摘要：為提高Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)創(chuàng)新型高技能應(yīng)用人才，針對(duì)Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)及存在的問題，依據(jù)BOPPPS模型理論，分析該模型在Java程序設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。對(duì)BOPPPS模型每個(gè)理論以1～2個(gè)實(shí)例作為支撐，分析并改善運(yùn)用效果，將BOPPPS理論模型恰當(dāng)融入Java程序設(shè)計(jì)課程實(shí)際教學(xué)中。BOPPPS模型對(duì)改善Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果、提高學(xué)習(xí)效率、培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才起到了積極作用。

關(guān)鍵詞：Java程序設(shè)計(jì);教學(xué)目標(biāo);自主學(xué)習(xí);BOPPPS模型

DOI：10. 11907/rjdk. 181194 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類號(hào)：G433文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2019）008-0217-03

BOPPPS Model Application in Java Program Design Course

CHEN Yi

（School of Science， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China）

Abstract：In order to improve the quality of Java programming teaching， promote independent learning， and cultivate innovative high-skilled application talents， according to the teaching objectives and existing problems of Java programming course， the application of the BOPPPS model in Java programming is analyzed according to the model theory. For each theory of BOPPPS model， with 1 to 2 examples as the support， we analyze and improve the application effect， and integrate the BOPPPS theoretical model into the actual teaching of Java programming course. The BOPPPS model plays an active role in improving the teaching effect of the Java programming course， enhancing the learning efficiency， and cultivating innovative applied talents.

Key Words：Java programme design;teaching goal;autonomous learning;BOPPPS model

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（19D031）;湖北工業(yè)大學(xué)校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（2018029）

作者簡(jiǎn)介：陳益（1977-），女，碩士，湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件。

0 引言

BOPPPS模型是目前高校課堂教學(xué)工具研究熱點(diǎn)，其核心是強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)以學(xué)生為主體，將學(xué)習(xí)分為6個(gè)階段，在許多高校教學(xué)中該模型在自學(xué)能力培養(yǎng)、教學(xué)效果提升方面已得到了較好驗(yàn)證。有教師用BOPPPS模型指導(dǎo)Java程序設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)，但由于學(xué)生基礎(chǔ)水平、英語能力、學(xué)習(xí)主動(dòng)性及對(duì)BOPPPS模型理解和運(yùn)用的偏頗等原因，實(shí)際運(yùn)用效果不太理想。不同課程與該模型融合存在差異，Java程序設(shè)計(jì)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的一門重要課程，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思維、實(shí)踐和提升編程能力為最終目的。本文借鑒BOPPPS模型指導(dǎo)Java程序設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)，實(shí)施契點(diǎn)是以1～2個(gè)生活案例自然解析BOPPPS理論在Java程序設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，使教學(xué)逐步深入，達(dá)到舉一反三的效果，將BOPPPS思想恰當(dāng)融入Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)。

1 Java課程教學(xué)目標(biāo)、要求與性質(zhì)

目前，Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)以案例教學(xué)為主，采用理論教學(xué)與上機(jī)指導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)模式。選用由清華大學(xué)出版、耿祥義等教師編著的《Java 2實(shí)用教程》（第5版），上機(jī)指導(dǎo)書為《Java 2實(shí)用教程（第5版）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與習(xí)題解答》，這套教材可為理論教學(xué)提供強(qiáng)有力的實(shí)踐支撐[1]。按照課堂使用教材章節(jié)的順序，列舉Java程序設(shè)計(jì)課程對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)3個(gè)方面的目標(biāo)和要求[2]。

（1）課程必備素質(zhì)。 掌握J(rèn)DK的安裝，能熟練地在各種操作系統(tǒng)上配置Java運(yùn)行環(huán)境;熟練掌握J(rèn)DK幫助文檔的使用方法，能迅速獲取定義類的屬性、方法等信息;能寫出符合Java語言語法規(guī)范的源程序。

（2）基礎(chǔ)知識(shí)。 建立面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計(jì)思想，掌握類聲明、封裝意義、對(duì)象創(chuàng)建方法等;掌握繼承和多態(tài)的使用;掌握包、接口、抽象類的用法;清楚內(nèi)部類和匿名類的關(guān)聯(lián)，掌握匿名類簡(jiǎn)化程序的方式;正確處理各種異常;掌握常用類的用法;進(jìn)行簡(jiǎn)單、實(shí)用的圖形用戶界面GUI設(shè)計(jì)。

（3）核心知識(shí)。能對(duì)Java中各種流類文件進(jìn)行正確處理;能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種數(shù)據(jù)進(jìn)行操作;正確利用多線程機(jī)制;熟悉TCP/IP協(xié)議原理，能寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序;了解圖形、圖像與音頻原理;學(xué)會(huì)利用工具生成應(yīng)用程序并發(fā)布為可執(zhí)行文件;對(duì)小型應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程有比較清楚的了解和認(rèn)識(shí)。

Java程序設(shè)計(jì)雖有固定語法，但并不是一門理論課，而是一門實(shí)踐性課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生多動(dòng)手操作、練習(xí)，學(xué)生必須自己動(dòng)手練習(xí)才能掌握課程精髓，檢驗(yàn)和衡量學(xué)習(xí)效果的最好方式是讓學(xué)生親自動(dòng)手完成作品、展現(xiàn)成果[3]。根據(jù)Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)、要求與性質(zhì)，教師要關(guān)注信息技術(shù)的發(fā)展，積極調(diào)整、完善和補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容，緊跟企業(yè)應(yīng)用步伐，使學(xué)生能及時(shí)獲得最新技術(shù)知識(shí)[4]。

2 BOPPPS模型

針對(duì)Java程序設(shè)計(jì)課程現(xiàn)狀，借助BOPPPS模型組織課堂教學(xué)，使學(xué)生既掌握J(rèn)ava語言固定語法，又重視實(shí)踐動(dòng)手能力，努力培養(yǎng)、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和程序設(shè)計(jì)能力[5]。

BOPPPS模型是起源于北美的一種教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位，突出主觀能動(dòng)性，全方位深度參與學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性;教師是組織者、指導(dǎo)者和幫助者。BOPPPS模型注重課堂教學(xué)流程，將課堂教學(xué)劃分為6個(gè)階段[6]：①引入（Bridge-in）。目的是為了引起學(xué)生關(guān)注，激發(fā)興趣，思考所學(xué)內(nèi)容“和我有什么關(guān)系”、“我為什么要學(xué)”、“在實(shí)際中有什么作用”等，深入探究原理，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體;②目標(biāo)（Objective）。明確學(xué)習(xí)要達(dá)成的目標(biāo)，重點(diǎn)是目標(biāo)的表述要具體、明確，結(jié)果可檢驗(yàn);③前測(cè)（Pre-test/assessment）。本階段由教師通過提問或測(cè)驗(yàn)等方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行課前摸底，掌握實(shí)際情況，隨時(shí)跟進(jìn)和調(diào)整課堂內(nèi)容的進(jìn)度和深度;④參與式學(xué)習(xí)（Participatory learning）。鼓勵(lì)學(xué)生參與到學(xué)習(xí)過程中，成為學(xué)習(xí)主導(dǎo)者;⑤后測(cè)（Post-test/assessment）。用小測(cè)試、短論文或討論等方式檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到了既定目標(biāo);⑥總結(jié)（Summary）。通過反饋、成果鑒定等方式對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行整理和匯總。

3 實(shí)際應(yīng)用舉例

Java程序設(shè)計(jì)有自己的課程特點(diǎn)，不能生搬硬套BOPPPS模型，但BOPPPS模型注重分階段的教學(xué)理念，在進(jìn)行Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí)值得借鑒。Java程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容豐富，因此僅以其中部分內(nèi)容為例，分析如何借鑒BOPPPS模型的框架，設(shè)計(jì)和組織Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)。

（1）引入。目的是為了吸引學(xué)生注意力，增加學(xué)生關(guān)注度，現(xiàn)實(shí)生活中許多熟悉的問題都可作為案例引入[7]。類是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的單位，封裝了現(xiàn)實(shí)世界中的狀態(tài)和行為?，F(xiàn)實(shí)世界中的狀態(tài)和行為在信息世界轉(zhuǎn)化為變量和方法[8]。對(duì)象由類創(chuàng)建，每個(gè)對(duì)象都有自己獨(dú)立的變量，變量有不同的數(shù)據(jù)類型和存儲(chǔ)類別，一旦變量被聲明為static，即靜態(tài)存儲(chǔ)類別，所有對(duì)象都將共享該static變量，其中任何一個(gè)對(duì)象對(duì)static變量的值進(jìn)行修改都將影響其它對(duì)象，Java中所有對(duì)象的static變量共享同一區(qū)域[9]。以上定義抽象晦澀，不利于學(xué)生深度理解static變量和普通變量的區(qū)別，因此舉例說明。

比如，定義一個(gè)People類，由new和構(gòu)造方法創(chuàng)建對(duì)象（每個(gè)人），每個(gè)對(duì)象都擁有獨(dú)立的變量，比如，年齡、姓名、性別等都是唯一的，如果把“地球”作為對(duì)象的一個(gè)變量，不能說每個(gè)對(duì)象（每個(gè)人）都有一個(gè)“地球”，而是所有對(duì)象（所有人）共享同一個(gè)“地球”，即“地球”必須聲明為static，任何對(duì)象（人）對(duì)“地球”有輕微的破壞都將影響其他對(duì)象（人）。將“地球”的特性作為案例引入軟件設(shè)計(jì)中，以此區(qū)分static變量與普通變量的應(yīng)用，能讓學(xué)生理解和接受。

又如，Animal類有eat和breathe兩個(gè)公有方法，如果Fish類繼承（extends）了Animal類，僅聲明Fish類，則有eat和breathe方法，因?yàn)镕ish類繼承了Animal類，自然就繼承了Animal類中的公有方法。用生活案例Animal類和Fish類引入面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中繼承的概念，學(xué)生以此為切入點(diǎn)，深入學(xué)習(xí)繼承的應(yīng)用，會(huì)發(fā)現(xiàn)Fish類的breathe方法不同于一般Animal類的breathe方法，在Fish類中寫出自己的breathe方法，F(xiàn)ish類與Animal類產(chǎn)生了方法的重寫（覆蓋），要想在Fish類中顯示Animal類的breathe方法應(yīng)用，必須在Fish類的breathe方法中用super關(guān)鍵字再次調(diào)用breathe方法，進(jìn)一步深入到類的多態(tài)性學(xué)習(xí)。

類似的引入案例包括不同的內(nèi)容，目的是為激起學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考。

（2）目標(biāo)。明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，重點(diǎn)是對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的表述，目標(biāo)表述必須具體明確，且可檢驗(yàn)、可衡量或可觀察[10]。

明確可檢驗(yàn)的目標(biāo)在很大程度上決定了學(xué)習(xí)積極性，所以認(rèn)識(shí)和了解Java程序設(shè)計(jì)十分必要。Java語言有3個(gè)發(fā)展方向，即JSE、JEE、JME，JSE被稱為“Java平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)版”，是Java平臺(tái)的基礎(chǔ)，基于該原因選用本課程教材[11]。課程開始之初明確告訴學(xué)生JSE應(yīng)用領(lǐng)域及學(xué)習(xí)后收獲。JSE主要用作桌面應(yīng)用開發(fā)，如QQ、Word等。掌握J(rèn)SE后，學(xué)生能開發(fā)一些桌面系統(tǒng)或游戲。為了讓學(xué)生有很深刻感受，將JSE技術(shù)已完成的項(xiàng)目作現(xiàn)場(chǎng)演示，比如“坦克大戰(zhàn)”游戲，JSE主要功能是讓坦克移動(dòng)并智能地打出炮彈、躲避子彈、炸毀對(duì)方坦克。演示系統(tǒng)或游戲可能只需很短的時(shí)間，但是完整地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)效果需要結(jié)合課程中許多知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生將知識(shí)點(diǎn)串接起來，加以設(shè)計(jì)和綜合即能做出自己的作品。讓學(xué)生親眼目睹由JSE技術(shù)完成的系統(tǒng)在一定程度上能激發(fā)學(xué)生好勝心，觸動(dòng)學(xué)習(xí)興趣和欲望[12]。

不僅可以根據(jù)課程性質(zhì)給出總體目標(biāo)，還可依據(jù)每章知識(shí)點(diǎn)或是綜合幾章知識(shí)點(diǎn)，做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)案例作為衡量目標(biāo)。假如某人在2000年1月1日打魚，請(qǐng)用“三天打魚，兩天曬網(wǎng)”為例，求出給定的時(shí)間某年某月某日是在打魚還是在曬網(wǎng)，并求該天和2000年1月1日相隔了多少天。學(xué)生綜合利用選擇結(jié)構(gòu)的switch語句和循環(huán)結(jié)構(gòu)的for語句即能解決此案例中的問題。

針對(duì)課程和每個(gè)章節(jié)都必須制定非常明確的目標(biāo)，學(xué)習(xí)才有方向和針對(duì)性，目標(biāo)要可控制、可衡量。每個(gè)目標(biāo)的制定都應(yīng)充分考慮學(xué)生的自信心，幫助學(xué)生自我肯定，學(xué)習(xí)才能逐步深入下去[13]。

（3）前測(cè)。在具體內(nèi)容學(xué)習(xí)之前了解學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容或?qū)ο葘?dǎo)知識(shí)的認(rèn)知程度，進(jìn)而調(diào)整課堂內(nèi)容的深度與進(jìn)度，可通過提問或者測(cè)驗(yàn)等方式進(jìn)行前測(cè)[14]。

每開始一個(gè)新知識(shí)點(diǎn)講解，以往的知識(shí)點(diǎn)都用作前測(cè)信息加以檢驗(yàn)，方式亦可多樣。如果學(xué)生學(xué)習(xí)過C或C++等課程，可以把課程中的知識(shí)點(diǎn)抽取出來作為Java程序設(shè)計(jì)的前測(cè)內(nèi)容，一方面回顧以往知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也注意區(qū)分相同知識(shí)點(diǎn)在不同語言應(yīng)用的細(xì)小區(qū)別。比如，自增自減（++ --）算術(shù)運(yùn)算符用輸出函數(shù)printf（）處理在C和Java中的不同。int i=3;printf（“%d，%d，%d，%d＼n”，++i，i++，i--，--i）在C程序設(shè)計(jì)中的結(jié)果分別是3、2、2、2，在 Java程序設(shè)計(jì)中計(jì)算結(jié)果依次為4、4、4、3。從結(jié)果看，C程序設(shè)計(jì)處理的順序?yàn)閺挠业阶?，Java程序設(shè)計(jì)處理的順序?yàn)閺淖蟮接襕15]。相同的內(nèi)容用不同的語言進(jìn)行處理，結(jié)果出現(xiàn)很大不同，應(yīng)提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)新的語言時(shí)注意區(qū)別。

（4）參與式學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)和鼓勵(lì)學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)。課堂的主角是學(xué)生，可以分層次地讓每個(gè)學(xué)生都深度參與課堂，有預(yù)習(xí)能力和習(xí)慣的學(xué)生，經(jīng)過課前自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考，課堂上“有備而來”，能與教師高頻互動(dòng)，教師可用一些復(fù)雜的問題啟發(fā)學(xué)生思維，強(qiáng)化知識(shí)深度和廣度，提高學(xué)習(xí)績(jī)效，培養(yǎng)自學(xué)能力。對(duì)于有學(xué)習(xí)積極性和自我管理能力的中等學(xué)生，有些問題的理解和應(yīng)用需要教師從中協(xié)助，教師可交付一些較為復(fù)雜的問題，使學(xué)生逐步成長(zhǎng)。對(duì)潛能生需要教師進(jìn)行個(gè)別耐心輔導(dǎo)，甚至是長(zhǎng)期跟蹤和幫扶，盡可能不讓他們落得太遠(yuǎn)，要用最直接的問題引導(dǎo)和鼓勵(lì)他們，稍有進(jìn)步大力肯定，培養(yǎng)他們的自信心，以減輕學(xué)習(xí)焦灼感[16]。

（5）后測(cè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)是否達(dá)到既定目標(biāo)。根據(jù)Java程序設(shè)計(jì)課程性質(zhì)，一般用即興編程的方式進(jìn)行后測(cè)活動(dòng)[17]。

講解完類與對(duì)象后，給出求一個(gè)長(zhǎng)方形周長(zhǎng)和面積的案例，檢測(cè)學(xué)生對(duì)類與對(duì)象的理解程度。要求用面向過程的程序設(shè)計(jì)完成以下步驟：①確定長(zhǎng)方形周長(zhǎng)和面積的算法;②定義兩個(gè)變量，分別表示長(zhǎng)和寬;③定義兩個(gè)方法（函數(shù)）計(jì)算周長(zhǎng)和面積;④求出周長(zhǎng)和面積具體數(shù)值。

要求用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)完成以下步驟：①設(shè)計(jì)一個(gè)長(zhǎng)方形類，封裝長(zhǎng)方形的狀態(tài)（長(zhǎng)和寬）和行為（周長(zhǎng)和面積）;②將長(zhǎng)方形類所有共性抽取出來，定義一個(gè)具體對(duì)象;③定義對(duì)象自己的狀態(tài)（變量）和行為（方法或函數(shù)）;④求出周長(zhǎng)和面積具體數(shù)值。

該案例可讓學(xué)生在課堂上完成，現(xiàn)場(chǎng)寫下程序并分析兩種方式區(qū)別，檢驗(yàn)學(xué)生能否對(duì)類與對(duì)象的內(nèi)容正確應(yīng)用并掌握面向?qū)ο笈c面向過程程序設(shè)計(jì)的區(qū)別;若條件允許，能在機(jī)房完成對(duì)程序的實(shí)時(shí)調(diào)試，教學(xué)效果更好。

（6）總結(jié)。通過課堂反饋描述，概括整學(xué)期教學(xué)活動(dòng)，歸納每個(gè)章節(jié)課堂內(nèi)容。發(fā)表的論文、開發(fā)完成的系統(tǒng)或其它一些作品等成果鑒定都能作為教學(xué)活動(dòng)總結(jié)。

Java程序設(shè)計(jì)課程可用一個(gè)小項(xiàng)目的開發(fā)作為總結(jié)內(nèi)容，比如，在目標(biāo)里提到的類似與“坦克大戰(zhàn)”的項(xiàng)目，學(xué)生可以個(gè)人完成，也可以組隊(duì)完成，教學(xué)活動(dòng)結(jié)束前給定專門的成果鑒定時(shí)間，要求每個(gè)人清楚陳述自己的工作并進(jìn)行演示，然后回答教師提問，作為期末考核的一部分。

4 結(jié)語

Java程序設(shè)計(jì)課程，以BOPPPS模型為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)案例組織教學(xué)，注重“教”與“學(xué)”雙向互動(dòng)，以“學(xué)生為中心”發(fā)揮“主體”地位，教師發(fā)揮“引導(dǎo)”作用[18]。引導(dǎo)學(xué)生深度參與、主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生積極探索，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，讓學(xué)生從“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，從而實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)效果、培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才的目的[19]。

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（責(zé)任編輯：江 艷）