張 義，宛 楠，陶 皖

（1.安徽工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 蕪湖241000；2.安徽工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 蕪湖241000；3.皖南醫(yī)學(xué)院，安徽 蕪湖241000）

中美兩所高校JAVA語言課程教學(xué)的對比研究

張 義1,2，宛 楠3，陶 皖1,2

（1.安徽工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 蕪湖241000；2.安徽工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 蕪湖241000；3.皖南醫(yī)學(xué)院，安徽 蕪湖241000）

通過對比美國UB大學(xué)（University of Bridgeport）和安徽工程大學(xué)在JAVA語言課程理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式這3個(gè)方面的實(shí)施情況，根據(jù)兩校的現(xiàn)狀，借鑒UB的Java語言課程教學(xué)設(shè)置優(yōu)秀的一面，提出改進(jìn)安徽工程大學(xué)和國內(nèi)部分高校Java語言課程的教學(xué)措施，以期達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量，深化教學(xué)改革的目的。

教學(xué)內(nèi)容；課堂組織；考核方式

0 引 言

程序設(shè)計(jì)語言是當(dāng)前高校多數(shù)理工專業(yè)的必修課程。美國高校也不例外，以美國UB大學(xué)（University of Bridgeport）為例，該校的 “Introduce to computer I”就是為全校理工專業(yè)開設(shè)的一門計(jì)算機(jī)課程，課程選擇的是Java程序設(shè)計(jì)語言。筆者由學(xué)校選派，在美國的UB大學(xué)研修了一個(gè)學(xué)期（Spring2016），并選修了UB的兩門課程“Introduce to computer I”和“Introduce to computer II”，作者一直在高校從事程序設(shè)計(jì)語言類課程的教學(xué)，如C語言、Java語言等，從而能夠?qū)伤咝５某绦蛟O(shè)計(jì)語言的教學(xué)有一個(gè)較為深刻的認(rèn)識和理解，以期通過對比研究，取長補(bǔ)短，提高程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)的水平和質(zhì)量。

1 理論教學(xué)對比

1.1 理論教學(xué)內(nèi)容

1.1.1 UB的Java程序設(shè)計(jì)語言理論教學(xué)內(nèi)容安排

課程內(nèi)容涉及以下主題：History of Computing and Hardware Basics（計(jì)算機(jī)歷史和硬件基礎(chǔ)知識）；The Elements of Java（Java程序的基本元素）；Classes and Methods（類和方法）；Numeric Types（數(shù)據(jù)類型）；Branching and Method Algorithm Design（分支和如何設(shè)計(jì)方法）；Loops and Files（循環(huán)和文件）；Additional Control Structures（控制結(jié)構(gòu)）；Object-Oriented Software Engineering（面向?qū)ο筌浖こ蹋籄rrays（數(shù)組）；Inheritance,Polymorphism, and Scope（繼承、多態(tài)、封裝）；Array-Based Lists（列表 容 器 ）；EthicalConsiderations ofComputing:ACM,IEEE codes of Ethics（編碼標(biāo)準(zhǔn)）。課程選用的教材是 《Programming And Problem Solving With Java》2nd edition，作者：Nell Dale等[1]。

UB擁有功能完善的教學(xué)管理系統(tǒng)，教師通過該系統(tǒng)發(fā)布教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)通知、作業(yè)通知等，學(xué)生通過該系統(tǒng)提交課堂作業(yè)、實(shí)驗(yàn)作業(yè)、家庭作業(yè)以及考試代碼等，學(xué)生可以通過該系統(tǒng)獲知自己的分?jǐn)?shù)和班級平均分。學(xué)校會為每位在校學(xué)生提供一個(gè)Canvas賬戶，學(xué)生所選課程的教學(xué)資源和相關(guān)通知能夠在學(xué)生的Canvas中下載。

在學(xué)期開始前，教師會將教學(xué)資源上傳到教學(xué)管理系統(tǒng)。教學(xué)資源包括：slides（課件）、syllabus（大綱）、schedule and task list（教學(xué)計(jì)劃）、Install Net Beans（下載開發(fā)工具）、How to Submit Assignments（作業(yè)提交方式）等。

教師會根據(jù)課堂所講內(nèi)容，布置相關(guān)作業(yè)并發(fā)布在教學(xué)管理系統(tǒng)中。學(xué)生在系統(tǒng)中下載作業(yè)文檔，在課下完成后，通過教學(xué)管理系統(tǒng)提交作業(yè)文檔。教師會根據(jù)學(xué)生所提交的文檔判定成績，并最終計(jì)入總評成績。學(xué)生所提交的作業(yè)有嚴(yán)格的格式要求。

（1）Cover page（封面）

內(nèi)容包括題目、姓名、ID等，例如：Assignment 1:Java Reviews;Name:Jimmy Smith;ID#:000000; Instructor:Thompson;Date:January 21,2015.

（2）Table of Content（目錄）

（3）Abstract(a brief summary of the contents within this document,no more than one paragraph is required)（摘要）

（4）Introduction(a brief description of the problem you are solving)（簡介）

（5）Screenshot of output（輸出截屏）

（6）Source code（源碼）

（7）Conclusion（結(jié)論）

（8）Work cited(if applicable)（引用）

1.1.2 AHPU（安徽工程大學(xué)）的Java程序設(shè)計(jì)語言理論教學(xué)內(nèi)容安排

課程內(nèi)容涉及以下主題：數(shù)據(jù)類型、順序選擇和循環(huán)、數(shù)組、方法、類和對象、對象交互、對象容器、繼承、多態(tài)、設(shè)計(jì)原則、抽象與接口、控制反轉(zhuǎn)與MVC模式。

課程選用的教材是自編教材《Java程序設(shè)計(jì)：原理與范例》。在上第一次課的時(shí)候會向?qū)W生介紹課程概況，并提供教學(xué)課件等資源。但缺少類似UB的教學(xué)管理系統(tǒng)，多數(shù)會通過QQ群等網(wǎng)絡(luò)方式在課下發(fā)布相關(guān)通知等。

教師會根據(jù)所授內(nèi)容布置一定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)多以模仿或改進(jìn)課程所講程序?yàn)橹?。由于程序設(shè)計(jì)課程的特殊性，代碼的運(yùn)行成功與否才是作業(yè)正確的標(biāo)準(zhǔn)，因此不要求學(xué)生交紙質(zhì)作業(yè)，而是提交電子版的代碼。如果學(xué)生在完成作業(yè)的過程中遇到困難，會通過網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行解答。

1.1.3 二者對比

教學(xué)內(nèi)容均涉及Java語言的核心知識點(diǎn)，沒有明顯差別，相似度較高。所選教材在教學(xué)中扮演的更多的是參考書角色，教學(xué)內(nèi)容并不是完全按照教材來安排的。不同的是，AHPU缺少相應(yīng)的教學(xué)管理系統(tǒng)，如何將教學(xué)資源以更好的方式提供給學(xué)生，在這方面還有差距。

1.2 理論教學(xué)課堂組織

1.2.1 UB的Java程序設(shè)計(jì)語言理論教學(xué)課堂組織

UB班級學(xué)生人數(shù)在30人左右，教師教學(xué)全程采用板書的方式，在教學(xué)過程中學(xué)生可以隨時(shí)提出自己的問題與老師互動，學(xué)生提問踴躍。通過問答的方式即時(shí)解決學(xué)生的疑問，一旦出現(xiàn)無人提問的情況，反而是老師最緊張的時(shí)候。當(dāng)對所講內(nèi)容有學(xué)生表示不理解時(shí)，教師會反復(fù)講解，同時(shí)課堂上還會安排1-2名助教，輔助回答學(xué)生提出的問題，助教多為高年級學(xué)生。教師不考勤，課堂管理松散，存在學(xué)生遲到早退現(xiàn)象，人數(shù)最齊的時(shí)候就是測試和考試的時(shí)候。

1.2.2 AHPU的Java程序設(shè)計(jì)語言理論教學(xué)課堂組織

班級學(xué)生人數(shù)在80人左右，教師教學(xué)過程中70%以上使用幻燈片，30%采用板書，大部分時(shí)間是教師從頭講到尾，學(xué)生參與度較低，多數(shù)學(xué)生較為沉默，不太愿意大膽提問。究其原因，一是學(xué)生較為拘謹(jǐn)，不愿在眾人面前提問；二是多年教學(xué)方式形成的思維定式，使得學(xué)生不習(xí)慣提問；三是缺乏鼓勵(lì)；四是人數(shù)較多，學(xué)生聲音不夠大，沒法保證班級其他同學(xué)都能聽到問題。在考勤方面，教師考勤嚴(yán)格，點(diǎn)名次數(shù)較多，學(xué)生遲到早退較少。

1.2.3 二者的對比

由于在學(xué)生人數(shù)上有明顯的差異，因此這也成為課堂組織方式不同的主要原因。與UB相比AHPU的課堂更像是講座，教師負(fù)責(zé)講，學(xué)生負(fù)責(zé)聽。UB更像是討論會，學(xué)生對老師講授的知識點(diǎn)不斷提出疑問，老師負(fù)責(zé)進(jìn)行解答，因此能夠即時(shí)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，對于AHPU來說這點(diǎn)不夠理想。在課堂組織方面，由于UB的考核方式不依托考勤，因此UB的課堂明顯要比AHPU的方式更自由松散，而AHPU的考勤要更加嚴(yán)格。從教學(xué)學(xué)時(shí)來看，UB的Java理論課程每周2.5小時(shí)，共 15周37.5小時(shí)。AHPU的Java理論課程共40學(xué)時(shí)，30小時(shí)，UB的理論教學(xué)時(shí)間要多于AHPU的時(shí)間，具體見表1。

表1 理論課程對比

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)對比

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

2.1.1 UB的Java程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排

UB的Java語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)所采用的IDE（Integrated Development Environment）是NetBeans。Net-Beans是Oracle公司提供的免費(fèi)Java程序開發(fā)平臺。教師在教學(xué)管理系統(tǒng)中給出了詳細(xì)的下載方式和使用步驟，學(xué)生只需按照提示下載安裝后就可以進(jìn)行程序的編寫和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容會在實(shí)驗(yàn)課前發(fā)布在教學(xué)管理系統(tǒng)中，每次實(shí)驗(yàn)通常會包含一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目。題目包含詳細(xì)的問題描述和具體要求，以及樣例輸出。實(shí)驗(yàn)題目所涉及的知識點(diǎn)遠(yuǎn)多于理論教學(xué)中提到的知識點(diǎn)，要想順利完成實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生課下花大量的時(shí)間延伸學(xué)習(xí)。

2.1.2 AHPU的Java語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排

AHPU的Java語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)所采用的IDE是Eclipse。Eclipse是一個(gè)開源的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺，教師會在實(shí)驗(yàn)課程開始前指導(dǎo)學(xué)生下載安裝Eclipse及JDK，并演示如何使用Eclipse編輯和調(diào)試Java程序。教材附錄中也提供了詳細(xì)的Eclipse使用方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容會在實(shí)驗(yàn)課開始前通過網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行發(fā)布，每次實(shí)驗(yàn)通常會包含一到兩個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，題目多為理論課內(nèi)容的綜合應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)題目所涉及的知識點(diǎn)一般不超過理論教學(xué)中所提到的知識點(diǎn)。

2.1.3 二者的對比

兩所高校所選擇的IDE不同，分別為NetBeans和Eclipse，使用效果相當(dāng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所包含的題量均為1-2題，但從難度和工作量上來看，UB的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度要高于AHPU的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難度。UB題目的綜合性更強(qiáng)，AHPU的題目以模擬為主。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂組織

2.2.1 UB的Java程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂組織

教師會通過多媒體的方式，邊講解邊操作，學(xué)生使用自己的電腦按照老師的指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)。同理論課教學(xué)類似，UB的學(xué)生會隨時(shí)提出疑問，老師或助教會一對一的進(jìn)行指導(dǎo)。當(dāng)然，教師并不會直接給出程序的源碼，而是通過逐漸引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生最大限度的自己完成程序。當(dāng)實(shí)驗(yàn)完成后，要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過教學(xué)管理系統(tǒng)提交實(shí)驗(yàn)程序，以獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的節(jié)奏非?？?，當(dāng)教師介紹完編程思路后，會很快的使用各種快捷鍵輸入代碼，如果沒有清晰的思路就很難跟的上。學(xué)生需要精力高度集中才能順利的完成實(shí)驗(yàn)。從大部分情況來看，很少同學(xué)能在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成，多數(shù)情況下會在下課后繼續(xù)留在實(shí)驗(yàn)室編寫代碼，教師會離開，但助教會一直認(rèn)真輔導(dǎo)直到學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。總體來說，實(shí)驗(yàn)課的強(qiáng)度和難度要明顯高于理論課。

2.2.2 AHPU的Java程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂組織

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中會以介紹編程思路為主，當(dāng)學(xué)生在編程中遇到困難提出問題后，教師會將這個(gè)問題進(jìn)行統(tǒng)一的講解。原因是實(shí)驗(yàn)人數(shù)與理論課人數(shù)相同均為80人左右，統(tǒng)一講解可以提高效率。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后需要提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以便評定實(shí)驗(yàn)成績。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括：實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)代碼、運(yùn)行結(jié)果等。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難度和理論教學(xué)難度相當(dāng)，老師在講解代碼的時(shí)候會盡量讓學(xué)生跟上節(jié)奏。學(xué)生在掌握理論教學(xué)方面的知識后，多數(shù)同學(xué)能夠在老師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。若有部分同學(xué)未能完成，課后會通過網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行交流講解。

2.2.3 二者的對比

UB的實(shí)驗(yàn)課程難度要高于AHPU的實(shí)驗(yàn)課程難度。UB的實(shí)驗(yàn)采用的是教師加助教的指導(dǎo)方式，AHPU是教師指導(dǎo)的方式。由于學(xué)生人數(shù)差距較大，AHPU更多的是采用集中講解的方式。UB的Java實(shí)驗(yàn)課程每周1.25小時(shí)，共15周合計(jì)18.75小時(shí)；AHPU的Java實(shí)驗(yàn)課程共24學(xué)時(shí)，合計(jì)18小時(shí)。UB的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間要略多于AHPU的時(shí)間。具體見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)課程對比

3 考核方式

3.1 UB的Java程序設(shè)計(jì)語言考核方式考核方式由以下5部分組成：

1.Assignment（作業(yè)）。包括 Homework、Lab、Program3部分，其中Homework和Program需要學(xué)生自己獨(dú)立完成，完成后按照老師給出的格式要求撰寫文檔然后提交到管理系統(tǒng)，Lab指的是實(shí)驗(yàn)課程上的程序，完成后同樣要提交到管理系統(tǒng)。作業(yè)部分占總成績的10%。每次作業(yè)的提交都有一個(gè)規(guī)定日期，必須在此之前提交才有效。雖然所占比重不大，但之后的Quiz、Midterm exam和Final exam中所涉及的知識點(diǎn)在Assignment中都會覆蓋到。

2.Quiz（測試）。1個(gè)學(xué)期共進(jìn)行3次測試，測試的內(nèi)容為之前所講的知識點(diǎn)，題型包括：選擇題、問答題、改錯(cuò)題、編程題等。每次測試的分?jǐn)?shù)占總成績的10%，3次共30%。

3.Midterm exam（期中考試）。期中考試分筆試和機(jī)試，題型和Quiz類似，但難度更高，機(jī)試題目為一道編程題，難度適中。期中考試成績占總成績的25%。

4.Final exam（期末考試）。期末考試的方式和期中考試相同，只是題目的綜合性更強(qiáng)難度更高，期末考試成績占總成績的30%。

5.Paper（小論文）。涉及有關(guān)計(jì)算機(jī)倫理道德方面的內(nèi)容，占總成績的5%。

3.2 AHPU的Java程序設(shè)計(jì)語言考核方式考核方式由以下2部分組成：1.平時(shí)考核

平時(shí)考核主要包括：課堂考勤、實(shí)驗(yàn)成績、作業(yè)成績等，平時(shí)成績占總成績的20%。

2.期末考試

期末考試為上機(jī)考試，試卷包括4-5題的編程題。期末考試成績占總成績的80%。

3.3 二者對比

比較UB與AHPU的Java程序設(shè)計(jì)課程評定學(xué)生成績的評分項(xiàng)目各自所占比重如表3和圖1所示[3]。

表3 Java程序設(shè)計(jì)課評分所占比重對比

圖1 程序設(shè)計(jì)課程評分所占比重對比

經(jīng)對比，UB的考核方式要比AHPU的考核方式更多元化，更看重過程，最終成績的判定也更為復(fù)雜。AHPU最終成績的判定主要還是依據(jù)期末考試成績。究其原因有：（1）UB有一套教學(xué)管理系統(tǒng)，學(xué)生通過系統(tǒng)提交作業(yè)、考試代碼等，這樣在平時(shí)提交作業(yè)和上機(jī)考試時(shí)便于組織。AHPU目前還缺少這樣的系統(tǒng)。（2）助教環(huán)節(jié)的差異，UB的班級人數(shù)在30人左右，并安排有3名左右的助教，這樣在每次測試完成之后，可以很快的完成成績的評定。AHPU的班級人數(shù)一般在80人左右，若在沒有助教的情況下采用多次考試的方式工作量太大。

4 對國內(nèi)部分高校的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的啟示

通過理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式3個(gè)方面的對比，UB的教學(xué)方式對國內(nèi)部分高校的程序設(shè)計(jì)教學(xué)有以下啟示。

1.引進(jìn)一套完善的教學(xué)管理系統(tǒng)，教師可以通過系統(tǒng)發(fā)布作業(yè)、實(shí)驗(yàn)題目、上機(jī)測試題目、考試成績、課程通知等相關(guān)信息。學(xué)生則可以通過該系統(tǒng)提交作業(yè)、程序代碼、獲取課程資源等。

2.實(shí)施學(xué)生擔(dān)當(dāng)助教制度，從本專業(yè)高年級學(xué)生中選擇優(yōu)秀的學(xué)生擔(dān)當(dāng)助教。一是可以提高教師的工作效率，二是擔(dān)當(dāng)助教的學(xué)生可以得到鍛煉，三是上課的學(xué)生可以得到更多的指導(dǎo)。

3.適當(dāng)增加學(xué)時(shí)，UB的理論教學(xué)加上實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)時(shí)間共37.5+18.75=56.25小時(shí)。AHPU的理論教學(xué)加上實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)時(shí)間共30+18=48小時(shí)。教學(xué)內(nèi)容相當(dāng)?shù)那闆r下，增加學(xué)時(shí)可以有更充分的時(shí)間講授內(nèi)容。

4.借鑒UB的考核方式，完善考核環(huán)節(jié)，在班級學(xué)生人數(shù)無法改變的情況下，適當(dāng)增加隨堂考試，以把握學(xué)生對知識點(diǎn)掌握的情況，并將考試成績計(jì)入總分。

5.適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)題目難度和工作量，提高實(shí)驗(yàn)題目的綜合性，讓不同層次的學(xué)生都有充分發(fā)揮的空間。適當(dāng)增加作業(yè)量，讓學(xué)生在課下通過自己的延伸學(xué)習(xí)掌握更多的知識點(diǎn)。

6.在理論課的教授過程中，將板書和幻燈片結(jié)合好，增加板書的比例，讓學(xué)生有更多的思考時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生提問，增加互動性。

5 結(jié) 語

古語說：他山之石、可以攻玉。程序設(shè)計(jì)語言課程是中外高校理工專業(yè)的必修課，通過對UB和AHPU的Java程序設(shè)計(jì)語言課程3個(gè)主要方面進(jìn)行深入的研究和對比，我們不僅看到了中美兩國高校在課程教學(xué)方面的差異，而且比較了優(yōu)劣、拓闊了思路，有利于進(jìn)一步改進(jìn)國內(nèi)部分高校的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方案，為深化教學(xué)改革起到推動作用。

[1]Nell Dale,Chip Weems,Mark R.Headington.Programming and Problem SolvingWith Java[M].2th ed.Jones& Bartlett Publishers 2007:1-18.

[2]李波.美國高校第一門計(jì)算機(jī)課程調(diào)研情況分析[J].中國大學(xué)教學(xué),2014(4):91-96.

[3]楊永紅,等.中美土木工程專業(yè)道路勘測設(shè)計(jì)課程教學(xué)對比研究[J].高等建筑教育,2012,21(3):66-70.

責(zé)任編輯：胡德明

A Contrastive Analysis of JAVA Course Teaching between a Chinese and an American School

Zhang Yi1,2,Wan Nan3,Tao Wan1,2
(1.School of Computer and Information Science,Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,China; 2.Key Laboratory of Computer Application Technology,Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,China; 3.Computer Department,Wannan Medical College,Wuhu 241000,China)

The paper compares and contrasts UB (University of Bridgeport)with AHPU(Anhui Polytechnic University)from the three aspects of theory teaching,experimental teaching and assessment methods of JAVA language curriculum.And then,based on the advantages of UB,some suggestions are put forward in order to improve the effect of JAVA teaching and deepen the reform of this course at AHPU and some other domestic universities.

teaching contents;classroom management;evaluation method

G642.0

A

1672-447X(2016)05-0094-05

2016-08-20

安徽省高等教育提升計(jì)劃一般項(xiàng)目（TSKJ2015B13）；計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（JSJKF201502）；省級信管專業(yè)綜合改革試點(diǎn)（JD00914S01）

張義（1982－），安徽阜南人，安徽工程大學(xué)講師，研究方向?yàn)楹Ａ啃畔⒅悄芴幚怼?/p>