使用Jupyter笔记本教学Java

无论您在培训中遇到过障碍，无论是老师还是学生，我相信我们都有相同的经验：几个小时很难集中精力。 近年来，这种情况只会变得更糟，因为手机是分散注意力的巨大来源。

结果是最重要的部分是实践。 学生需要将他们刚刚学到的东西投入应用，以便：

• 更好地了解
• 知识保留期更长

15年前，我还是学生的时候就开始教学，没有接受任何教学培训。 当我准备新课程时，我会非常注重动手部分。 有时，我最先准备一个研讨会，然后在此基础上进行培训。

这是我多年来使用的一些方法。

在黑暗中抓稻草...

之前，我写了关于Word文档的研讨会。 为了分发它们，我首先使用USB**，后来使用Internet和基于云的应用程序普及时使用Dropbox和Google Drive。

我对解决方案进行了现场编码，并在必要时解释和回答问题。 根据要求，我将它们交给了zip归档文件中的解决方案代码。

这种方法显然存在很多问题：

如果没有人要求解决方案怎么办

在这种情况下，没有学生可以使用它。 而且他们无法在以后进行审查。

如果有些学生不参加怎么办

显然可以给他们解决方案。 但是，它处于最终形式：他们看不到步骤。 我认为这是在理解过程和准备考试中的巨大障碍。

如果问题陈述需要更新怎么办

老师必须分别与每个学生联系，以告诉他们有关再次下载文档的信息。

码头工人

我打算在研讨会上使用Docker映像。 我认为这不是一个好主意，原因有几个：

• 学生将需要学习如何进行设置
• Docker是设置应用程序服务器的好方法。 我对IDE有更多疑问。
• 我的经验告诉我，很难在公共教育组织中安装新软件（例如Docker引擎）

源代码管理和页面托管

几年前，我学习了Git。 我意识到，如果结合使用其他一些技术，它可以解决上述问题。

1. 讲习班的说明以Asciidoctor格式编写
2. 指令和代码在Git中进行管理。
   • master分支包含车间的开始状态，而solution分支包含每个任务的每个步骤，直至最终状态。 最后， documentation包含说明和构建脚本（请参见下文）
   • 一切都存储在Github上 。
3. 每个推送的提交都会触发基于TravisCI的构建。 这会将Asciidoctor源转换为HTML。
4. 生成的HTML在Github Pages上可用。

如果您想将源保密， Gitlab是一个不错的选择。 它提供了类似于Github的构建功能，但作为集成的构建工具以及托管功能。

可以看到有关Java数据结构和Java EE servlet的样本研讨会（法语）。

我不相信有一个通用的解决方案：这与第二个关于servlet的研讨会非常有效。 Java EE开发需要大量的设置，并且研讨会也不例外。 此外，网站开发需要视觉反馈。

但是，对于Java基础-或任何其他语言基础而言，IDE都是过大的。 它们允许进行调试，但另一方面，它们使事情变得更复杂。

另外，使用测试框架来检查结果是否正确也是很尴尬的。 如果学生不了解注释，很难首先说出TestNG。 这成为狗追尾的情况。

Jupyter笔记本

那个IDE障碍使我开始思考替代方案。

Jupyter项目的存在是为了开发跨多种编程语言的交互式计算的开源软件，开放标准和服务。

Jupyter Notebook是一个开源Web应用程序，允许您创建和共享包含实时代码，方程式，可视化效果和叙述文本的文档。 用途包括：数据清理和转换，数值模拟，统计模型，数据可视化，机器学习等。

— http://jupyter.org/

简而言之，Jupyter笔记本允许在浏览器中执行本地文档中的代码，并在同一页面中查看输出：这都是关于交互性的。 例如，以下内容摘自Jupyter的网站 ：

import ipyvolume.pylab as p3
import numpy as np

fig = p3 . figure ()
q = p3 . quiver ( * stream . data [:, 0 : 50 ,: 200 ], color = "red" , size = 7 )
p3 . style . use ( "dark" ) # looks better
 p3 . animation_control ( q , interval = 200 )
p3 . show ()

尽管Jupyter's是基于Python的解决方案，但它允许集成其他“内核” -语言。 这样的内核提供了Java功能-IJava 。

这个需要：

1. Java 9
2. Jupyter笔记本

现在可以使用记录的过程来安装内核。

要测试新安装的内核，请使用以下命令：

jupyter console--kernel = java

这应该输出以下内容：

Jupyter console 5.1.0

Java 9.0.4+11 :: IJava kernel 1.1.0-SNAPSHOT
Protocol v5.0 implementation by jupyter-jvm-basekernel 2.2.1-SNAPSHOT

In [1]:

尝试键入任何有效的Java命令， 例如 System.out.println("Hello world!"); 。

要启动笔记本，请在要创建（或使用）笔记本文件的文件夹中使用以下命令：

jupyter notebook

我玩了一些游戏，使用Jupyter笔记本重新创建了上面提到的Java研讨会。

这是结果的一部分：

如果您已经安装了Jupyter，则可以将Github Pages上的研讨会与笔记本进行比较 。 只需在浏览器中打开后者并播放即可。

结论

有几种免费工具可帮助教师和培训师完成任务。 对于涵盖基础知识的编码课程，Jupyter笔记本是一项重要资产，消除了设置IDE的麻烦。

关注@nicolas_frankel

翻译自: https://blog.frankel.ch/teaching-java-jupyter-notebooks/