基于四位一體的VC++課程授課模式研究

彭文　王金睿　閻光偉　徐琳茜

摘 要 為了提高VC++課程對學(xué)生提升綜合能力尤其是動手能力的作用，針對該課程的特點及教學(xué)過程中存在的問題，提出四位一體的課程授課模式，以教學(xué)為基礎(chǔ)，將科研項目、競賽活動和專家講座融入授課過程中。通過課程實踐驗證，該授課模式適應(yīng)學(xué)生的認知過程，對于提高學(xué)生解決問題能力和動手能力效果顯著。

關(guān)鍵詞 VC++；案例教學(xué)；科研項目；競賽；專家講座

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）08-0103-03

Abstract In order to improve the students comprehensive ability， especially the practical ability， a four-in-one teaching model aiming at characteristics of the VC++ and problems in the teaching process was put forward in this paper. It is based on the teaching combines the research projects， competitions with expert lectures into the teaching process. Through the curriculum practice， the teaching mode adapts to the students cognitive process， which is significant for improving their problem-solving and practical ability.

Key words VC++； case teaching； research projects； competitions； expert lectures

1 引言

VC++課程的授課內(nèi)容包括C++語法與Visual C++開發(fā)工具的使用，是提高學(xué)生編程能力的關(guān)鍵課程，目前已經(jīng)被眾多高校作為理工科的必修環(huán)節(jié)。由于C++語言知識點難、概念復(fù)雜、規(guī)則多，而VC++包括層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜的MFC類庫，并且AppWizard自動生成的程序?qū)I(yè)化程度高、代碼量大，這些都使得學(xué)生掌握課程更加困難。

針對這種情況，廣大教育學(xué)者開展了不同方式的課程改革，尤其是基于案例驅(qū)動成為最為主流的教學(xué)模式。趙燕萍以四則運算器為案例，講述了案例教學(xué)法的實施過程，并將其應(yīng)用于實際教學(xué)，取得不錯的效果[1]。魏春英則從案例引入到模仿，再到改寫，最后到編寫，逐步引導(dǎo)學(xué)生不斷提升程序設(shè)計能力[2]。曹西征分析了知識驅(qū)動教學(xué)法的弊端，提出實例驅(qū)動教學(xué)法，并結(jié)合實例說明這種教學(xué)法的優(yōu)勢和教學(xué)過程，同時構(gòu)建與VC++相適應(yīng)的模糊評價模型來評估學(xué)生掌握VC++程序設(shè)計的能力水平[2]。趙曉平等從理論和實踐兩個方面，闡述案例教學(xué)在Visual VC++課程教學(xué)中的應(yīng)用[3]。

除此之外，黃華軍針對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)方式和考核等四個方面闡述基于“三步法”的教學(xué)改革探索思路[4]。徐暉將基于榜樣的學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于VC++教學(xué)中，學(xué)生通過聯(lián)想、回憶、概括等形式獨立地完成一個榜樣，以解決相似的問題[5]。Michael Dawson將每個知識點的理解和學(xué)習(xí)都通過一個游戲來進行，但需要大量的學(xué)習(xí)及實踐時間[6]。白霞等提出使用內(nèi)容重組方式，將計算思維能力培養(yǎng)融入C++程序設(shè)計授課過程中[7]。劉井蓮等從教學(xué)環(huán)境、授課人數(shù)、授課教材、考核方式等環(huán)節(jié)入手，探討C++課程的改革過程。實踐表明，教學(xué)效果顯著，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力[8]。

上述學(xué)者提出的教學(xué)改革多是從教學(xué)方法上做出探索與改革，但VC++課程不同于傳統(tǒng)的理論課程，更側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生分析設(shè)計和實際動手的能力。因此，筆者結(jié)合實際教學(xué)情況，提出四位一體的VC++課程授課模型，從教學(xué)、科研、競賽和講座等多方面入手，為學(xué)生構(gòu)建一個快速提升程序設(shè)計能力的框架。

2 VC++課程教學(xué)存在的問題

VC++課程在華北電力大學(xué)屬于必修課程，目前采用基于案例的教學(xué)模式，課程包含較多的上機學(xué)時。學(xué)生的程序設(shè)計能力較之前有了一定的進步，但課程教學(xué)仍然存在以下問題。

1）案例內(nèi)容不合理，有些案例邏輯關(guān)系過于復(fù)雜，使得學(xué)生將大量精力投入其中，從而忽視了知識點的掌握。

2）案例規(guī)模不合理，有些功能復(fù)雜的案例橫跨幾節(jié)課的知識點，這使得原來沒有關(guān)系的知識點產(chǎn)生相互影響，導(dǎo)致能力相對較差的學(xué)生因為沒有掌握前面的知識而影響后續(xù)知識的學(xué)習(xí)。

3）學(xué)生創(chuàng)新能力不足，只能參照案例開發(fā)程序，對于知識點的靈活應(yīng)用較為欠缺。

3 四位一體的授課模式

針對上述問題，本文提出一種四位一體的課程授課模式。該模式以教學(xué)為基礎(chǔ)，將科研項目、競賽活動和專家講座融入授課過程中，如圖1所示。其中教學(xué)環(huán)節(jié)仍然以案例為主，但采用改進后的案例，便于知識點的授課。高校教師除教學(xué)任務(wù)外，都會承擔(dān)一定量的科研項目，從授課教師的眾多科研項目中篩選出適合課程的模塊，作為學(xué)生的課后作業(yè)。對于完成較好的程序可經(jīng)過加工后成為未來授課的案例。每年都會有全國、省、市、校等多級的程序競賽，鼓勵學(xué)生積極參加，將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實際問題的解決過程中，以檢驗知識點的掌握水平。在授課過程中，選取合適時機邀請專家為學(xué)生做講座，主要圍繞行業(yè)最新技術(shù)發(fā)展和當(dāng)前流行軟件介紹為主題。這雖然不能對課程產(chǎn)生直接影響，但有助于學(xué)生擴展視野，了解更多的實際案例，從而激發(fā)學(xué)生的設(shè)計興趣，真正實現(xiàn)從程序編寫到程序設(shè)計的轉(zhuǎn)變。

基于合理案例的知識教授 案例教學(xué)是一種利用模擬或者重現(xiàn)現(xiàn)實生活中的一些場景，讓學(xué)生把自己融入案例場景，通過討論或者研討來進行學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，要經(jīng)過事先周密的策劃和準(zhǔn)備，使用合理的案例來引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，并通過模仿案例來主動探索并掌握知識?？偨Y(jié)多年的教學(xué)經(jīng)歷，筆者認為VC++課程中案例的選擇應(yīng)遵循以下原則。

1）知識點突出，邏輯關(guān)系簡潔。案例中最核心的部分一定是要講授的知識點，不能摻雜復(fù)雜的邏輯關(guān)系。如在講解C++類的定義過程中，要突出類的結(jié)構(gòu)、成員變量和成員方法的定義格式。如果某個成員方法中包含較為復(fù)雜的算法，則會分散學(xué)生的精力，無法集中于知識點的理解。

2）規(guī)模適中，跨度合理。案例的規(guī)模直接影響到知識點的分布情況，過小的案例只能包含有限的知識點，會導(dǎo)致授課過程中頻繁介入不同的案例；反之，案例規(guī)模過大，會使得原本無關(guān)的知識點產(chǎn)生約束條件，即前續(xù)知識點沒有掌握，直接影響后繼知識點的理解。依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗，案例的規(guī)模在1～2次課時能講解完為最佳。

3）情景典型，符合常理。案例的選題一定要與知識點相匹配，最大限度體現(xiàn)知識點在案例中的作用，并且是學(xué)生日常學(xué)習(xí)和生活中熟知的場景。如作為密碼使用的文本框嵌入登錄界面案例中，就是非常典型的使用方法。再如圖形基類與矩形子類、圓形子類的關(guān)系就適用于講解抽象類與純虛函數(shù)等知識。反之，如果用樹控件來實現(xiàn)學(xué)生信息的管理，就不是典型的使用方法，容易誤導(dǎo)學(xué)生。

4）不斷完善，與時俱進。案例的選題背景與內(nèi)容編排要隨著技術(shù)的發(fā)展不斷優(yōu)化，這樣更符合學(xué)生的認知。如最近流行的微信軟件，比較火爆的游戲場景，日益強大的電子商務(wù)等，都可以經(jīng)過加工變?yōu)樾路f的案例，這樣就可以避免一味地使用立意陳舊的案例，更容易吸引學(xué)生的眼球。

基于科研項目的能力提升 在課堂中講授的知識點，學(xué)生一定需要獲得更多的練習(xí)機會才能鞏固學(xué)習(xí)效果，才能提升動手能力。與此同時，高校教師會承擔(dān)一些科研項目，如果能夠?qū)烧吆芎玫亟Y(jié)合，就可以達到事半功倍的結(jié)果。

科研項目通常分為工程類與研究類，工程類項目中會包含用戶管理、角色管理、權(quán)限管理等模塊，這些都包含類層次設(shè)計和對話框界面開發(fā)等知識，完全能達到鍛煉的目的。此外，一些項目中數(shù)據(jù)圖形化展示模塊也有助于學(xué)生理解視圖/文檔結(jié)構(gòu)。研究類的項目側(cè)重于算法的研究與創(chuàng)新，但可根據(jù)具體問題，由教師設(shè)計一個算法結(jié)果圖形化展示和效果對比的軟件開發(fā)方案，滿足課程的要求。

在模塊的開發(fā)過程中，要以實際項目的標(biāo)準(zhǔn)嚴格要求程序的完成情況，如數(shù)據(jù)有效性的檢驗、界面美觀性的設(shè)計和用戶交互性的操作。這樣，一方面學(xué)生接觸了實際項目，綜合能力得到明顯提升；另一方面，負責(zé)人可篩選完成的作業(yè)，將符合要求的納入項目中，從而加快項目進度。

基于競賽驅(qū)動的實踐應(yīng)用 競賽既可以滿足學(xué)生對榮譽的追求，又可以將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，是課堂教學(xué)的有益補充。每年全國、省、市、學(xué)校各級會舉辦一系列面向工程類專業(yè)的競賽，如全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、“電力科技杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等。在VC++課程中，對話框及文檔/視圖可以作為參賽題目的界面顯示技術(shù)，并可借助網(wǎng)絡(luò)上開源的插件進行美化。教師盡可能鼓勵更多的學(xué)生參加競賽，并且改變以往的指導(dǎo)模式，全程參與，為學(xué)生提供研究與學(xué)習(xí)的場地，并給予技術(shù)上的指導(dǎo)，從題目制定、技術(shù)選擇、功能設(shè)計到報告撰寫，規(guī)范化的流程必然促進學(xué)生的成長。

基于專家講座的視野拓展 在課程講授的最后階段，安排一次專家講座，以改變課堂教學(xué)相對嚴肅的氣氛。講座的專家可以通過學(xué)校、學(xué)院或者其他教師協(xié)調(diào)，邀請參與過VC++項目開發(fā)的企業(yè)技術(shù)人員，或者是畢業(yè)后從事相關(guān)技術(shù)開發(fā)的學(xué)生，并可建立長期的合作關(guān)系。講座的內(nèi)容圍繞VC++技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用，重點講解行業(yè)軟件的設(shè)計架構(gòu)、用戶操作及應(yīng)用效果。在講座過程中，學(xué)生可跳出知識細節(jié)，從更宏觀的角度看待問題，更容易理清楚課程脈絡(luò)，可最大限度避免常見的陷入細節(jié)現(xiàn)象。

4 應(yīng)用效果

華北電力大學(xué)的VC++課程開設(shè)在大二第一學(xué)期，針對2014級學(xué)生采用本文提出的四位一體課程授課模式。在整個學(xué)期授課過程中，優(yōu)化原有教材中的若干案例，修改后的案例講解基本能控制在一次課程范圍內(nèi)。如將“繪圖系統(tǒng)”拆分為三個案例：圖形的繪制、畫筆的使用和畫刷的使用。

通過整理分析，從教師的科研項目中剝離出五個題目：小型基建項目管理、系統(tǒng)權(quán)限管理、Excel文件導(dǎo)入模塊、電力企業(yè)數(shù)據(jù)對比顯示和光伏功率預(yù)測結(jié)果展示等。以課后作業(yè)的形式布置給學(xué)生，在課程考核之前，大部分學(xué)生基本完成相應(yīng)的功能。

在這一學(xué)期，全年級共有10多組40余名學(xué)生參加了學(xué)校組織的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目。在VC++課程中雖然不能直接指導(dǎo)競賽，但絕大部分學(xué)生選擇VC++作為開發(fā)環(huán)境，在查找與題目相關(guān)的其他資料基礎(chǔ)上，能夠?qū)⑺鶎W(xué)內(nèi)容應(yīng)用到具體場景，加深對課程的理解和掌握。

由于其他原因，本次授課過程未能邀請到知名企業(yè)人員做相關(guān)講座。為了彌補，課程組教師整理參與的所有科研項目，并從網(wǎng)絡(luò)上搜集相關(guān)軟件系統(tǒng)的說明，為學(xué)生做了一次課程的補充。

在課程考核中，最終成績由試卷+上機兩部分組成。與上一屆學(xué)生相比，本屆學(xué)生的最終成績有五分左右的提升，其中試卷部分基本持平，但上機部分都一定程度的提高。此外，在學(xué)期末還有為期兩周的VC++課程設(shè)計。從學(xué)生提交的程序代碼和報告來看，表現(xiàn)出：1）課程設(shè)計題目更加多樣，自選題目的學(xué)生人數(shù)較上屆增加；2）同樣題目的課程設(shè)計，在功能細節(jié)上更加完善。

5 結(jié)論

針對VC++課程授課過程中對學(xué)生動手能力提升的欠缺，筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗，提出基于“教學(xué)/科研/競賽/講座”四位一體的VC++課程授課模式。實踐證明，該方法在多種維度刺激了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，在教學(xué)中取得較為理想的效果。

參考文獻

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