“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程建設(shè)的實踐與探索

賀海暉　石林祥

文章編號：1672-5913(2009)10-0037-02

摘要：本文闡述了在“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程教學(xué)過程中積累的一些經(jīng)驗，提出了教學(xué)的重點、實驗的安排以及改進的教學(xué)方式。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；教學(xué)安排；教學(xué)方法

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1課程概述

運用面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)來分析、設(shè)計和實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的過程與人們認識客觀世界、解決實際問題的過程比較一致，面向?qū)ο蟮某绦蚓哂蟹€(wěn)定、易理解、易修改和可重用等優(yōu)點，可明顯提高軟件開發(fā)與維護的效率，降低軟件的總成本。近年來，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)越來越受到人們的重視，對它的應(yīng)用和研究遍及計算機軟件和硬件的各個領(lǐng)域，國內(nèi)高校普遍開設(shè)了“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”之類的課程，并取得了很好的教學(xué)效果。上海第二工業(yè)大學(xué)計算機與信息學(xué)院軟件工程專業(yè)將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計作為該專業(yè)的一門專業(yè)主干課程。該課程的任務(wù)是：希望學(xué)生理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本思想；掌握封裝、繼承和多態(tài)等面向?qū)ο蟮幕咎匦?；掌握一門面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言的功能和應(yīng)用方法。

近來，我們對這門課程進行了不斷的實踐和探索，涉及到課程的性質(zhì)、目標、內(nèi)容和教學(xué)方法等方面，下面將會介紹相關(guān)的內(nèi)容。

2課程教學(xué)要求

通過多年的教學(xué)實踐和參考其他院校的培養(yǎng)計劃，該課程開課學(xué)期為第5學(xué)期，3學(xué)分，48學(xué)時(33理論+15實踐)。學(xué)習(xí)該課程后，學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計技術(shù)的基本原理與設(shè)計方法，并充分理解面向?qū)ο笏枷氲拈L處；并掌握一門面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，能夠使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)來解決實際問題。本課程主要介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的方法和C++語言的基本概念。以C++語言中的面向?qū)ο髾C制為主，從而掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本知識和基本技能。

2.1課程內(nèi)容安排

該課程目前是針對軟件工程本科專業(yè)的學(xué)生開設(shè)，圍繞著教學(xué)的目標，該課程的教學(xué)時數(shù)分配如表1所示。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一門承上啟下的課程，該課程的先修課程為“程序設(shè)計基礎(chǔ)”，學(xué)生已經(jīng)初步具備了一定的程序設(shè)計能力。本課程主要讓學(xué)生掌握如何運用面向?qū)ο蟮乃枷脒M行問題的分析以及系統(tǒng)的開發(fā)的基本方法。如何對系統(tǒng)的需求進行抽象，如何實現(xiàn)繼承、封裝和多態(tài)，如何進行異常處理，如何利用模板提高系統(tǒng)的可重用性和可維護性，如何進行輸入輸出處理。

該課程要求學(xué)生掌握面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，是一門與實際結(jié)合非常緊密、實用性非常強的課程。因此，教師在教學(xué)中與實際應(yīng)用緊密結(jié)合，由淺入深進行系統(tǒng)的介紹。在實際講解中，結(jié)合貼切的例子，同時在C++語言的開發(fā)平臺上演示，教學(xué)效果會更好。

2.2理論教學(xué)內(nèi)容

課程的內(nèi)容體系要反映課程性質(zhì)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計主要圍繞應(yīng)用，并將理論與實踐結(jié)合起來，首先是介紹面向?qū)ο蟮幕靖拍钜约胺椒ǎ黄浯问墙榻B如何應(yīng)用C++語言去實現(xiàn)面向?qū)ο蟮母拍詈头椒?。理論教學(xué)的重點是：(1)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本概念，如抽象、封裝、消息等；(2)類與對象(包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù))；(3)繼承機制；(4)多態(tài)性和虛函數(shù)；(5)運算符重載；(6)模板；(7)I/O流類庫；(8)異常處理機制。

加強課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，由原來的以教師為中心轉(zhuǎn)變成以學(xué)生為中心，加強師生間的教學(xué)互動。講解過程中，將知識點展開并與實際工程相結(jié)合，課堂上老師提出問題后，由學(xué)生回答思路，教師現(xiàn)場講解和編寫程序?qū)崿F(xiàn)功能，并模仿學(xué)生容易出現(xiàn)錯誤的場景。雖然學(xué)生在前序課程中學(xué)習(xí)過C++的基本語法，但是沒有涉及到對象和類的編程，需要運用面向?qū)ο蟮乃枷肴ゾ幊虒崿F(xiàn)功能，有一定的難度，尤其是需要從面向過程轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο蟮?，這種設(shè)計思想的轉(zhuǎn)變，有

一定的困難。對于課程涉及較深的內(nèi)容，如Windows應(yīng)用程序開發(fā)時，只給出開發(fā)的基本思路以及相關(guān)的參考資料，讓那些有能力和興趣的同學(xué)課外進行學(xué)習(xí)。

2.3實驗教學(xué)內(nèi)容

該課程應(yīng)該說是一門應(yīng)用性比較強的課程，因此在課程安排中設(shè)置了15學(xué)時的實驗，課內(nèi)實驗內(nèi)容安排如表2所示。

本課程選用C++語言來進行講授。C++語言是在C語言基礎(chǔ)上擴充了面向?qū)ο髾C制而形成的一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言。在教授C++語言的同時，講授面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法。而本課程的實驗，就是讓學(xué)生運用課堂上學(xué)到的概念、方法來解決實際問題，以進一步鞏固對教材的理解。

實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生熟悉VC++6.0開發(fā)環(huán)境的使用，能用該工具進行C++程序設(shè)計、查看源代碼、使用幫助。了解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想和面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程。學(xué)會用C++語言進行簡單的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，理解并掌握封裝、繼承、多態(tài)等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法。學(xué)會C++標準庫函數(shù)的查詢、調(diào)用技巧。為今后學(xué)習(xí)其他面向?qū)ο笳Z言和應(yīng)用開發(fā)打下基礎(chǔ)。

3教學(xué)方式

教學(xué)方式的改革是為了達到課程目標創(chuàng)造運作條件，理論和實驗教學(xué)都要使學(xué)生始終處于交流和探究的過程中，不斷激發(fā)學(xué)生的認識和思路。為此我們采取理論教學(xué)與實驗教學(xué)結(jié)合，課內(nèi)討論與課外大作業(yè)結(jié)合，課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)支持結(jié)合的方式。

3.1基于應(yīng)用實例的理論教學(xué)

“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”是一門實踐性較強的課程。在講解其理論知識時，我們也注重與應(yīng)用實例相結(jié)合，使一些概念性的理論也盡量通俗易懂。比如：講到類的封裝性，會用ATM機作為例子來打比方，使其易于理解。對于基本的語法和新的知識點也是以應(yīng)用案例展開來介紹，學(xué)生通過案例來加深對基本概念、基本原理的理解，來掌握語法和算法。同時指出該案例還存在或遺留的問題，這些問題的解決需要新的理論、新的方法，為后一個案例引出作鋪墊。以一個比較完整的應(yīng)用例子貫穿整個教學(xué)過程，并層層剖析，不斷補充完善，最終形成一個功能相對完整的面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)，也同時完成了全部教學(xué)內(nèi)容講授。

3.2基于任務(wù)的實驗教學(xué)

在與課程配套的實驗中，除了部分難度較小的驗證性實驗外，還安排難度較高的設(shè)計性和綜合性實驗。在基本概念知識掌握后，更需要提高應(yīng)用能力。針對學(xué)生的實際能力和客觀上存在能力差異，按照實驗教學(xué)大綱自編了實驗教材。大多的實驗都按難度分成必做題和選做題兩個部分。所有學(xué)生都必須完成必做題。對部分能力較強、學(xué)有余力的學(xué)生，則進一步要求他們完成難度較大的選做題。部分選做題是以任務(wù)的形式給出基本需求，需要學(xué)生自己理解和分析。主要是為了提高學(xué)生的理解和分析的能力，并提供給學(xué)生比較大的發(fā)揮空間。學(xué)生可以憑自己的能力，以不同的形式完成任務(wù)。

3.3創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境

為了配合課程教學(xué)，我們創(chuàng)建了“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程網(wǎng)站。網(wǎng)站除了教學(xué)管理和信息發(fā)布外，主要是作為學(xué)生獲取資源、評價和交流的環(huán)境，使學(xué)生對該課程能有一個進行公共交流的平臺。網(wǎng)站會提供給一些課程相關(guān)的教學(xué)資料和相關(guān)的鏈接，供學(xué)生下載，以便進行課后的復(fù)習(xí)和自學(xué)。提供一個論壇的欄目，專門進行各種主題的討論，可以是教師組織的專題討論，也可以是個別學(xué)生對課堂上的問題引發(fā)的討論。在這個討論區(qū)中，教師只起一個組織作用，學(xué)生發(fā)揮他們的自主和能動性。

4結(jié)束語

“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”是一門計算機軟件工程專業(yè)的專業(yè)課，也是一門應(yīng)用性很強的課程，所需知識將會在今后其他后續(xù)課程中得到運用，因此該課程的教學(xué)方法也需要在實踐中不斷的改進，才能適應(yīng)實際的需要和學(xué)生的需求。本文中給出的一些方法，也需要根據(jù)具體的學(xué)生需要，在教學(xué)中及時調(diào)整授課的內(nèi)容和方法，讓更多的學(xué)生從中受益。

參考文獻：

[1] 杜獻峰.“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程教學(xué)實踐與探索[J]. 計算機教育,2008(6).

[2] 張軍征,于文.“多媒體教學(xué)軟件設(shè)計與開發(fā)”課程建設(shè)的研究與實踐[J]. 電化教育,2007(11).

[3] 陳琳.“數(shù)字影像技術(shù)”課程的創(chuàng)設(shè)與教學(xué)[J]. 電化教育,2006(3).

[4] 馬石安,魏文平. 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計教程(C++語言描述)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2007.