基于互联网的课程教学
摘要：为改进Java课程教学效果，提出基于互联网的Java课程教学模型，通过Java课程设计，介绍基于互联网的Java课程教学模式，阐述以学生为主体的行动导向教学理念。借助Robocode平台，采用任务驱动式教学法，激励学生的学习热情，提高其编程能力。
关键词：Java教学实践平台；Robocode；Java课程教学；基于互联网的教学模型
1、Java课程的传统教学
目前，许多院校仍采用传统方式进行Java课程教学。传统教学方式通过概念与理论知识讲解来介绍Java程序编写案例，让学生进行Java程序编写练习，实施Java程序设计项目，通过该教学过程使学生掌握Java编程技术。但在实际教学中学生已不能适应这一教学过程，尤其是职业院校的学生，对Java概念和理论知识不理解，无法跟上Java编程案例教学进度，无法参与项目实践，学生失去兴趣，最终放弃Java程序设计课程。
基于学生的实际情况和课程特点及教学环境，改变传统教学方式，采用任务驱动教学，以学生为主体，提高教学实效。Java课程的传统教学改革势在必行。
2、基于互联网的Java课程教学模型
为体现以学生为主体的教学过程，笔者所在团队设计了基于互联网的Java课程教学模型，如图1所示。
该教学模型阐述教学过程的5个环节。（1）布置学习任务，通过互联网将学习任务向学生展示，提供相关参考资料和资料索引。（2）设计战车改进方案，学生根据任务书要求和参考资料通过Roboeode平台设计战车及改进方案。（3）实现改进方案，根据设计完成的改进方案，采用Roboeode平台提供的参数，编写Java代码实现设计方案。（4）检验、测试程序模型，通过Java代码编写，将制作完成的坦克模型程序在互联网上进行测试，检验战车模型的性能是否提高。（5）展示与讨论战车程序的改进效果。
3、Robocode平台介绍
Roboeode平台是2001年IBM公司在Web-AlphaWorks上发布的坦克机器人战斗仿真程序引擎，是MatNelson利用Java程序语言专为Java程序员设计的游戏半成品。与由键盘、鼠标控制的游戏不同，参赛者必须利用Java语言对机器人程序模型编程，通过编程设计实现智能操控。
Robocode平台成为从初学者到高级黑客程序开发者都可以参与的娱乐活动。初级Java程序员可学习基础程序语言，如调用API代码、阅读Javadoc、内部类、事件处理等。高级开发者可以在构建“最优品种”的软件机器人全球竞赛中提高其编程技巧。
Roboeode平台的教育特性被世界诸多从事Java程序教学的人员发掘利用，笔者在德国亲身体验了Java程序设计语言课程利用Robocode平台的教学方法。在网络上Robocode用户组、讨论列表、FAQ和Webring随处可见。Robocode为学生与Java工程师提供简便、有趣的游戏教学方式，释放他们的创造力。Robocode平台的出现给枯燥的Java编程学习注入了动力与激情，使学生在娱乐的同时提高Java技术。
我国Java-Robocode协会在湖南师范大学发起成立，2008年举办了湖南省Java-Robocode机器人大赛。我国高校教师逐渐开始采用Robocode平台进行Java课程教学，但为数不多。我国高校教师对Robocode平台的教学研究还远落后于国际水平。
4、Java课程的教学设计
通过Robocode平台学习Java，是非常有效的教学方法，该方法符合行动导向的教学理念，通过设计Java课程，介绍Java程序设计如何采用Robocode平台实施教学。
4.1 课程任务与环境要求
课程任务目标是调动学生对该课程的兴趣，学生能够独立创建机器人，学会调用RobotEditor和compiler程序，通过编写Java程序语言移动机器人、炮和雷达，并能够处理机器人避障、雷达目标出现、击中目标、自身中弹等事件。
软件和硬件环境要求，PC网络系统，JavaVM（JDK 1.3.x）、Robocode 1.6.2、Intemet可链接Robocode Battle online。
4.2 模型观摩与程序设计
教师通过Java编程指挥机器人的动作，让学生看到采用Java编程控制机器人并不难。通过编程演示创建战车的操作，使学生认识到自己可以通过Java编程创建战车并改变其战斗力，增强学生对Java编程的信心。
让学生设计自己的战车并能够初步战斗，包括行进、寻找目标、旋转火炮、射击、避障等。创建机器人，启动Robot Editor选择File-New-Robot，系统提示输入机器人名称，该名称将成为Java类名，可在提示符处输入KKStraight。下一步系统提示输入数据包前缀，它是Java文件的数据包名称，可在该提示符处输入KK。此时Robot Editor会显示机器人程序模型需要编写的Java程序代码。学生使用run、while语句，参照程序范例修改机器人程序代码、参数或采用程序代码缺省值，最后在Robot Editor菜单上选择Compiler-Compile对代码进行编译。
4.3 检验程序模型
测试创建完成的机器人程序模型。切换到主程序，选择程序菜单上的Battle-New，将机器人KKStraight添加到平台中，观察该模型的战斗过程。
通过Java程序代码tumRight（double degree）和tumLeft（double degree）移动机器人，使机器人转过指定角度。ahead（double distance）和back（double distance）使机器人移动到指定的像素点距离，以上方法在机器人遇到障碍物时即告完成。 转动炮和雷达，通过程序代码atrnGunRight（double degree）和tumGtmLe（double degree）使炮可以独立于坦克车的方向转动。ttmiRadarRight（double degree）和tumRadarLeff（double’degree）使雷达独立转动。
射击，fire（double power）和fireBuilet（doublepower）用来发射指定能量的炮弹。调用fireBulletO程序返回Robocode Bullet对象，程序提取一个引用，该引用可以用于高级机器人。
获取关于机器人的信息，getXO和getYO可以捕捉到机器人当前的坐标。getHeadingO、getGunHeadingO和getRadarHeadingO可以得出坦克车、炮或雷达当前的方向，该方向以角度表示。getBattleFieldWidtla0和getBattleFieldHeightO可以得到当前这一回合的战场尺寸。
至此，实现了Java程序代码的功能，形成战车程序模型，随着编程能力的不断提高，学生会逐渐提高战车程序模型的战斗力。
4.4 改进程序模型
处理机器人遇到障碍物、雷达目标出现、击中目标、自身中弹等事件；是改进模型最常见的方法。
当机器人在移动或转动时，雷达一直处于激活状态，如果雷达检测到有机器人在其范围内，就会触发事件。基本的Robot类中包括了所有这些事件的缺省处理程序。下面是一些较为常用的事件程序代码：
当雷达检测到机器人时，调用Scanned-RobotBvent通过覆盖onScarmed.Robot（ ）进行处理。当机器人被炮弹击中时，调用HitByBulletEvent通过覆盖onHitByBuUe（ ）进行处理。当机器人击中其他机器人时，调用HitRobotEvent通过覆盖onHitRobotO进行处理。当机器人遇到障碍，调用HitWallEvent通过覆盖onHitWall（ ）进行处理；所有这些事件、方法均通过Java编程对机器人的动作进行控制，学生熟练掌握Java程序代码的功能作用，提高自身Java编程技能。
4.5 展示与评价
教师审核学生的成果，通过鼓励与评价引导学生，让有进步的学生展示他们的战车程序模型，讲解他们采用的编程方法、程序模型改进与设计思路，让大家分享其成果，彼此交流。
5、结语
随着社会发展，科技进步将带来许多新的教学方法，基于互联网的Robocode平台为Java课程教学提供了有效的教学方法，该方法激发了学生的学习热情，培养了学生的Java编程能力、规划能力和思维能力。国内一些院校陆续开始使用该方法实施Java教学，国际上可用于c++和Dot Net教学的新平台或Robocode平台扩展正在发展。基于互联网的课程教学正在迈上新台阶。