魏曉東

摘要：該文首先分析了Java編程實訓教學存在的問題，其次闡述了基于“機器人”項目的Java編程實訓教學模式的特點、目的和影響，然后結(jié)合本校近年來的具體實踐以及參加飛思卡爾智能車競賽的情況，探討了基于機器人項目的Java編程實訓教學對驅(qū)動軟件技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)作用。

關(guān)鍵詞：Java教學；機器人競賽；合作式學習

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)21-5166-02

Researching and Practice of Practical Training for Java Programming Based on the Robot Project

WEI Xiao-dong

(Department of Computer Science Anhui Zhong-ao Institute of Technology, Hefei 230031,China)

Abstract: At the first, we analyze the problems in the practical training of Java programming, then expound the characteristic and the ob jective of practical training for Java programming based on the robot project, and then combine with the practical experience of practical training in recent years at our school, and so on, the situation of take part in Freescale Smart Car Competition, at last discuss how to promote the cultivation of innovative talents in software technology that under the background of the practical training for Java programming based on robot project.

Key words: Java teaching; robocop; cooperative learning

目前國內(nèi)本科院校計算機專業(yè)是以培養(yǎng)計算機開發(fā)的高級技術(shù)人才為目標，開設(shè)的《Java程序設(shè)計》課程相對偏軟，結(jié)合硬件層面開發(fā)方面的知識和技術(shù)介紹不多。鑒于本科院校畢業(yè)生理論素質(zhì)較好，在軟件開發(fā)中主要從事系統(tǒng)設(shè)計和管理層面，而專職從事編程的人員相對較少。反觀高職高專院校，其Java課程的教學模式基本沿襲本科教育，主要進行語言結(jié)構(gòu)的介紹，案例簡單，缺少應(yīng)用，沒有團隊合作訓練，同時因為學生基礎(chǔ)相對薄弱，有很多高職高專學生不適應(yīng)單調(diào)的教學方法，普遍存在學習興趣不高，教學效果不理想，雖然市場需要大量的編程人員，但由于教學方法不對路，造成學生理論基礎(chǔ)差，知識單薄、技術(shù)能力欠缺，綜合素質(zhì)與市場需求脫節(jié)，難以勝任工作要求，導致雖有崗位而競爭不上的被動局面。我國高校Java實踐教學普遍存在的問題是[1-8]：

①教學重心不在于基本技能、編程實踐能力、團隊協(xié)作和工程意識的培養(yǎng)，而在于幫助、加深對有關(guān)理論課的理解和掌握，把實驗課看成是理論課的依附，是為了輔助理論，導致本末倒置。②“牽著走”的實踐教學方法?！盃恐摺钡慕虒W模式讓學生根據(jù)教師指定的過程順序操作，不需要學生去查閱文獻和思考，更談不上創(chuàng)新了。因為教師不僅告訴學生實驗項目，還有詳細的需求說明、測試方法、實驗步驟等等，這種“牽著走”的教學模式在教學中剝奪了學生選擇、自學、嘗試的權(quán)利。③管理體系不科學。實驗室對學生基本封閉，學生只能在教師指定的時間進實驗室，完成規(guī)定的任務(wù)，從而影響學生對實驗的興趣，抑制了學生主動參與實驗的積極性。

因此高職高專院校在Java實踐教學的教學模式上必須獨辟蹊徑，走軟硬結(jié)合的道路，對于JAVA實踐教學活動中如何選擇合適的案例用于教學、采用什么樣的手段將項目案例融入教學、怎樣科學地組織項目案例實施、教師和學生在項目案例教學中的作用和地位、案例設(shè)置、實踐教學、企業(yè)需求如何適時互動、怎樣科學合理地組織和管理項目驅(qū)動的實踐教學、實踐與理論教學的合理學時分配等問題，有必要進行深入研究和探討。

1基于“機器人”項目的Java編程實訓教學模式研究

為了解決上述問題，依托安徽省級質(zhì)量工程項目——高職“Java編程實訓”合作式學習與“機器人”項目的互動，在java基本課程的基礎(chǔ)上，以“嵌入式智能機器人”項目為驅(qū)動，以項目開發(fā)過程為教學情境，以項目的開發(fā)技術(shù)為教學內(nèi)容，以項目開發(fā)任務(wù)完成情況作為考核標準，創(chuàng)新教學手段和流程，采用合作式學習[9]模式，充分調(diào)動學生作為學習主體的動力，挖掘?qū)W生的學習潛力，培養(yǎng)自主學習能力和團隊合作能力，著力提高學生的基本技能、技術(shù)應(yīng)用能力以及實踐創(chuàng)新意識。在教學過程中，探索教師精講和輔導、學生邊思維、邊實踐、邊合作的實訓教學方式，擯棄“牽著走”的教學方法，教師由“講授者”轉(zhuǎn)化為“教練”，對學生予以引導和指導，強化學生動手實踐環(huán)節(jié)，強調(diào)通過動手做的方式培養(yǎng)學生的開發(fā)應(yīng)用能力，為學生踏上工作崗位做好鋪墊，達到真正意義上的“教學”到“訓練”的過渡。在學習過程中，不僅注重學生技術(shù)能力的提高，還強調(diào)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，如團隊精神、協(xié)作能力、溝通能力等。

基于“機器人”項目的Java編程實訓教學研究與實踐包括教學研究和技術(shù)研究兩部分，貫徹“項目驅(qū)動”的指導思想，在開展技術(shù)研究的同時，摸索一套行之有效的教學方法，以提高學生的學習積極性和教學效果。

1）教學研究

教學研究主要包括Java實訓教學內(nèi)容、教學方法和教學管理體系，改變原有的“先理論教學、后動手實踐”的思路，采用“邊理論教學、邊動手實踐，將實踐融入理論教學”的思路。具體研究內(nèi)容如下：

①Java實訓教學內(nèi)容改革研究

如何在java實訓教學中融入“項目驅(qū)動”的思想，建立一個基于機器人項目的軟件設(shè)計教學模型。建立Java實訓教學中適用的教學“項目”選擇的標準，以及如何評價項目案例的教學有效性。

②Java實訓教學新方法研究

擯棄“牽著走”的教學方法，探索新的“合作學習模式”，培養(yǎng)學生主動學習的意識與能力。學生根據(jù)項目實際和基本要求自己查閱文獻資料、獨立進行或參與需求分析、詳細設(shè)計和編程實現(xiàn)，以書面報告的形式分析整理出來，并與老師進行交流，探索教師精講、學生邊思維邊實踐的實驗教學方式。

③Java實訓教學管理體系研究

主要研究如何科學有效地管理以“機器人項目驅(qū)動”的基于合作式學習的java實訓教學，參加軟件項目實踐的學生如何管理，指導教師小組的合理配置和優(yōu)化，課程學分、教師工作量的分配等，建立和健全各項教學規(guī)章制度。

④實踐

結(jié)合申請者的教學任務(wù)和嵌入式智能機器人項目，采用合作學習模式Java實踐教學。在教學過程中將遵循如下原則：（1）正確構(gòu)建合作學習小組及合理劃分組內(nèi)成員的任務(wù)；（2）以師生互動為先導，以生生互動為核心；（3）引入?yún)⒄赵u價方式。總結(jié)實踐經(jīng)驗，研究教學效果，完善研究內(nèi)容，最終完成滿足高職需要的包括Java實訓教材在內(nèi)的實訓材料。

2）嵌入式系統(tǒng)技術(shù)研究

①應(yīng)用java開發(fā)工具，完成面向機器人的圖形化界面系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)，并能夠下載到硬件系統(tǒng)中實際運行。

②完成java語言與硬件開發(fā)語言的混合編程、鏈接。

③完成機器人小車的制作與調(diào)試，并完成針對機器人競賽任務(wù)的編程。

Java實踐教學與“機器人”項目互動的教學模式將機器人開發(fā)項目引入到j(luò)ava課程教學中，以學生間的互助合作、討論交流為基本組織策略，充分發(fā)揮學生的主觀能動性；以“小組評價+個人評價+機器人競賽”的綜合評價體系取代傳的統(tǒng)的考核方式，將學生的學習成果通過競賽機器人體現(xiàn)出來，促進同學間的互助合作,改變以“單打獨斗”為主的學習過程，實現(xiàn)項目組成員共同提高。通過進階式難度設(shè)計，激勵學生樹立信心，引發(fā)興趣，發(fā)掘潛力，改變部分同學怕學、厭學的狀況。

以“項目驅(qū)動”為原則，改變原有的“先理論教學、后動手實踐”的思路，采用“邊理論教學、邊動手實踐，將實踐融入理論教學”的先進教學方法，激發(fā)學生的興趣和主動性，提高教學效果。形成將“理論和實踐獨立實施”的教學思想轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩嵺`中融入理論”的教學思想、將“以書本為中心”的知識教學方法轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫嵺`為中心”的知識教學方法、變“老師教什么學生學什么”的“被動”學習模式為“通過項目實踐獲取知識”的“主動”的學習模式、變傳統(tǒng)的“按班級為中心”的課程管理方法為“以項目組為中心”的課程管理方法的一整套教學體系。

2教學實踐

經(jīng)過近2年的教學實踐，我們?nèi)〉昧溯^好的教學效果。2011年7月15日至18日，第六屆全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽安徽賽區(qū)預賽暨安徽省第四屆“煒煌”杯大學生智能汽車競賽在阜陽師范學院如期舉辦，經(jīng)過7月17號，18號兩天的激烈角逐，我院三支代表隊從眾多“本科”學校中脫穎而出，取得了優(yōu)異成績。此次賽事，我院首次組隊參加，我院的“中澳攝相隊”以優(yōu)異的成績獲得二等獎并進入決賽；“中澳光電1隊”和“中澳電磁隊2隊”均獲得三等獎。

嵌入式智能機器人項目和Java實訓教學內(nèi)容相結(jié)合的管理體系。不再按照從基礎(chǔ)理論到專業(yè)理論，再到實習的路徑來展開教學的，而是把傳統(tǒng)教學順序完全顛倒過來，先從“做”開始，學生在“做”的過程中如遇到問題，再以此為基礎(chǔ)學習專業(yè)理論。教師不再是知識和理論的簡單灌輸者和教學的組織者，而是教學的引導者和管理者，循序漸進地引導學生在實踐中學習理論，在實踐中消化理論，應(yīng)用理論，在實踐中掌握知識。教師和學生在共同的“項目驅(qū)動”教學活動中同時獲得項目經(jīng)驗，教學相長。

Java實訓教學內(nèi)容改革，將嵌入式智能機器人項目和Java實訓教學內(nèi)容相結(jié)合，寓教于樂，真正實現(xiàn)Java實訓教學的重心在于學生的基本技能、項目實踐能力和工程意識的培養(yǎng)；能夠體現(xiàn)以學生為主體，教師為主導的教學思想。

教師精講、輔導、學生邊思維邊實踐的Java實訓教學方式，培養(yǎng)學生主動學習的意識與能力。以“合作”和“互動”為基本特征，通過引入標準參照評價體系來達到“不求人人成功，但求人人進步的”學習目標。其主要措施是采用小組合作學習的形式，對學習中的重點、難點進行集體攻關(guān)和突破，它打破傳統(tǒng)教育中一味強調(diào)的“個體競爭”所帶來的各種束縛，通過合作與交流達到共同進步和個體進步的同步功效。

3結(jié)束語

隨著基于“機器人”項目的Java編程實訓教學模式的開展，不僅給廣大軟件技術(shù)專業(yè)學生提供了展示自己個性空間的舞臺，使優(yōu)秀的學生脫穎而出，而且給軟件技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才開創(chuàng)了模式和指明了方向，從而全面而有力的驅(qū)動了軟件技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人的培養(yǎng)，使得學生在掌握必要的軟件知識的同時也掌握了一定的硬件知識，使得學生的就業(yè)途徑更加寬泛。

參考文獻:

[1]雷君虎.基于任務(wù)驅(qū)動的Java實訓教學模式研究[J].河池學院學報,2009,29(2):119-121.

[2]賀媛媛,仇賓,王慧斌.高職院校計算機軟件實訓的實現(xiàn)途徑及分析[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院學報,2008, 7(3):126-128.

[3]招啟東.項目實訓在JAVA課程教學中的應(yīng)用[J].時代教育:教育教學刊,2008,(9):279-279.

[4]張大龍,馬毅.Java開發(fā)技術(shù)實訓課程體系的建立與實施[J].黑龍江科技信息, 2009(8):45-45.

[5]劉穎.JAVA實踐教學方法探索[J].職業(yè)時空,2009, 5(6):110.

[6] Graham I, Ocallaghan A, Wills Ac. Object-oriented methods: principles & practice[M]. Addison-Wesley Harlow, UK, 2001.

[7] Lopez-Herrejon Re, Schulman M. Using interactive technology in a short Java course: An experience report[C]. ACM, 2004:207.

[8] Kumar An, Singhal N. Using Java to Help Students Practice Problem-Solving[J]. PA Java, 2000, 12-14.

[9]賀青.“合作式學習,督促式參與和小組化評分”的教學探索[J].銅仁學院學報,2007,1(3):100-102.