C++程序設(shè)計教學(xué)改革探索

黃華軍

摘要：c++程序設(shè)計是高等院校計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。對于初學(xué)程序設(shè)計的大學(xué)生，c++存在語法多、規(guī)則復(fù)雜的問題，使教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)都感覺困難。文章針對c++教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核4個方面闡述對c++程序設(shè)計課程教學(xué)進(jìn)行的改革探索。

關(guān)鍵詞：c++教學(xué)；教學(xué)改革；三步法；主動學(xué)習(xí)

0、引言

c++具有功能豐富、表達(dá)能力強、靈活方便、應(yīng)用面廣、目標(biāo)程序效率高、可移植性好的特點，因此很多高校都將其作為計算機專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程對培養(yǎng)學(xué)生的編程技能與邏輯思維能力、分析解決問題的能力、自學(xué)能力有重要作用。但是，c++存在概念多、規(guī)則復(fù)雜、使用靈活、不易調(diào)試等問題，使得教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都感到困難，特別是很多高等院校將c++作為計算機專業(yè)學(xué)生入學(xué)后首先接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，這種現(xiàn)象尤為明顯，而c++基礎(chǔ)學(xué)不好將直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。因此如何進(jìn)行c++程序設(shè)計課程教育，進(jìn)一步提高教學(xué)效果與質(zhì)量，成為了計算機專業(yè)課程建設(shè)中的一個緊迫任務(wù)。

1、教學(xué)計劃改革

教學(xué)計劃改革前，中南林業(yè)科技大學(xué)c++程序設(shè)計課程安排在大學(xué)一年級第2學(xué)期開設(shè)，其中理論課程安排在第1～16周，每周4學(xué)時，共64學(xué)時，4學(xué)分；實踐課程安排在第2～19周，每周2學(xué)時，共36學(xué)時，2學(xué)分。

筆者通過幾年的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)教學(xué)計劃中存在3點問題：

（1）學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)。中南林業(yè)科技大學(xué)計算機專業(yè)學(xué)生在大學(xué)一年級第1學(xué)期的專業(yè)基礎(chǔ)課程只開設(shè)了計算機導(dǎo)論這門課程，導(dǎo)致學(xué)生缺乏計算機編程基礎(chǔ)的知識。

（2）理論教學(xué)跨度過長。C++程序設(shè)計理論課時共64學(xué)時，需要、16周的教學(xué)時間。這使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遺忘了前面的教學(xué)內(nèi)容，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（3）實踐教學(xué)課時不足。C++是一門實踐要求強的課程，理論教學(xué)與實踐教學(xué)課時合理安排應(yīng)是1：1或者1：1.5。而中南林業(yè)科技大學(xué)的c++程序設(shè)計課程的實踐教學(xué)課時不足，從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

基于以上3點問題一中南林業(yè)科技大學(xué)對c++程序設(shè)計課程的教學(xué)計劃做了修改，將c++程序設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容分為兩個部分。

（1）面向過程教學(xué)內(nèi)容安排在大學(xué)一年級第1學(xué)期進(jìn)行，其中，理論課時32學(xué)時，每周4學(xué)時，共8周，2學(xué)分；實踐教學(xué)課時32學(xué)時，每周4學(xué)時，共8周，2學(xué)分。

（2）面向?qū)ο蟮慕虒W(xué)內(nèi)容安排在大學(xué)一年級第2學(xué)期，其中，理論課時32學(xué)時，每周4學(xué)時，共8周，2學(xué)分；實踐教學(xué)課時32學(xué)時，每周4學(xué)時，共8周，2學(xué)分。

2、教學(xué)改革

2.1 教學(xué)內(nèi)容改革

根據(jù)新版教學(xué)計劃，對c++程序設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。首先調(diào)整教學(xué)大綱內(nèi)容。最初的教學(xué)大綱是按照64學(xué)時編制的，內(nèi)容涉及c++面向過程編程和面向?qū)ο缶幊趟枷?。新修改后的教學(xué)大綱分為兩部分：第1部分是C++面向過程的程序設(shè)計思想；第2部分是c++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想。每部分包括32學(xué)時的理論教學(xué)和32學(xué)時的實踐教學(xué)。

在面向過程的教學(xué)內(nèi)容中，重點介紹c++的基本語法、規(guī)則和編程思想，詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)類型、變量、運算符、表達(dá)式、語句、控制語句、數(shù)組、函數(shù)、函數(shù)重載、參數(shù)傳遞的關(guān)鍵知識點，弱化了指針的知識點。同時對一些知識進(jìn)行歸類教學(xué)，采用“三步法”教學(xué)方法對關(guān)鍵知識點進(jìn)行歸納和總結(jié)。

在面向?qū)ο蟮慕虒W(xué)內(nèi)容中，重點對c++中類、對象、成員函數(shù)、數(shù)據(jù)成員、構(gòu)造函數(shù)、封裝性、信息隱藏、繼承性和多態(tài)性等知識點進(jìn)行詳細(xì)介紹，弱化運算符重載的內(nèi)容。

通過對教學(xué)內(nèi)容的改革，使學(xué)生在具體的教學(xué)過程中，不會產(chǎn)生迷惑，從而避免學(xué)生在接觸到程序設(shè)計時，區(qū)分不了面向過程與面向?qū)ο蟮木幊趟枷搿Ｃ嫦蜻^程程序設(shè)計思想的重點是c++基本語法、規(guī)則和編程思路的形成，而面向?qū)ο蟮慕虒W(xué)則可以為學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)目前流行的開發(fā)語言Java和c#等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言時提供幫助。

2.2 “三步法”的教學(xué)方法

“三步法”是筆者通過長期的C++教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)的一個規(guī)律。“三步法”的教學(xué)方法定義為：在c++語法中，一般存在“定義、聲明和應(yīng)用”3個步驟，因此，將這3個步驟稱為“三步法”教學(xué)。通過“三步法”的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生減少編程過程中的語法錯誤，提高編程能力。

在面向過程的教學(xué)內(nèi)容中，總結(jié)了許多采用“三步法”教學(xué)的知識點。如函數(shù)的“三步法”教學(xué)方法是函數(shù)的定義、聲明和調(diào)用。對于函數(shù)，我們在教學(xué)過程中第1步要定義函數(shù)，即定義函數(shù)的功能；第2步是向編譯器聲明函數(shù)的原型；第3步是在需要時進(jìn)行調(diào)用。通過“三步法”教學(xué)，學(xué)生能夠很快地領(lǐng)會函數(shù)的正確使用方法。其他的知識點包括變量的“定義、初始化和應(yīng)用”、數(shù)組的“定義、初始化和應(yīng)用”等。

在面向?qū)ο蟮慕虒W(xué)內(nèi)容中，也總結(jié)了大量的“三步法”教學(xué)知識點，其中類與對象是典型的知識點。對于類與對象，總結(jié)的是類的定義、對象的定義和對象應(yīng)用的“三步法”教學(xué)方法，旨在告訴學(xué)生要正確使用對象方法，第1步必須要定義類數(shù)據(jù)類型，第2步是利用定義后的類數(shù)據(jù)類型定義對象，第3步才是對對象的應(yīng)用。

“三步法”的教學(xué)方法是在筆者長期的教學(xué)實踐過程中總結(jié)出來的教學(xué)方法，對于初次接觸計算機編程的學(xué)生來說，通過程式化的學(xué)習(xí)，能快速記住編程的規(guī)范，減少語法錯誤，提高初學(xué)者的學(xué)習(xí)興趣與熱情，增強學(xué)生的自信心。

2.3 實踐教學(xué)的改革

c++程序設(shè)計是實踐性很強的一門課，培養(yǎng)學(xué)生的編程能力是教學(xué)的首要目的。因此，在授課的同時，如何引導(dǎo)學(xué)生利用上機實驗來加強實踐也是教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)。實踐課程的主體是上機實驗課程，但僅在上機實驗課上編程是不夠的，學(xué)習(xí)效果也會大打折扣。為此，我們對實踐教學(xué)進(jìn)行了改革。endprint

（1）改革實踐課程教學(xué)方式。傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方法是學(xué)生上機實驗課，發(fā)現(xiàn)問題后由教師答疑，編寫實驗報告，最后由教師批改實驗報告。在這個過程中，我們發(fā)現(xiàn)一個問題。由于現(xiàn)在的教材編訂，許多的實驗內(nèi)容都有標(biāo)準(zhǔn)的答案，這樣容易造成學(xué)生在實驗課程中，按照標(biāo)準(zhǔn)答案寫程序，不能使學(xué)生的編程思維得到有效的訓(xùn)練。為此，我們對這一教學(xué)方法進(jìn)行了改進(jìn)。首先在理論課堂上給出下次實踐課程的實驗內(nèi)容，要求學(xué)生必須先寫好實驗報告；然后在實驗過程中，由鄰桌同學(xué)對事先寫好的實驗報告進(jìn)行調(diào)試和批改。這樣做的好處是學(xué)生事先對實驗內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，并設(shè)計相應(yīng)的程序，同時，學(xué)生是帶著批判的精神來調(diào)試其他同學(xué)的程序，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了實驗課程的學(xué)習(xí)效率。

（2）以小項目帶動實踐教學(xué)，提高學(xué)生編程興趣。我們提供許多對學(xué)生具有吸引力的小項目，如24點游戲、老虎過河這兩款游戲，不僅玩起來簡單，用c++語言實現(xiàn)起來也簡單，這對剛學(xué)習(xí)計算機編程的學(xué)生來說，既有娛樂性，又簡單易編程，實現(xiàn)后易有成就感，易增加學(xué)習(xí)興趣。在實現(xiàn)這些小項目的過程中，練習(xí)和鞏固了C++語言的基礎(chǔ)知識。另外，我們還設(shè)計了與學(xué)生的年齡特征及學(xué)生生活內(nèi)容相關(guān)的小型系統(tǒng)開發(fā)，如課堂點名、簽到系統(tǒng)、學(xué)生信息管理系統(tǒng)等。在c++語言的基礎(chǔ)知識學(xué)完之后，需要學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊蹋δ苣K增多，難度增加，該類項目與學(xué)生的日常生活息息相關(guān)，學(xué)生對這些項目的各功能模塊的流程也非常熟悉。

（3）采用綜合設(shè)計型實驗增加學(xué)生團隊合作協(xié)調(diào)能力。通過布置或由學(xué)生結(jié)合本人的興趣，從實際應(yīng)用中選擇有具體應(yīng)用背景的實驗題目，安排學(xué)生分組共同完成。綜合設(shè)計型實驗的具體內(nèi)容如下：

①首先將綜合設(shè)計型實驗的題目要求布置給學(xué)生，要求學(xué)生在選好題目的基礎(chǔ)上，認(rèn)真研究題目的要求，自行查閱有關(guān)資料，寫出系統(tǒng)的需求分析、總體框架設(shè)計，確定小組組長和成員，由小組組長進(jìn)行任務(wù)分配工作。

②小組組長組織系統(tǒng)的需求分析、總體框架設(shè)計的討論工作，將確定的系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計方案交于教師審閱。

③在限定的時間內(nèi)，組長安排成員完成C++語言的代碼設(shè)計，完成各個功能單元的實現(xiàn)和調(diào)試。

④聯(lián)編調(diào)試，要求把各個功能塊聯(lián)編起來進(jìn)行調(diào)試。

⑤寫出相關(guān)的系統(tǒng)分析、設(shè)計、實現(xiàn)等實驗報告和文檔。

綜合設(shè)計型實驗建立起以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，這樣既鍛煉學(xué)生的動手能力，也加強他們交流與團結(jié)協(xié)作的精神，全面提升學(xué)生的程序設(shè)計與軟件開發(fā)能力。

2.4 考核方式改革

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，c++理論課程的考核往往只有考試一個環(huán)節(jié)，顯得不太合理?；谥暗母母?，筆者對c++程序設(shè)計理論課程的考核包括以下幾個部分：

平時環(huán)節(jié)占總成績的20%，主要考查學(xué)生的出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等；團隊表現(xiàn)占總成績的20%，主要考查學(xué)生的團隊協(xié)作能力；期末考試占總成績的60%，主要考查學(xué)生的基本知識點、程序閱讀能力與程序編寫能力。

對于實踐教學(xué)，考核以考查為主，主要考查學(xué)生在實踐過程中的編程開發(fā)能力。實踐課程的考核分4個部分，包括：平時環(huán)節(jié)（占總成績的20%），實驗過程（占總成績的40%），實驗報告（占總成績的20%），團隊協(xié)作（占總成績的20%）o

3、結(jié)語

程序設(shè)計課程的教學(xué)目的是通過一門程序設(shè)計語言的教學(xué)，使學(xué)生掌握程序設(shè)計思維，包括基本結(jié)構(gòu)和基本算法等，從而掌握程序設(shè)計的一般方法。但c++程序設(shè)計課程存在語法復(fù)雜、編程靈活、調(diào)試?yán)щy等問題，再加上開設(shè)這門課程時，學(xué)生通常屬于初學(xué)者，容易讓學(xué)生對這門課程普遍感覺枯燥、難懂。

為此，筆者依據(jù)多年的教學(xué)實踐過程以及對多屆學(xué)生進(jìn)行的調(diào)研，對中南林業(yè)科技大學(xué)的C++程序設(shè)計課程進(jìn)行了教學(xué)改革探索，通過修改教學(xué)計劃，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，采用“三步法”的教學(xué)方法和多種形式的實踐課程的教學(xué)方式，對C++程序設(shè)計這門課程進(jìn)行了改革。通過這些改革，使中南林業(yè)科技大學(xué)計算機專業(yè)學(xué)生的編程能力有了一定的進(jìn)步，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與信心。endprint