面向?qū)ο驝++課程的實(shí)訓(xùn)應(yīng)用
——以進(jìn)銷存系統(tǒng)為例

李 峰

(湖南工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，湖南 湘潭 411104 )

面向?qū)ο驝++課程的實(shí)訓(xùn)應(yīng)用
——以進(jìn)銷存系統(tǒng)為例

李 峰

(湖南工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，湖南 湘潭 411104 )

因?yàn)閷W(xué)生需要掌握很多復(fù)雜的技術(shù)，比如面向?qū)ο筌浖木幊?、團(tuán)隊(duì)合作的技巧，所以對(duì)在校大學(xué)生系統(tǒng)地教授面向?qū)ο蟪绦蜷_發(fā)比較困難。但學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)項(xiàng)目課程獲得軟件開發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)樾枰獙W(xué)生能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，設(shè)計(jì)這樣的項(xiàng)目課程有一定的挑戰(zhàn)性。項(xiàng)目設(shè)計(jì)課程應(yīng)該靈活地適應(yīng)學(xué)生多老師少的情況。為了避免抄襲，為不同的學(xué)生團(tuán)隊(duì)布置不同的任務(wù)，這樣的設(shè)計(jì)使得項(xiàng)目具有可比性。2009年以來(lái)，我們使用進(jìn)銷存系統(tǒng)，一款基于C++的商業(yè)應(yīng)用程序進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，對(duì)進(jìn)銷存系統(tǒng)的功能和教學(xué)效果進(jìn)行了分析對(duì)比。

面向?qū)ο?；C++；進(jìn)銷存

項(xiàng)目軟件開發(fā)在C++中有很重要的作用。實(shí)際上學(xué)生需要大量的開發(fā)技巧和編程經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生不只是編寫一些能在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成的小程序，更應(yīng)該開發(fā)大型應(yīng)用系統(tǒng)。

國(guó)際上ACM(國(guó)際計(jì)算計(jì)學(xué)會(huì))、IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))倡導(dǎo)的大學(xué)生軟件工程課程要求學(xué)生不但能完成個(gè)人任務(wù)而且能勝任團(tuán)隊(duì)協(xié)作，學(xué)生在強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)紀(jì)律的重要性的基礎(chǔ)上應(yīng)能清楚團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)角色定位。團(tuán)隊(duì)紀(jì)律必須建立在項(xiàng)目截止日期、項(xiàng)目進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)交流基礎(chǔ)之上。

就軟件發(fā)展本身來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)一款好的項(xiàng)目課程是很困難的，學(xué)生不得不面對(duì)多種挑戰(zhàn)，比如，面向?qū)ο缶幊痰募夹g(shù)，團(tuán)隊(duì)合作，項(xiàng)目最后截止日期，對(duì)于學(xué)生團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了保證C++課程質(zhì)量，我們應(yīng)用了一套基于C++的應(yīng)用項(xiàng)目軟件——進(jìn)銷存系統(tǒng)。從2009年以來(lái)我們使用這套系統(tǒng)作為面向?qū)ο蟪绦蛘n程的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

(1)無(wú)論是理論學(xué)習(xí)還是實(shí)踐學(xué)習(xí)，學(xué)生們往往一開始就加入項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，為了完成項(xiàng)目，學(xué)生不得不在項(xiàng)目中間找出足夠的信息，然后學(xué)習(xí)怎么去運(yùn)用這些信息。

(2)對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，很容易找到大量的難度不一的項(xiàng)目，由于這些項(xiàng)目是在相同的框架下面，所以在這些項(xiàng)目下進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，結(jié)果是可比的。

(3)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)擴(kuò)展項(xiàng)目比單純地去設(shè)計(jì)它更容易，而且項(xiàng)目的框架提供了許多立馬可用的部分。

(4)初學(xué)的學(xué)生可以養(yǎng)成很好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，比如，修改已經(jīng)設(shè)計(jì)好的框架進(jìn)行編程，因此，授課模式可以很靈活。為了提高教學(xué)效果，我們提出了框架的重復(fù)使用，我們教學(xué)的目的就是讓學(xué)生在編寫程序時(shí)重復(fù)使用框架，鍛煉出面向?qū)ο蟮哪芰Α?/p>

雖然我們?cè)?009年開始就使用這個(gè)程序，進(jìn)銷存系統(tǒng)依然是實(shí)驗(yàn)軟件。通過(guò)學(xué)生對(duì)軟件的使用，我們獲得了學(xué)習(xí)效果的反饋。正如我們預(yù)期的那樣，當(dāng)學(xué)生擴(kuò)展或者加強(qiáng)框架的時(shí)候，學(xué)生們獲得了提高。同時(shí)，我們也不斷升級(jí)該程序保證了程序的時(shí)效性。

一 針對(duì)初學(xué)學(xué)生的面向?qū)ο蠼虒W(xué)

面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)是面向?qū)ο蠼虒W(xué)中的核心。[1，2]

在這塊領(lǐng)域眾所周知的問題是需要相對(duì)來(lái)說(shuō)比較長(zhǎng)的時(shí)間讓學(xué)生適應(yīng)用面向?qū)ο蟮乃枷雭?lái)思考解決，而且學(xué)生需要做到團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

我們反復(fù)利用現(xiàn)有的進(jìn)銷存系統(tǒng)，沒有開發(fā)新版本，這是為了讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)如何重復(fù)利用框架。學(xué)生需要靈活地思考軟件開發(fā)的過(guò)程，要認(rèn)識(shí)到軟件有生命周期，要認(rèn)識(shí)到軟件需求分析[3-5]的重要性，要能理解并能夠使用軟件框架模式。

在教學(xué)中，我們將教學(xué)分為2個(gè)部分，包括15周的課程學(xué)習(xí)和12周的項(xiàng)目實(shí)踐，接下來(lái)，我們給出所授課程的主要內(nèi)容和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。[6]

基于C++的程序設(shè)計(jì)課程教授速度快、強(qiáng)度大，[7-8]課程以C程序設(shè)計(jì)課程為基礎(chǔ)，項(xiàng)目實(shí)踐課程為其后續(xù)課程(見圖1)，課程覆蓋了學(xué)生們?cè)诖髮W(xué)里面的計(jì)算機(jī)的所有課程和知識(shí)，例如學(xué)生會(huì)學(xué)到web設(shè)計(jì)，GUI圖形設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)。

表一 項(xiàng)目課程內(nèi)容和時(shí)間節(jié)點(diǎn)表

理論課程只提供學(xué)生完成整個(gè)項(xiàng)目所需要的基礎(chǔ)知識(shí)，但實(shí)訓(xùn)課程可以提供給學(xué)生更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。學(xué)生如果想學(xué)得更深，可以在課程之后再繼續(xù)學(xué)習(xí)。

在項(xiàng)目課程里，我們組織同學(xué)分成四到六組，每個(gè)組都設(shè)有主程序員、輔助程序員、秘書、系統(tǒng)測(cè)試員、管理者的角色，除了擔(dān)任這些角色之外，每個(gè)學(xué)生還要承擔(dān)編程的任務(wù)。團(tuán)隊(duì)中由高年級(jí)學(xué)生擔(dān)任助教，助教同時(shí)也被項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)所考察。助教有雙層角色，首先是學(xué)生的顧問，其次是項(xiàng)目軟件的客戶。實(shí)訓(xùn)中學(xué)生不但可以面對(duì)面的交流技術(shù)問題，而且可以在論壇中展示項(xiàng)目成果。

為了提高教學(xué)效果，課程開通了網(wǎng)上交流平臺(tái)，并嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目進(jìn)度。

網(wǎng)上交流意味所有信息都在線發(fā)布。包括框架、文檔、指導(dǎo)書、定制的個(gè)人項(xiàng)目、學(xué)生團(tuán)隊(duì)要求。在項(xiàng)目的初始階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)必須在線發(fā)布他們的項(xiàng)目解決方法；在項(xiàng)目的末尾階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)必須以口頭形式向老師或者助教匯報(bào)，并且在網(wǎng)頁(yè)上發(fā)布項(xiàng)目結(jié)果。這種監(jiān)管方式行之有效，然而，我們無(wú)法精確預(yù)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)程。因此，也無(wú)法在初學(xué)學(xué)生的第一個(gè)項(xiàng)目中給予精確的指導(dǎo)。

嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目進(jìn)度必須保證項(xiàng)目會(huì)按時(shí)完成。項(xiàng)目過(guò)程被嚴(yán)格執(zhí)行，在表一中列出關(guān)鍵階段的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)允許增加開發(fā)工作量，但仍然要嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目進(jìn)度。

項(xiàng)目最后的結(jié)果包括展示程序代碼、回答提出的問題，所有答辯都需要助教或者課程老師來(lái)參與。實(shí)踐證明項(xiàng)目能夠激起大多數(shù)組員的興趣。

二 進(jìn)銷存程序

進(jìn)銷存程序提供貨物或者服務(wù)。軟件包括買賣商品、租用設(shè)備、接受訂單、處理售后、維修清理等模塊。管理員的責(zé)任包括會(huì)計(jì)、按時(shí)檢驗(yàn)庫(kù)存、現(xiàn)金結(jié)算、按時(shí)訂貨、增加新貨物、從碟片銷售到餐飲管理服務(wù)到航空訂票系統(tǒng)都可以應(yīng)用這個(gè)軟件，但軟件的容量不是很大，現(xiàn)在的版本只適合教學(xué)。如果要深入開發(fā)適合商用的版本，則需要更多的知識(shí)背景，比如分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這樣的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)課程要求學(xué)生所具備知識(shí)背景顯然超出了學(xué)生知識(shí)范疇。

軟件能應(yīng)用于實(shí)際而且提供了必要的升級(jí)功能，的實(shí)際商用軟件不具備這些功能，增加這些功能是為了提高我們的教學(xué)的效果。而且升級(jí)功能模塊不需要花很多時(shí)間就能夠檢測(cè)出學(xué)生程序的靈活性，而且能讓學(xué)生集中更多的時(shí)間在程序開發(fā)上面。

程序的核心功能如下:

系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)基本資料管理、進(jìn)貨管理、銷售管理、庫(kù)存管理、財(cái)務(wù)管理、自動(dòng)編制記帳憑證、營(yíng)業(yè)員的提成查詢、各分機(jī)的銷售情況匯總、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)備份、恢復(fù)、期初建賬等管理功能，支持如下要求：

(1)支持單倉(cāng)/多倉(cāng)或總店/分店管理體系，可以管理任意分倉(cāng)或分店、任意品種的庫(kù)存。

(2)支持條形碼功能。您可以自定義條形碼，設(shè)計(jì)、打印各種規(guī)格的條碼標(biāo)簽，省去了購(gòu)買條碼打印機(jī)的開支。

(3)員工提成方式多樣，可針對(duì)每個(gè)商品設(shè)置提成三種提成方式：數(shù)量提成率、銷售額提成率及銷售毛利提成率，員工的業(yè)績(jī)及提成一目了然。

(4)操作權(quán)限設(shè)置功能強(qiáng)大。既可以設(shè)置各種菜單級(jí)別的操作權(quán)限，也可以設(shè)置“成本管理權(quán)”“會(huì)員管理權(quán)”“單據(jù)刪除權(quán)”“銷售退貨權(quán)”“售價(jià)調(diào)整權(quán)” 及“銷售反確認(rèn)權(quán)”等權(quán)限。

(5)訂貨功能大。軟件可根據(jù)商品資料中設(shè)置的最高庫(kù)存、最低庫(kù)存及當(dāng)前庫(kù)存自動(dòng)升級(jí)定貨清單，也可以通過(guò)提取補(bǔ)貨數(shù)據(jù)生成定貨清單，讓訂貨工作輕松、方便。

(6)獨(dú)創(chuàng)的單據(jù)確認(rèn)與反確認(rèn)功能，方便用戶對(duì)單據(jù)輸入、修改。

(7)批發(fā)價(jià)、零售價(jià)可自動(dòng)生成，減輕了定價(jià)的工作量。

(8)功能強(qiáng)大的各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表，能提供詳盡的營(yíng)業(yè)報(bào)告，能對(duì)商品進(jìn)、銷、存及利潤(rùn)等財(cái)務(wù)狀況了如指掌。

(9)所有單據(jù)、報(bào)表均可以在打印前預(yù)覽，并且可以導(dǎo)出為Excel文件，然后根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行特別編排處理。所有單據(jù)的打印格式均可以重新設(shè)計(jì)。

(10)有專業(yè)的前臺(tái)POS銷售功能。

(11)“傻瓜化、人性化”設(shè)計(jì)的財(cái)務(wù)管理，簡(jiǎn)單易用，不懂會(huì)計(jì)、計(jì)算機(jī)也能輕松應(yīng)對(duì)編制記帳憑證、登記記帳憑證、記帳憑證查詢、會(huì)計(jì)帳冊(cè)查詢、損益表查詢、資產(chǎn)負(fù)債表查詢等操作。

(12)常用工具軟件豐富。迷你計(jì)算器、帳套數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出、帳套初始化及帳套壓縮或修復(fù)等為維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。

三 教學(xué)過(guò)程

為了平衡項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之間的矛盾，我們讓學(xué)生用系統(tǒng)的方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是拷貝代碼。整個(gè)過(guò)程我們努力讓學(xué)生感到從設(shè)計(jì)到完成是件很輕松的事，例如，為了完成項(xiàng)目我們使用的一種清晰的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)從模型的使用到應(yīng)用的完成都提供給學(xué)生清晰的思路。

在項(xiàng)目中，我們強(qiáng)調(diào)重復(fù)使用的設(shè)計(jì)模式和框架，我們的目的就是讓學(xué)生可以重復(fù)使用設(shè)計(jì)模式和框架。學(xué)生從前面的課程中可能熟悉了其中的一些模式和框架，但對(duì)于其余的模式和框架，他們?cè)趯?shí)訓(xùn)中可能首次遇到。

我們鼓勵(lì)學(xué)生使用這些模式和框架。比如，適配器模型、橋接模型，[8]或者反轉(zhuǎn)控制模型。[9]實(shí)際我們使用修改后的模式和框架以便于和學(xué)生和助教討論。

設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是使學(xué)生能夠重復(fù)使用現(xiàn)有的模式和框架。早期的進(jìn)銷存版本因?yàn)樵O(shè)計(jì)缺陷讓學(xué)生覺得實(shí)驗(yàn)很難，所以現(xiàn)在的版本被簡(jiǎn)化很多。但實(shí)際上有缺陷的設(shè)計(jì)版本能夠讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)到更多的經(jīng)驗(yàn)。

四 教學(xué)結(jié)果

每次實(shí)訓(xùn)以后，我們收集了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和學(xué)生們的反映，我們有了第一手的反饋資料。通過(guò)這些反饋資料我們得出以下經(jīng)驗(yàn)。

1.使用框架教學(xué)有效地學(xué)習(xí)，常常要花很長(zhǎng)的時(shí)間，而且是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，有研究員已經(jīng)給出了他們的研究結(jié)果。[10，11]我們的研究表明學(xué)習(xí)項(xiàng)目的時(shí)間只占整個(gè)項(xiàng)目時(shí)間的30%，項(xiàng)目中學(xué)生往往會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間在桌面開發(fā)和網(wǎng)頁(yè)開發(fā)中。這是由于桌面開發(fā)和網(wǎng)頁(yè)開發(fā)只是基于學(xué)生的主觀認(rèn)識(shí)，桌面開發(fā)花費(fèi)大量的時(shí)間是由于很多學(xué)生不了解如何使用復(fù)雜的lib-Phenom框架。進(jìn)銷存應(yīng)用程序提供GUI的交互界面，在基于lib-Phenom桌面編寫程序時(shí)候，用GUI的交互界面要容易得多，而學(xué)生們常常認(rèn)為他們能夠編寫出更好的GUI。

2.學(xué)生們編程就意味著教他們?nèi)绾沃貜?fù)使用面相對(duì)象程序中的框架。學(xué)生們常常由于團(tuán)隊(duì)中新加入的學(xué)生而感到驚奇，因此他們?cè)噲D回避框架的開發(fā)，由此退出比賽[12，13]。研究發(fā)現(xiàn)助教的態(tài)度強(qiáng)烈地影響了框架的重復(fù)使用率,假如助教強(qiáng)調(diào)框架的重復(fù)使用，學(xué)生團(tuán)隊(duì)會(huì)照做,若助教不重視重復(fù)使用，那么即使有些方法已經(jīng)被框架開發(fā)出來(lái)了學(xué)生也會(huì)使用他們自己的方法來(lái)開發(fā)程序(見表二)。

表二 學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中使用C++框架對(duì)比 單位：人

3.在項(xiàng)目初始階段，學(xué)生們要求根據(jù)前面的原始設(shè)計(jì)來(lái)編制程序，然后在項(xiàng)目分析階段和設(shè)計(jì)階段用UML編程?？蚣苁褂玫臅r(shí)機(jī)很重要。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，這是一個(gè)開放研究課題。在課程里，我們要求學(xué)生在項(xiàng)目分析的時(shí)候，不要考慮框架的概念，只有在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候再考慮它,然而并不是所有學(xué)生會(huì)按照我們的要求做。我們需要更多的研究來(lái)找到最有效的方法使應(yīng)用框架的編程融入到程序開發(fā)中。

4.軟件編程開始時(shí)很多學(xué)生都不理解為什么一定要建模。[14]但最后幾乎所有學(xué)生能理解如果沒有建模，就運(yùn)行不了復(fù)雜的程序。

五 結(jié) 論

從2009年以來(lái)，我們使用進(jìn)銷存系統(tǒng)在大約420個(gè)學(xué)生中間成功地進(jìn)行教學(xué)。總之，學(xué)生反映良好，但是也有反應(yīng)工作量有點(diǎn)大。學(xué)生們普遍喜歡利用課外時(shí)間團(tuán)隊(duì)工作,研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生每周大約花費(fèi)17.9小時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)。絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)軟件中學(xué)習(xí)真實(shí)軟件的開發(fā)是必要的。

我們?cè)?013年到2015年中對(duì)實(shí)訓(xùn)中使用C++框架編程人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出數(shù)據(jù)如表二所示。從表中可以發(fā)現(xiàn)。(1)從事桌面開發(fā)的學(xué)生一般也會(huì)從事網(wǎng)頁(yè)開發(fā)，桌面開發(fā)和從事網(wǎng)頁(yè)開發(fā)的學(xué)生人數(shù)正相關(guān)；(2)從2013到2015年學(xué)生沒有使用C++框架進(jìn)行開發(fā)的平均人數(shù)是下降的(網(wǎng)頁(yè)開發(fā)2014年比2013年多3個(gè))使用C++框架的學(xué)生平均人數(shù)在上升。這說(shuō)明由于我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)框架的重復(fù)利用可以減少編寫程序的復(fù)雜性，所以使用框架的學(xué)生逐年上升。學(xué)生在編程過(guò)程中由于使用C++模式框架開發(fā)，使得編程更加簡(jiǎn)單、容易、高效。

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APracticalApplicationoftheObject-OrientedC++Course——TakeSalesSystemasanExample

LI Feng

(Department of Computer and Communication, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104，China)

Teaching students the systematic object-oriented software development is difficult because they need to develop a lot of complex skills. including technical skills in object-oriented software development, and collaboration with other developers. To acquire these skills, students need pralttial experiences, through team-oriented project courses. Designing such project courses is a challenge in itself. They must be both sufficiently challenging and achievable within the limited time in the situation of large numbers of students supervised by small numbers of staff. Different projects should be easily comparable while assigning different tasks for different teams to reduce the risk of plagiarism. since 2009, we have had a practical application of the object-oriented of C++ course, and we howe done a comparative analysis of the functions and teaching effeits of the sales sgslem.

object-oriented; C++; sales system

G642.0

A

1671-1181(2017)03-0109-04

2016-12-12

2012年湖南工程學(xué)院教改項(xiàng)目“C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)研究”(校教字〔2012〕69號(hào))；2013年湖南工程學(xué)院校教改項(xiàng)目“基于問題的學(xué)習(xí)(PBL)教學(xué)模式在面向?qū)ο笳n程中的應(yīng)用研究”(校教字〔2013〕20號(hào))

李 峰(1975-)，男，湖南湘潭人，碩士，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。