性、挑战性。这样的教学方法不能充分调动学生的积极性，也无法激发学生的兴趣，导致学生对Java程序设计缺乏深入的探索实践[2]。

1.3 教学评价单一

Java程序设计课程教学评价通常依赖于期末考试成绩，而期末考试往往只考查学生对Java语言基本语法、数据结构等知识点的掌握程度，而忽略了对学生编程思维和解决问题能力的考核。这样的教学评价方式相对单一，不能全面反映学生对Java程序设计课程的真实水平，也不能有效促进学生对Java程序设计知识和技能的深入理解运用。

2 基于任务驱动的Java 程序设计课程教学模式分析

为解决上述问题，本文提出基于任务驱动的Java 程序设计课程教学模式。该课程的知识体系主要分为Java 基础知识、流程控制和数组、面向对象的编程、异常处理、多线程设计、输入输出流、GUI编程等。任务设计包括Java语言基础、Java语言提高、Java语言的应用三个阶段[3]。任务驱动教学设计应紧密结合实践。本文以“网上购物系统设计”项目为例，基于任务驱动的Java 程序设计课程教学模式如表1 所示。

3 基于任务驱动的Java 程序设计课程教学实施

在教学过程中按照任务驱动教学设计的要求对学生进行有效引导，使他们能够完成各个任务单元，并达到预期的教学目标。本文以“网上购物系统设计”为项目背景，结合表1列出的任务，具体阐述如何实施基于任务驱动的Java程序设计课程教学。

3.1 Java 语言基础阶段的任务驱动教学

Java语言基础阶段的任务驱动教学主要包括三个任务单元，分别是Java语言概述和开发环境搭建、Java语言基本语法和数据类型、Java语言输入输出流。这三个任务单元旨在让学生掌握Java语言的基本概念，熟悉Java开发环境的安装使用，掌握Java语言的基本语法规则、数据类型，能够实现基本的输入输出操作[4]。具体的教学实施步骤如下：

任务1：Java语言概述和开发环境搭建。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言的基本概念，熟悉Java开发环境的安装和使用。教师首先通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的发展历史、特点、应用领域等内容，引起学生对Java语言的兴趣和好奇。然后，教师通过演示或提供操作指南等方式，指导学生安装并配置Java开发环境，编写一个简单的Hello World程序，让学生体验Java程序设计的基本过程。最后，教师通过自我评价、同伴评价、教师评价等方式，对学生完成该任务单元的情况进行评价和反馈[5]。

任务2：Java语言基本语法和数据类型。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言的基本语法规则和数据类型，能够使用常量、运算符、表达式等进行简单的计算。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的基本语法规则，包括标识符、关键字、注释、分隔符等内容，并通过示例代码进行解释和演示。然后，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的数据类型和变量，包括原始数据类型、引用数据类型、变量声明、变量赋值等内容，并通过示例代码进行解释和演示。接着，教师通过讲授或播放視频等方式，介绍常量、运算符、表达式等知识，并通过示例代码进行解释和演示。最后，教师指导学生编写一个程序，实现从键盘输入两个整数，进行加减乘除运算，输出结果，并通过自我评价、同伴评价、教师评价等方式对学生完成该任务单元的情况进行评价和反馈。

任务3：Java语言输入输出流。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言的输入输出流的概念和分类，熟悉常用的输入输出流类和方法，能够实现基本的文件操作。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的输入输出流的概念、分类，包括字节流、字符流、缓冲流、数据流、对象流等内容，并通过示例代码进行讲解。然后，教师播放视频，结合视频介绍常用的输入输出流类及用法，包括File 类、FileInputStream类、FileOutputStream类、BufferedReader 类、BufferedWriter 类、Scanner类、PrintWriter 类等，结合示例代码进行讲解、演示。最后，教师指导学生编写程序，实现从键盘输入一段文本，并将其保存到一个文本文件中，并通过自我评价、同伴评价、教师评价等方式，对学生完成该任务单元的情况进行评价和反馈[6]。

3.2 Java 语言提高阶段的任务驱动教学

Java语言提高阶段的任务驱动教学主要包括以下任务单元，分别是Java语言流程控制和数组、Java 语言面向对象编程。这几个任务单元旨在让学生掌握Java语言的流程控制结构，包括顺序结构、选择结构、循环结构等，熟悉数组的概念和使用方法，能够实现一维数组和二维数组的创建、赋值、遍历等操作，掌握类和对象的定义和使用方法，了解封装、继承、多态等面向对象编程的核心特性。具体的教学实施步骤如下：任务4：

Java语言流程控制和数组。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言的流程控制结构，包括顺序结构、选择结构、循环结构等，熟悉数组的概念和使用方法，能够实现一维、二维数组的创建、赋值、遍历等操作。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的流程控制结构，包括if-else语句、switch-case 语句、for 循环语句、while 循环语句、do-while循环语句等内容，并通过示例代码进行解释和演示。然后，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍数组的概念和使用方法，包括一维数组和二维数组的创建、赋值、遍历等操作，并通过示例代码进行解释和演示。最后，教师指导学生编写一个程序，实现从文本文件中读取多个商品的信息，并将其存储到一个一维数组中，然后对数组进行排序，并输出排序后的结果，对学生完成该任务单元的情况进行评价和反馈。

任务5：Java语言面向对象编程。该任务单元的教学目标是让学生掌握类和对象的定义和使用方法，了解封装的概念和作用。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍面向对象编程的基本概念和特点，包括类、对象、属性、方法、实例化等内容，并通过示例代码进行解释和演示。然后，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍封装的概念和作用，包括私有属性、公共方法、构造方法、this关键字等内容，并通过示例代码进行解释和演示。最后，教师指导学生编写一个程序，定义一个商品类Product，包含名称、价格、库存等属性和购买、退货等方法，并创建多个商品对象，调用其方法并输出其属性值，通过自我评价、同伴评价、教师评价等方式，对学生完成该任务单元的情况进行评价反馈。

3.3 Java 语言应用阶段的任务驱动教学

Java语言应用阶段的任务驱动教学主要包括三个任务单元，分别是Java语言异常处理、Java语言多线程设计、Java语言GUI编程。这三个任务单元旨在让学生掌握Java语言的异常处理、多线程设计、GUI 编程等高级知识和技能，能够实现更复杂和更完善的网上购物系统设计。具体的教学实施步骤如下：

任务6：Java语言异常处理。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言的异常处理的概念和方法，能够捕获并处理可能出现的异常情况。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的异常处理的概念和方法，包括异常的分类、抛出、捕获、处理等内容，并通过示例代码进行解释和演示。然后，教师指导学生编写一个程序，实现用户登录后选择商品进行购买，捕获并处理可能出现的异常情况，如用户名或密码错误、余额不足等，通过自我评价、同伴评价、教师评价等方式，对学生完成该任务单元的情况进行评价和反馈。

任务7：Java语言多线程设计。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言的多线程设计的概念、方法，能够创建并管理多个线程，并使用同步机制避免冲突。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言的多线程设计的概念和方法，包括线程的创建、启动、运行、终止等内容，通过示例代码进行解释演示。然后，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍同步机制的概念和作用，包括同步方法、同步代码块、同步锁等内容，通过示例代码进行讲解。最后，教师指导学生编写程序，实现创建两个线程分别模拟用户购买商品、商家发货，并使用同步机制避免冲突，对学生完成该任务单元的情况进行评价和反馈[7]。

任务8：Java语言GUI编程。该任务单元的教学目标是让学生掌握Java语言GUI编程的概念及方法，能够创建并管理图形用户界面，并实现相应的事件处理。首先，教师通过讲授或播放视频等方式，介绍Java语言GUI编程的概念和方法，包括AWT、Swing等图形用户界面组件库以及组件、容器、布局管理器、事件监听器等内容，通过示例代码进行讲解。然后，教师指导学生编写一个程序，实现创建一个图形用户界面，包含用户名、密码、商品列表、购物车等组件，并实现相应的事件处理，通过自我评价、同伴评价、教师评价等方式对学生完成该任务单元的情况进行评价反馈。

4 结束语

基于任务驱动的Java程序设计课程教学模式是一种以任务为核心，以项目为载体，以能力为目标的教学模式。该模式将Java程序设计的知识点分解为多个任务单元，按照由易到难、由浅入深的顺序进行教学。每个任务单元都包含任务描述、任务目标、任务要求、任务实施、任务评价等环节，使学生在完成具体的任务过程中，掌握和运用Java程序设计的相关知识技能，并能够将所学知识应用于实际问题的解决。该模式的主要特点是紧密结合实践、注重过程指导、多元化评价，能够有效提高Java程序设计课程教学效果，培养学生的编程思维及解决问题的能力。

参考文献：

[1] 赵凤霞，徐南.关于Java课程基于工作过程的模块化项目教学模式[J].教书育人，2013（33）：88-89.

[2] 向大芳，侯文欣.任务驱动的体验式教学模式的研究与实践[J].职业技术，2016，15（8）：63-65.

[3] 高玲玲，罗文佳.基于任务驱动的Java 程序设计课程云教学方法研究与实践[J].中外企业家，2020（24）：262.

[4] 刘慧琳.以任务驱动为导向的Java程序设计课程教学探讨[J].电脑知识与技术，2022，18（16）：147-149.

[5] 王海英，张伟华.任务驱动分步迭代教学在《JAVA程序设计》教学改革中的应用[J].电脑知识与技术，2017，13（26）：142-143.

[6] 高祖彥. Java程序设计任务驱动教学实践[J].商情，2019（6）：224.

[7] 徐完平《. Java程序设计》教学改革探讨[J].福建电脑，2018，34（12）：182，168.

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