前 言
計算機和網(wǎng)絡技術日益普及，計算機中的思維方式、解決問題的方法已經(jīng)逐漸向其他領域滲透，并影響了其他學科，促進了相關學科的發(fā)展，甚至形成了一些交叉學科。因此，計算機技術已經(jīng)不僅僅是一種工具，而是逐步演化為一種思維習慣，在以計算機處理問題的過程中蘊含著方法論。計算思維的理念就是在這一歷史條件下提出來并獲得了重要發(fā)展的。2010年7月19日~20日在西安交通大學舉辦的“九校聯(lián)盟計算機基礎課程研討會”上，陳國良院士做了“計算思維能力研究培養(yǎng)”的報告，強調了“計算思維”能力培養(yǎng)在當前大學計算機基礎課教學中的重要意義，強調了計算機科學中的思維方式、操作方法對現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的重要價值，為新時期大學計算機基礎課教學指明了方向。2012年，高教司啟動了“以計算思維為導向的大學計算機基礎課程”教改立項工作，共有22個項目同時獲得教育部立項，標志著以計算思維為導向的大學計算機培養(yǎng)模式正式啟動。
然而，對如何落實“學生計算思維能力培養(yǎng)”戰(zhàn)略目標的問題，在具體教學實踐中卻面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。不同的院校、不同的專業(yè)、不同層次的學習者具有不同的個人發(fā)展需要、專業(yè)發(fā)展要求，因此，“一刀切”、“一蹴而就”的培養(yǎng)方式肯定行不通。對學生計算思維能力的培養(yǎng)，應該結合學校自身發(fā)展的特點、學生專業(yè)發(fā)展的要求分層分級地開展。從師范類學校的培養(yǎng)目標看，在學生中加強媒體素材處理能力和邏輯思維能力、數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，將是落實“計算思維能力”培養(yǎng)的重要突破口。從學生個人發(fā)展的需要看，媒體素材的處理能力是對未來教師的必然要求，邏輯思維能力與數(shù)據(jù)分析能力則是學生在未來參與實證性定量科研活動的必備技能。從面向學生和院系教師的調研報告看，強化這3個方面能力的培養(yǎng)是有價值的，是符合學生和院系要求的。
面向計算機邏輯思維能力培養(yǎng)方面的教學，對課程的知識學習僅僅是教學目的之一，更重要的是要強調其過程性、工具性和思維習慣的培養(yǎng)。因此，對計算機類課程的學習絕不是僅讓學生記住幾個操作菜單、背誦幾段概念就解決問題的，而是需要師生在“用中學”、“做中學”，在利用信息技術獲取信息、整合信息的過程中，潛移默化地得到提升，高度重視培養(yǎng)學生模仿計算機的處理模式和方法解決社會現(xiàn)實問題的能力。因此，要在優(yōu)化學生的思維模式、提升其信息意識方面進行更深入地探索，以全面地培養(yǎng)學生的計算機能力和信息技術應用能力，促使學生“在應用信息技術過程中學習信息技術”。
基于以上觀點，我們于2010年底成立了計算機公共課教改課題組，不斷地調整計算機基礎課的課程體系、教學模式和測評方式。逐步形成了以下4點共識：(1)課程內容要與時俱進，大約每3年完成一輪課程體系改革。全面改革并加深課程內容，要考慮到與基礎教育計算機教學的銜接性，實施分層教學；要適應時代的發(fā)展，加入一些新的最新發(fā)展的內容；課程的內容和案例要體現(xiàn)教育的特點，多介紹教育上的實用軟件，從人文的角度解析信息技術。(2)加強教學資源建設�；�于最新版的課程體系，編寫適應新版課程體系的教材；采用共建共享的方法，建設課程資源，組織所有參與授課的教師，建設內容完備的網(wǎng)絡課程。對信息技術課程中的關鍵操作、典型案例都要錄制微視頻，并按照網(wǎng)絡課程的規(guī)范加以組織，使其為同學們的自主學習提供支持，并適應不同層次的學生的需要。(3)改革教學模式。基于教材和網(wǎng)絡課程、微視頻，以流媒體形式開展微課程授課，促使學生學習的個性化，促進學生自主學習能力的提高。根據(jù)各院系學生的不同專業(yè)背景，設計出一些具有學科特色的任務，讓學生在完成任務的過程中增強信息意識和提升信息技能；通過任務驅動，激發(fā)學生的動機，促進學習的轉化和遷移。 (4)改革測評模式。對信息技術能力的培養(yǎng)，應同時兼顧知識與技能；對信息技術能力的評價，應該注重形成性評價與總結性評價相結合，要更加關注同學們的日常應用能力。為此，我們與萬維捷通軟件技術有限公司合作，研制了“北京師范大學計算機基礎課測評系統(tǒng)”，在此系統(tǒng)的支持下，構建了一套能夠支持學生日常自主測評的資源庫，逐步形成穩(wěn)定的題庫資源，支持師生日常的自主學習和自主測評。
以計算機處理問題的模式來思考問題，對現(xiàn)實問題抽象化并建構有效的模型來解決現(xiàn)實問題是計算思維能力培養(yǎng)的關鍵內容。在這一體系中，以高級語言程序設計為基礎的邏輯思維模式的形成是計算思維能力培養(yǎng)的核心。作為高級語言程序設計三大編程語言之一的Java，因其嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)結構、嚴格的邏輯體系、豐富的類庫資源而深受程序設計人員的喜愛，在信息化發(fā)展的各個領域都具有非常重要的作用。因此，《Java語言程序設計》被列為北師大計算機基礎課教學的核心課程。然而，在我們組織教學活動的過程中，卻經(jīng)常為如何選到一本好用的Java教材而困惑�？v觀市場上的Java教材，多數(shù)都是面向計算機相關專業(yè)學習者的。由于其定位的學習者已經(jīng)具備了一定水平的編程知識基礎，而且還會配備實踐應用性較強的后續(xù)課程（比如JSP開發(fā)）。因此，教材中通常不太重視對程序基本邏輯結構的講解，而是把重點放在了面向對象部分，導致很多學習者在感到“入門很難”、“學得很苦”。與此同時，由于時缺乏對程序設計實用性和應用范疇方面的介紹，很多學生反應：不知道學了Java“到底有什么用”“為什么要學Java”，進而影響了其學習動機。
基于以上問題及改革思路，在北京師范大學教務處的支持下，計算機基礎課團隊決定組織教師撰寫新版的《Java語言程序設計》系列教材，把我們的改革思路和教學理念滲透到新教材中，并期望我們的經(jīng)驗和成果能夠為兄弟院校的計算機基礎課教學提供一些借鑒。本書共分9章，第1章~4章由馬秀麟主筆完成，第5~6章由鄔彤主筆完成，第7~9章由曹良亮主筆完成，北師大教育技術學專業(yè)的碩士研究生毛荷、王翠霞、蘇幼園、梁靜等同學進行了文字校對、案例初核，張慶利老師終審了教材中的所有案例。最后，全書由馬秀麟負責統(tǒng)稿和最終審定。
本套書的出版得益于多方面的幫助。首先，從事北京師范大學計算機基礎課教學的全體教師的長期積累和經(jīng)驗是本書的堅實基礎，基于多名一線教師10年開展Java類程序設計教學的案例、感受和積累，在相關教師教學講義的基礎上，我們組織了本套《Java語言程序設計》教材。其次，鑒于Java程序設計語言的教學規(guī)律和上機實訓等實踐環(huán)節(jié)的需要，我們決定同時出版《Java語言程序設計》主教材和《Java程序設計習題&上機實訓教程》配套教材，以適應課內教學與上機實訓、輔助思考的需要。第三，從教材體例上，確立了“編程基礎知識”→“面向對象程序設計”→“實際應用”的組織結構，適當強化了結構化程序設計的內容，對函數(shù)概念及其設計技術進行了詳細剖析，同時強化了對Java程序“實用性”的介紹，以促使學習者更快捷地形成邏輯思維體系，并真正地實現(xiàn)“學以致用”。
對于本書，雖然編者盡了很大的努力，盡量避免出現(xiàn)問題。然而由于諸多因素的制約，難免有疏漏錯誤之處，誠懇地請各位老師和同學批評指正。編者的Email：maxl@bnu.edu.cn。

北師大計算機基礎課課程主任：馬秀麟
2018年2月于京師園