任務(wù)與案例驅(qū)動法在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

王學(xué)玲

摘要：面向?qū)ο蠹夹g(shù)作為一種流行的軟件開發(fā)方法，因用其開發(fā)出的程序信息隱蔽、可復(fù)用、易修改、易擴(kuò)充等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于實(shí)際的程序設(shè)計(jì)開發(fā)中。針對傳統(tǒng)的以知識體系為核心的課堂教學(xué)模式使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極、主動性不夠，學(xué)生不能真正領(lǐng)會面向?qū)ο蟮姆治黾霸O(shè)計(jì)思想等問題，該文提出了案例教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合的新的教學(xué)方法。多年的教學(xué)實(shí)踐證明，應(yīng)用新教學(xué)法在有效提高面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的教學(xué)效果同時提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο?；教學(xué)方法；案例；任務(wù)驅(qū)動

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）11-2591-02

Abstract： As a popular software development method， object-oriented technology has been widely applied in the actual design and development process， owing to its information hiding， reusable， easy to modify， and easy expansion. In order to solve the problems that students initiative and enthusiasm is not enough and students not master the idea of object-oriented analysis and design method in traditional teaching， a new teaching method that combining case with task-driven in the process of teaching has been proposed. Practice show that the new method was applied in teaching of object-oriented programming， achieve the purpose of improving teaching effectiveness and stimulating students study interests and ability.

Key words： object-oriented； teaching method； case； task -driven

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法是吸收了軟件工程領(lǐng)域有益的概念和有效的方法而發(fā)展起來的一種軟件開發(fā)方法。抽象、封裝、繼承和多態(tài)等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本特性可以幫助人們設(shè)計(jì)開發(fā)出具有數(shù)據(jù)抽象程度高、信息隱蔽、可復(fù)用、易修改、易擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)的程序[1]。因該門課程理論性強(qiáng)，教師在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生在一學(xué)期的學(xué)習(xí)中很難將面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想真正融會貫通于項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)往往只能停留在C++語法層面或者某一些知識點(diǎn)的簡單應(yīng)用層面，學(xué)生也覺得這門課程很難理解掌握，甚至有學(xué)生發(fā)出“學(xué)習(xí)類，真累！”的感嘆。目前該課程的教學(xué)研究多集中于教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)體系等方面[2-4]，對于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的研究并不多見[5， 6]。針對面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)和在教學(xué)過程中存在的這些問題，為了突破傳統(tǒng)教學(xué)過程中僅僅傳授知識的瓶頸，達(dá)到讓學(xué)生在實(shí)踐中領(lǐng)會思想之目的，濱州學(xué)院信息工程系的教師通過多年的探索實(shí)踐，在教學(xué)模式及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方面進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革。遵循人們的認(rèn)知規(guī)律及先易后難的原則，將任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)法和案例教學(xué)法結(jié)合并重點(diǎn)應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，迫使學(xué)生將面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于項(xiàng)目實(shí)踐中。學(xué)生在深入理解課程核心思想的同時逐步培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力及開發(fā)創(chuàng)新的能力。

1 案例教學(xué)法在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的以講課為主的教學(xué)模式，是從中世紀(jì)的歐洲大學(xué)演化而來的一種教學(xué)方式。此法沿襲已久，在我國的大學(xué)教學(xué)中普遍存在。當(dāng)然，近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，已普遍將多媒體等技術(shù)融和到傳統(tǒng)的講課中來，在圖像、文字、聲音的共同作用下的講課方式會達(dá)到教學(xué)內(nèi)容更直觀、更能突出課程的重點(diǎn)、吸引學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、擴(kuò)充知識量等效果。但這些并沒有從根本上改變傳統(tǒng)的講課方式，即知識單向傳授過程中存在的以傳授知識、灌輸知識為主的顯著缺點(diǎn)。

首創(chuàng)于哈福大學(xué)的案例教學(xué)法被界定為：一種教師和學(xué)生共同參與，針對實(shí)際的案例問題進(jìn)行討論的教學(xué)方法[7]。由于案例教學(xué)不再一味強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)過程中的本位思想，而是將學(xué)生的主體性及探索性也納入到教學(xué)過程中來，學(xué)生通過參與針對實(shí)際案例問題開展的學(xué)習(xí)討論，創(chuàng)造力及解決實(shí)際問題的能力得到發(fā)展，從而達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才之目的。

1.1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)案例設(shè)計(jì)

案例教學(xué)作為一種教學(xué)方法，應(yīng)用于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的教學(xué)過程中時，教師要充分考慮將讓學(xué)生重點(diǎn)認(rèn)知理解的課程重點(diǎn)內(nèi)容引入解決實(shí)際問題的案例中來，例如，案例中要包含類和對象、指針及動態(tài)內(nèi)存管理、繼承與派生、多態(tài)性等內(nèi)容。除此之外，教師還要引導(dǎo)學(xué)生主動思考，積極參與案例問題的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，因此教師在準(zhǔn)備案例時除了要有明確的認(rèn)知或者體驗(yàn)及理解的目標(biāo)之外，還要考慮案例的實(shí)用及趣味性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生由被動接受知識變主動學(xué)習(xí)思考[7]?，F(xiàn)將在多年的教學(xué)實(shí)踐過程中形成的幾個面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的成功典型教學(xué)案例介紹如下：

1）為了學(xué)習(xí)類的定義及對象的使用，設(shè)計(jì)了飼養(yǎng)電子寵物貓案例，此案例集成了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的抽象與封裝特性。在案例的分析及設(shè)計(jì)過程中采用測試驅(qū)動的設(shè)計(jì)方法，漸進(jìn)式的增加寵物貓類的構(gòu)造函數(shù)及體現(xiàn)寵物貓行為特征的成員函數(shù)并進(jìn)行測試，使學(xué)生循序漸進(jìn)的去體驗(yàn)對寵物貓的屬性及行為特征進(jìn)行抽象與封裝的效果，從而領(lǐng)會面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的相關(guān)思想。endprint

2）動態(tài)內(nèi)存管理技術(shù)一直是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程中的難點(diǎn)，為了使學(xué)生理解此技術(shù)的同時更深入的認(rèn)識面向?qū)ο笾械念惻c對象，設(shè)計(jì)了編寫字符串類的案例。此案例集成了構(gòu)造函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、運(yùn)算符重載、淺拷貝和深拷貝等知識點(diǎn)。學(xué)生通過參與案例的分析、設(shè)計(jì)及測試過程理解掌握集成的各個知識點(diǎn)同時，理解案例類中封裝的指針成員在動態(tài)內(nèi)存管理中的作用。通過此案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠初步領(lǐng)略C++集成開發(fā)環(huán)境的UI庫（如Visual C++的MFC）背后隱藏的智慧，并進(jìn)一步體驗(yàn)封裝機(jī)制帶來的優(yōu)點(diǎn)。

3）為了增加案例的趣味性。一是將公有繼承、基類及派生類的定義等知識點(diǎn)集成在一個詼諧幽默的校園故事案例中，學(xué)生通過參與案例中person類、student類及teacher類的分析、設(shè)計(jì)及測試過程輕松掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中繼承的思想。二是將繼承、抽象類、虛函數(shù)及運(yùn)行時多態(tài)等知識點(diǎn)集成于一個交互式繪圖程序案例，讓學(xué)生以一種可視化的方式來輔助理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的虛函數(shù)作用及運(yùn)行時多態(tài)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

1.2 案例教學(xué)的成效及不足之處

以上案例教學(xué)的設(shè)計(jì)目標(biāo)重點(diǎn)側(cè)重于面向?qū)ο蠛诵乃枷氲睦斫?，但在教學(xué)尤其是實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)有些同學(xué)，尤其是編程基礎(chǔ)欠缺的同學(xué)掌握起來非常困難。于是造成只有基礎(chǔ)知識掌握好的那部分同學(xué)能參與案例的分析與設(shè)計(jì)過程中來，達(dá)到了應(yīng)用面向?qū)ο笏枷敕治鰡栴}和解決實(shí)際問題的教學(xué)目標(biāo)，而基礎(chǔ)差的那部分同學(xué)則只是將其它同學(xué)或者教師最終講解的解決方案上機(jī)測試一下，這樣“囫圇吞棗”式的案例教學(xué)效果自然很差。最終的結(jié)果是學(xué)生兩極分化嚴(yán)重，為了改變這一狀況，濱州學(xué)院信息工程系的教師又嘗試將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法結(jié)合進(jìn)來。

2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的應(yīng)用

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種能夠很好應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐等教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)方法，以富有趣味性并能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)與好奇心的情景為基礎(chǔ)，以與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的任務(wù)為載體，使學(xué)習(xí)者在完成特定任務(wù)的過程中獲得知識與技能的一種教學(xué)方法[8]。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)去掌握如何將面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法及思想應(yīng)用于實(shí)際的程序設(shè)計(jì)開發(fā)過程，逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)理論知識去分析問題和解決問題的能力。

2.1引入任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)過程

首先，教師要設(shè)計(jì)好任務(wù)內(nèi)容，任務(wù)內(nèi)容一般為課堂教學(xué)中的新知識與教學(xué)案例分割細(xì)化后的某一測試功能的結(jié)合。例如，在學(xué)習(xí)類的定義及對象的使用時，僅就構(gòu)造函數(shù)這一知識點(diǎn)，教師在課堂教學(xué)的理論講完后就可布置學(xué)生的一項(xiàng)實(shí)踐課任務(wù)為：在完成寵物貓案例的屬性封裝后，測試構(gòu)造函數(shù)定義前后的寵物貓對象在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中占有的存儲空間大小及存儲空間中的內(nèi)容是什么，并說明原因。其次，在任務(wù)的具體實(shí)施過程中，教師在理論課講授完新知識后就將任務(wù)布置下去，要求學(xué)生課下思考后在上機(jī)實(shí)驗(yàn)課上完成任務(wù)，這就督促學(xué)生養(yǎng)成課后復(fù)習(xí)，課前預(yù)習(xí)的好習(xí)慣。在學(xué)生上機(jī)實(shí)踐的過程中教師一方面要加強(qiáng)過程監(jiān)控，比如抽查部分同學(xué)的課前準(zhǔn)備情況，另一方面教師可以根據(jù)學(xué)生上機(jī)完成任務(wù)的情況作有針對性的輔導(dǎo)講解。

2.2 將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法引入面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)中的好處

將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法引入面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的教學(xué)過程中來后，由于每節(jié)課所授新知識有限，因而結(jié)合分解后案例形成的任務(wù)較小，一般也不難，學(xué)生能在上機(jī)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)當(dāng)堂完成，符合人們的認(rèn)知特點(diǎn)。再者，將每一章節(jié)的基礎(chǔ)知識及關(guān)鍵思想講授結(jié)束后，再結(jié)合設(shè)計(jì)好的若干個小到中等任務(wù)的實(shí)施幫助學(xué)生去理解消化這些知識及思想。這樣一來，不僅有利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，更使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的同時逐步去領(lǐng)會教學(xué)案例中集成的面向?qū)ο蟮暮诵乃枷耄M(jìn)而有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能及創(chuàng)新精神。

3 總結(jié)

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一門重要的編程基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生在理解和掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想及基本概念基礎(chǔ)上培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法及思想解決實(shí)際問題能力[1]。為了達(dá)到以上目標(biāo)，在教學(xué)過程中本著先易后難的原則，先利用任務(wù)驅(qū)動法將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識點(diǎn)與案例分割細(xì)化的某個功能相結(jié)合形成每一次上機(jī)實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)，而將某一階段的任務(wù)整合后再實(shí)施案例教學(xué)，學(xué)生將會更易領(lǐng)會案例中蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)思想及方法。同時，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)過程中應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法和案例教學(xué)法，學(xué)生的主觀能動性大大加強(qiáng)，學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位有所加強(qiáng)，逐步培養(yǎng)和提高了學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動思考及團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)研究及實(shí)踐應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)：

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