Java二维数组应用信息化教学设计与实践

黄晓韩，许彩欣，赵俊卓

(1.石家庄邮电职业技术学院计算机系，河北石家庄050021；2.石家庄邮电职业技术学院 图书馆，河北石家庄050021)

近年来，“互联网+教育”深入发展，信息化教学在各高职院校中越来越普及。信息化教学设计是在综合把握现代教育教学理念的基础上,充分利用现代信息技术和信息资源,科学安排教学过程的各个环节和要素,为学习者提供良好信息化学习条件,实现教学过程最优化的系统方法[1]。

1 教学分析

1.1 教学内容分析

二维数组应用是Java程序设计课程中的重要内容,也是学生学习的难点。依据移动互联与自媒体运营专业人才培养方案、Java程序设计课程标准，参考高等教育出版社出版的《Java开发基础》教材，确定教学内容为扫雷游戏的随机布雷程序和统计地雷数程序，学时为2学时。

布雷任务要求在一个9*9面板上随机布置地雷，布雷的个数为10个。如果某个位置有地雷，那么这个位置用数字“-1”表示；如果这个位置没有地雷，则用数字“0”表示。随机布雷任务中的面板可以用二维int型数组表示，实现任务需要用到二维数组的创建、初始化和二维数组元素的访问，最主要的是二维数组元素的访问、随机数的生成、if语句的控制以及循环语句应用[2]。

地雷数统计任务是在完成随机布雷后生成的布雷二维数组基础上，将每一个无雷位置相邻8个位置上的地雷总数标记在代表这个无雷位置的数组元素上。雷数统计任务的关键是要遍历二维数组，分析出某个当前无雷位置(即第i行第j列)的相邻8个位置具体是哪8个，这样才能统计这8个元素中标记为-1(代表有雷位置)的有几个，从而确定当前位置周边的地雷数[2]。

1.2 学情分析

课程的教学对象是移动互联与自媒体运营专业一年级学生。在学习本次课之前，已经具备一定的Java语法基础，基本能够熟练地运用分支、循环、一维数组等，对二维数组知识也有一定的了解。但学生依旧不习惯计算机思维方式，理论联系实际能力较差。所以，教学需要符合学生的认知规律，注重学生知识迁移能力的培养。

1.3 教学目标及重难点分析

1.3.1 教学目标

课程的知识目标包括：熟悉二维数组的声明及创建语法，熟练掌握二维数组的遍历。能力目标包括：会使用二维数组解决实际问题，融会贯通所学知识，能独立编码及调试。素质目标包括：善于运用信息技术手段辅助学习，培养团结协作的良好品质，锻炼表达、沟通能力，养成良好编码习惯，训练缜密工作态度。

1.3.2 教学重难点

本次课程的重点是扫雷游戏中二维数组的应用。难点是二维数组相关知识的迁移。

2 教学设计

2.1 设计思路

以扫雷游戏为项目载体，以实现随机布雷和雷数统计任务为教学主线，让学生在“玩中做、做中学”，采用任务驱动、小组讨论、互助学习等教学法，同时综合运用微课、石邮学堂教学平台、班级QQ群等多种信息化手段，化解教学重点和难点，提升学生学习效果。

2.2 教学资源

课程信息化的教学资源包括教学环境、多媒体资料、支持系统等[4]。Java程序设计课程的教学环境是计算机实验室，教师、学生人手一台电脑，每台电脑上都安装有多媒体教学广播系统，方便师生在线操作演示、学习资料传输、教学过程监控等。课程的多媒体资料包括教师自行开发的微课、企业化教材提供的微课、PPT、eclipse集成开发环境等。课程的支持系统是石邮学堂数字化教学平台，为学生提供自主学习的条件，满足差异化学习的要求。

2.3 学习效果评价方案

二维数组应用学习效果评价方案设计成三段式，包括课前、课中和课后评价。由于时间限制，课中任务评价里的教师评价需要放在课后进行。具体方案如表1所示。

表1 Java程序设计课程二维数组应用学习效果评价方案

3 教学过程

3.1 课前准备

教师课前布置复习、预习任务，并通过班级QQ群提醒。学生通过自主学习或互助学习，完成石邮学堂教学平台上的在线测验。教师在石邮学堂发起“生活中的二维数组”主题讨论，通知学生参与跟帖，为后续教学埋下伏笔。

3.2 课中教学

课中教学环节分为创设情境、探究分析、任务实施、任务评价和课堂总结5个阶段。

3.2.1 创设情境

把课前讨论延伸到课堂，引出扫雷游戏。通过让学生当场体验一局游戏，教师引导学生观察雷区面板，关注地雷分布情况，思考雷区面板里数字的含义。学生经过分组讨论，由教师引导分析得出：完成扫雷游戏需要实现随机布雷任务和雷数统计任务。由于此时学生还不具备图形化界面应用开发的能力，教师还要注意引导学生对实际的扫雷游戏进行抽象，把扫雷游戏抽象成计算机表达的方式。

3.2.2 探究分析

学生分组讨论随机布雷与雷数统计任务的实现思路，选派代表上台讲解。教师对各组点评，通过微课梳理任务的实现思路，师生共同完成任务涉及相关知识点的总结。

3.2.3 任务实施

学生通过小组互助、教师辅导完成任务的编码调试，将完成的代码发布到石邮学堂课程讨论区供大家相互学习。

3.2.4 任务评价

教师选择典型代码进行点评，学生根据点评结果以及评价方案进行自我评价和组长评价。

3.2.5 课堂总结

在此阶段，教师不仅要带领学生回顾任务相关的知识点，还要再次梳理实际扫雷游戏到计算机表达的抽象过程，以强化学生的计算机思维能力和知识迁移能力。

3.3 课后拓展与评价

教师在石邮学堂教学平台布置分层任务，学生完成基本任务和测验，选择完成模拟电影院售票的拓展任务。教师及时评价学生任务，并把优秀代码展示到教学平台的讨论区。这期间，针对课程的疑难点，生生、师生可以通过QQ、教学平台的课程讨论区进行交流互动。

4 结语

实践证明，通过信息化教学设计，实施线上线下教学，以扫雷游戏项目为主导，以随机布雷和雷数统计任务为引领，让学生在玩中做、做中学，能够极大激发学生的学习兴趣，培养学生的自学能力和团队协作精神，训练学生的计算机思维能力和知识迁移能力。