C++程序設(shè)計課程“一項三聯(lián)”教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)新舉措

摘? 要：課程思政和OBE理念教學(xué)是教育部對新工科教師提出的新要求。為了將C++程序設(shè)計的課程教學(xué)、課程思政和OBE三者完美融合呈現(xiàn)給學(xué)生，該文提出“一項三聯(lián)”的教學(xué)方法，即以一個項目貫穿C++整個授課過程，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)、課程思政和OBE緊密聯(lián)系的教學(xué)方法，該方法增加學(xué)生學(xué)以致用的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)、思政效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)編程技術(shù)解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力。

關(guān)鍵詞：課程思政;課程教學(xué);OBE;C++程序設(shè)計;教學(xué)方法

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）17-0106-04

Abstract： Curriculum ideological and political education （CIPE） and curriculum teaching（CT） with OBE concept are the new requirements of the Ministry of Education for new engineering teachers. In order to present CT of C++programming， CPIE and OBE to students perfectly， this paper proposes the teaching method of "one project and three links"， which means that a project is used throughout the whole course of C++ teaching to realize the close links of curriculum teaching， CIPE and OBE. The method increases the students' interest in learning to apply their knowledge， improves the effect of teaching and CIPE， and realizes the students' ability to use computer programming technology to solve complex practical problems.

Keywords： curriculum ideological and political education; curriculum teaching; OBE; C++ programming design; teaching method

習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)，“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面……為學(xué)生一生成長奠定科學(xué)的思想基礎(chǔ)”[1]。教育部要求教師要深入落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述，高校要全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[2]。同時，教育部工程認(rèn)證要求教師以O(shè)BE（Outcome-based Education）理念進(jìn)行教學(xué)，即以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向的方式進(jìn)行授課，突出強(qiáng)調(diào)了通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力[3-4]。

C++程序設(shè)計是高校大學(xué)生的計算機(jī)類通識課，是通向計算機(jī)編程語言世界的入門課程，是所有以對象編程為理念的計算機(jī)編程技術(shù)的奠基石[5]，也是本科生全國計算機(jī)等級考試的考試科目之一，其可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和編程思維，在培養(yǎng)綜合性高級編程應(yīng)用人才中占有重要地位。作為一名高校一線教師，如何響應(yīng)總書記的號召，落實(shí)教育部要求，扎實(shí)推進(jìn)C++程序設(shè)計中的課程思政建設(shè)，以及提升學(xué)生解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力，具有重要意義。文章提出以一個超市管理系統(tǒng)項目貫穿C++教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)、課程思政和OBE緊密聯(lián)系的“一項三聯(lián)”教學(xué)方法。

一? C++程序設(shè)計的“一項三聯(lián)”教學(xué)目標(biāo)

（一）? OBE教學(xué)目標(biāo)

我國工程認(rèn)證教育要求采用OBE理念進(jìn)行教學(xué)，OBE是一種“以學(xué)生為中心”的教育理念，在實(shí)踐上，其聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力和對學(xué)生能夠做什么的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)一切教育活動、教育過程、教學(xué)和課程設(shè)計都必須圍繞對學(xué)生實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果（Learning Outcomes）。在實(shí)踐上，OBE是一種注重教育產(chǎn)出的教育模式。對于工科學(xué)生來說，這種產(chǎn)出集中體現(xiàn)在學(xué)生應(yīng)具備解決復(fù)雜實(shí)際問題的能力。

（二）? C++程序設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)

為了制定符合OBE理念的教學(xué)大綱，C++程序設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)是：使學(xué)生掌握C++程序設(shè)計的規(guī)范，熟練掌握C++程序設(shè)計類和結(jié)構(gòu)體的區(qū)別和聯(lián)系、構(gòu)造器、析構(gòu)器、靜態(tài)和常量成員、類的派生和繼承、同名成員、訪問聲明、多態(tài)、模板、名空間、賦值兼容性規(guī)則和異常處理等內(nèi)容，能熟練使用這些知識點(diǎn)在VS等IDE（Integrated Development Environment）中開發(fā)程序，同時要求學(xué)生具有面向?qū)嶋H需求的大型、綜合性、復(fù)雜系統(tǒng)的程序設(shè)計能力、程序開發(fā)流程、團(tuán)隊合作意識和協(xié)同開發(fā)能力。

（三）? C++程序設(shè)計的課程思政目標(biāo)

為了深入貫徹教育部的要求，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞纳鐣髁x人才，身為高校教師一定牢記立德樹人，培根鑄魂是黨賦予教師的神圣使命，也是教師義不容辭的義務(wù)。C++程序設(shè)計的課程思政目標(biāo)為①堅持一條思政主線：中華民族精神;②兩個任務(wù)：為黨育人、為國育才;③三項內(nèi)容：工匠精神、創(chuàng)新精神、團(tuán)隊精神;④四大主題：愛國主義、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、敬業(yè)奉獻(xiàn)和誠信友善。

二? 以一個完整典型實(shí)例——超市管理系統(tǒng)貫穿C++程序設(shè)計課程實(shí)現(xiàn)“一項三聯(lián)”

為了有效實(shí)現(xiàn)“三聯(lián)”目標(biāo)，如圖1所示，建立了以一個完整的、典型的應(yīng)用案例：超市管理系統(tǒng)貫穿整個C++教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行“一項三聯(lián)”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

下面介紹該方法的具體實(shí)施步驟。

（一）? 項目規(guī)劃與思政內(nèi)容

任何一個項目，都要按照實(shí)際情況、客戶需求進(jìn)行項目規(guī)劃。在超市管理系統(tǒng)中，需要做如下規(guī)劃，將超市管理系統(tǒng)分為五個模塊①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊：商品基本信息的建立與修改;②日常經(jīng)營模塊：商品的訂購、結(jié)算和退貨等;③信息查詢模塊：商品銷售利潤查詢、銷售額查詢、商品剩余量查詢等;④報警模塊：商品過期預(yù)警和已過期報警等;⑤異常處理模塊：處理異常事件發(fā)生，事務(wù)回滾等。這一部分教學(xué)內(nèi)容：對學(xué)生講解大型項目如何進(jìn)行需求分析、項目規(guī)劃、項目分工等。對應(yīng)的課程思政：一個項目的有效實(shí)施需要進(jìn)行項目規(guī)劃，合理的項目規(guī)劃是成功的一半。

對于一名大學(xué)生來說同樣需要做好大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃，制定好自己的職業(yè)生涯規(guī)劃，明確今后的努力方向，有助于合理安排自己的時間達(dá)到事半功倍的效果。做好生涯規(guī)劃，猶如黑夜里燈塔，指明同學(xué)們的人生方向，不僅有了方向，更有動力，敢于鞭策自己，不讓自己松懈，機(jī)遇總是留給有準(zhǔn)備的人，大學(xué)四年是人生中最為寶貴的四年，希望同學(xué)們不負(fù)青春，追風(fēng)逐夢，成就理想，不辜負(fù)黨與人民的期望，將青春之花綻放在祖國大地上。

同樣一個國家也需要做好規(guī)劃。中國共產(chǎn)黨已為中華民族做好了全方位的規(guī)劃，第一個百年目標(biāo)：在中華大地上全面建成小康社會已如期實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在中國共產(chǎn)黨正帶領(lǐng)全國各族人民走在第二個百年奮斗目標(biāo)的新征程上：即意氣風(fēng)發(fā)地邁向全面建成社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國。習(xí)近平總書記在慶祝中國共產(chǎn)黨成立一百周年大會上的講話中指出，中國共產(chǎn)黨一經(jīng)誕生，就把為中國人民謀幸福、為中華民族謀復(fù)興確立為自己的初心和使命。把實(shí)現(xiàn)共產(chǎn)主義作為黨的最高理想和最終目標(biāo)，義無反顧地肩負(fù)起實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的歷史使命，團(tuán)結(jié)帶領(lǐng)人民進(jìn)行了艱苦卓絕的斗爭，譜寫了氣吞山河的壯麗史詩。作為中國人，為有這樣的黨而感到無比驕傲和幸福，此生有幸入華夏，來世還做中國人，每一位中國人要把堅定不移地聽黨話、跟黨走融入到血脈之中。

（二）? 菜單所對應(yīng)的教學(xué)與思政內(nèi)容

項目規(guī)劃完成之后，需要根據(jù)規(guī)劃的內(nèi)容首先制作系統(tǒng)菜單。菜單是用戶進(jìn)入超市管理系統(tǒng)后第一個操作界面，用戶根據(jù)自己的選擇進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)環(huán)境。菜單部分使學(xué)生掌握C++基本語句，循環(huán)結(jié)構(gòu)，多分支選擇語句，屏幕的輸入cin和輸出cout等內(nèi)容。

在這一部分告訴學(xué)生，作為程序員編寫程序時一定要細(xì)心、耐心。例如：中英文標(biāo)點(diǎn)符號的錯誤、字母的大小寫錯誤、語句結(jié)尾缺少分號錯誤、括號不匹配的錯誤等，任何一個細(xì)節(jié)都將導(dǎo)致程序運(yùn)行失敗。在編程過程中，讓學(xué)生領(lǐng)會精益求精的工匠精神在編程過程中的重要性。在講解運(yùn)算符的優(yōu)先級時，告訴學(xué)生每一個運(yùn)算符都有自己的優(yōu)先級，就猶如每一件事情都有輕重緩急一樣，一定要分清事物重要性，方能游刃有余。同時，每一個變量也都有自己的生命周期，只有在特定的作用域里存在，告誡學(xué)生變量有生存周期，就如同任何事物都有生命周期一樣，花開花落不長久，一定要珍惜現(xiàn)在，在自己的生命周期內(nèi)開出絢爛之花。在講解多分支選擇語句時，告訴學(xué)生，當(dāng)選擇進(jìn)入某一分支后，將執(zhí)行該分支的所有語句，面對該分支給出的所有系統(tǒng)呈現(xiàn)，因此，大學(xué)生要樹立正確的“三觀”，只有樹立正確的“三觀”，才能對人生道路進(jìn)行正確的選擇，才能擁有更加光明的前景。

（三）? 商品基本類的建立所對應(yīng)的教學(xué)與思政內(nèi)容

在超市管理系統(tǒng)中要處理各種各樣的商品，如食品、日用品和電器等。這些商品有一些屬性是共性的，例如所有商品具有編號、名稱、進(jìn)價、售價和產(chǎn)地等，將這些共性屬性進(jìn)行提取，定義為商品的基本類goods的數(shù)據(jù)成員，以及操作這些屬性的函數(shù)定義為函數(shù)成員（也稱為方法），如，構(gòu)造器、析構(gòu)器、修改商品進(jìn)價與售價、修改商品編號及顯示功能等。

這一部分讓學(xué)生掌握類的定義和使用、理解類的封裝原理、掌握構(gòu)造和析構(gòu)、友元、對象數(shù)組、靜態(tài)和常量成員等。對應(yīng)的課程思政目標(biāo)為①構(gòu)造方法的參數(shù)經(jīng)常是對象的引用，引用具有指針的優(yōu)點(diǎn)，不開辟新的內(nèi)存空間，相當(dāng)于址傳遞，如果用值傳遞將會使系統(tǒng)造成無限次遞歸，出現(xiàn)死循環(huán)的現(xiàn)象。這告訴同學(xué)們：他山之石，可以攻玉，適當(dāng)?shù)亟梃b引用能讓困難的問題迎刃而解。②類的最大特點(diǎn)就是封裝性，封裝性的特點(diǎn)之一就是該類不能依賴于外部變量，依賴于外部變量的類幾乎都是違反類的封裝原理的。對于一個國家來說，封裝性就是獨(dú)立性，獨(dú)立自主、自力更生是我們的立足點(diǎn)。百年風(fēng)雨兼程、百年篳路藍(lán)縷，黨始終堅持獨(dú)立自主開拓前進(jìn)道路，帶領(lǐng)全國各族人民從勝利走向勝利。③每一個人都是國家這個類的一名成員，只有每一個人發(fā)揮自己的功能，國家這個類才會強(qiáng)大，個人的發(fā)展離不開祖國的強(qiáng)大后盾，每個人發(fā)揮自己的功能才能推動國家的進(jìn)步，這是哲學(xué)中部分與整體的關(guān)系，希望每名同學(xué)，生逢盛世，不負(fù)盛世。

（四）? 具體商品所對應(yīng)的教學(xué)與思政內(nèi)容

超市中的每種商品都具有商品共有的特征和屬性，它們通過繼承方法繼承g(shù)oods，然而他們還有各自的不同，電器商品需要有用電標(biāo)識，食品需要有食品配料等，這些需要在各自的派生類進(jìn)行新的定義。

這種從已有類派生出新類的過程，就是類的派生，派生類同樣可以作為基類派生出新的類，這樣就構(gòu)成了類的樹狀結(jié)構(gòu)，這和人類的繼承和派生一樣，站在歷史的海岸漫溯那一道道歷史溝渠，百家爭鳴的熱烈，唐詩宋詞元曲的燦爛與明清小說的輝煌交映其間，給中國人民留下了無數(shù)的知識經(jīng)典，作為中華兒女，一定要繼承古圣先賢留下的寶貴財富。

在超市系統(tǒng)的派生類中，除了繼承基類的屬性和方法外，還要新增自己的屬性和方法，這種新增就是創(chuàng)新，授古人之德，開今人之風(fēng)，體現(xiàn)了繼承和派生的關(guān)系，繼承是民族之根，創(chuàng)新是民族之魂。習(xí)近平總書記曾指出：一切偉大成就都是接續(xù)奮斗的結(jié)果，一切偉大事業(yè)都需要在繼往開來中推進(jìn)。這深刻地詮釋了C++中的繼承和派生的含義。

（五）? 系統(tǒng)中多態(tài)的使用

多態(tài)是指同一實(shí)體接收到不同參數(shù)時，產(chǎn)生不同的動作。超市管理系統(tǒng)需要使用多態(tài)技術(shù)完成系統(tǒng)的開發(fā)。例如為了使超市管理系統(tǒng)屏幕輸入、輸出和文件存取方便，可以重載運(yùn)算符“>>”和“<<”，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符的多態(tài)，當(dāng)運(yùn)算符操作數(shù)是屏幕流對象時，功能是往屏幕輸出或從屏幕讀入，當(dāng)操作數(shù)是文件流對象時，功能是往文件寫入數(shù)據(jù)或讀取文件內(nèi)容，這樣就實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算符的多態(tài)。

這部分教學(xué)的知識點(diǎn)是多態(tài)的概念，運(yùn)算符的重載等。對應(yīng)的課程思政是告訴學(xué)生要有家國情懷，每一個人作為一個實(shí)體，接收到不同的參數(shù)時，要做到“多態(tài)”性，朋友來了，有好酒款待，敵人來了，迎接他的只有獵槍。中華民族雖然渴望和平、愛好和平，但是中華民族從來不懼怕任何國家、任何勢力，犯我中華者雖遠(yuǎn)必誅。

（六）? 系統(tǒng)中的流處理

C++中的“流”指的是數(shù)據(jù)的流動，凡是數(shù)據(jù)從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方的操作都是流的操作，在超市管理系統(tǒng)中，無時無刻不用到數(shù)據(jù)流的操作，數(shù)據(jù)的流動要有保真性，不能產(chǎn)生誤碼。這和人才的流動也是一樣的，無論一個人身居何處都要一顆紅心永向黨，要保持黨員本色，風(fēng)霜不改其節(jié)，污水不改其質(zhì)，要忠于黨的領(lǐng)導(dǎo)不改其心。

（七）? 系統(tǒng)中的名空間

超市管理系統(tǒng)的每部分模塊，通常是由多人合作完成。然而，不同的人定義的函數(shù)和類的名字可能相同，這樣在程序合并到一起時，會出現(xiàn)命名沖突，引起程序出錯。因此在團(tuán)隊開發(fā)中，應(yīng)使用名空間（namespace）加以區(qū)分，避免程序出現(xiàn)二義性現(xiàn)象，防止命名沖突。這部分對應(yīng)的課程思政內(nèi)容：告訴學(xué)生團(tuán)隊開發(fā)超市管理系統(tǒng)，要有協(xié)作精神與契約精神，樹立良好的職業(yè)道德規(guī)范意識和團(tuán)隊合作意識，在愛崗敬業(yè)中體會人生價值。

（八）? 系統(tǒng)中的異常處理

超市系統(tǒng)中要有處理系統(tǒng)異常的機(jī)制。這部分講解C++異常處理的基本語法包括try（檢查），throw（拋出）和catch（捕獲）、構(gòu)造和析構(gòu)的異常、標(biāo)準(zhǔn)庫中的異常類等內(nèi)容。對應(yīng)的課程思政的內(nèi)容是：告訴學(xué)生每一個人的一生都不是一帆風(fēng)順的，可能遇到各種突發(fā)情況，這就要求同學(xué)們居安思危，要有憂患意識、大局意識，要未雨綢繆，建立屬于自己的處理各種困難的機(jī)制，這就要求同學(xué)們平時就培養(yǎng)堅定的意志品質(zhì)，樹立崇高的馬克思主義世界觀、價值觀，再大的困難都終將被克服，再大的艱難險阻都終將取得勝利。

（九）? 程序的校驗(yàn)與代碼的優(yōu)化

程序編寫完成后，要進(jìn)行反復(fù)校驗(yàn)和代碼優(yōu)化，這正如一個軟件公司不但要有程序開發(fā)組還要有程序測試組一樣，程序測試是必不可少的。告訴學(xué)生要高度重視程序的掃尾工作，尤其在大型、復(fù)雜、綜合性系統(tǒng)中這一步更加關(guān)鍵，程序員必須考慮到實(shí)際運(yùn)行中所有可能出現(xiàn)的情況，要遍歷條件的所有分支，檢查內(nèi)存泄漏、野指針等問題是否存在，考慮能否用更優(yōu)化的代碼完成系統(tǒng)需求，縮短程序運(yùn)行時間。在實(shí)際運(yùn)行中，任何一個細(xì)小的程序錯誤，都可能帶來難以估量的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。

這一部分對應(yīng)的課程思政內(nèi)容：要讓學(xué)生養(yǎng)成精益求精的工匠精神，腳踏實(shí)地的工作態(tài)度，做事情不能一蹴而就，要循序漸進(jìn)，對自己的學(xué)習(xí)情況要定期復(fù)盤，如日復(fù)盤、周復(fù)盤和月復(fù)盤，在復(fù)盤中反思自己還有哪些地方值得改進(jìn)，還有哪些缺點(diǎn)和不足，然后改正自身存在的問題。正如共產(chǎn)黨員要經(jīng)常進(jìn)行“回頭看”一樣，要有殺“回馬槍”的決心查擺自身問題，要堅持批評與自我批評，“回頭看”是為了更好的“向前看”。

三? 教學(xué)反思

以一個項目為主線，引領(lǐng)C++課程教學(xué)和課程思政，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生處理復(fù)雜問題的能力，起到了教學(xué)、思政和OBE三豐收。然而這種教學(xué)方法，學(xué)生的編程難度較大，如果哪個環(huán)節(jié)學(xué)生沒跟上，很容易出現(xiàn)掉隊現(xiàn)象。為了避免這樣的問題出現(xiàn)，教師可以把學(xué)生分組進(jìn)行團(tuán)隊項目研發(fā)，這樣做不但可以避免學(xué)生掉隊，還可以提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力，知識分享有助于學(xué)生共同進(jìn)步。

四? 結(jié)束語

為了落實(shí)C++程序設(shè)計課程中立德樹人的根本任務(wù)，文章提出了“一項三聯(lián)”的教學(xué)方法，即以一個項目貫穿C++整個授課過程來實(shí)現(xiàn)教學(xué)、思政和OBE緊密聯(lián)系的“三聯(lián)”目標(biāo)，該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：①增加學(xué)生學(xué)以致用的學(xué)習(xí)興趣;②提升教學(xué)、思政學(xué)習(xí)效果;③實(shí)現(xiàn)OBE，提升了學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)編程技術(shù)解決大型、綜合性、復(fù)雜實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 習(xí)近平：把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[EB/OL].http：//jhsjk.people.cn/article/28936173.

[2] 教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知（教高〔2020〕3號）[Z].2020.

[3] 宮明龍，劉鳳芳，高秋志，等.OBE理念下融入思政的新工科專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式——以材料成型及控制工程專業(yè)為例[J].高教學(xué)刊，2022，8（30）：92-95，100.

[4] 趙存有，陳國晶，徐鵬.基于OBE理念的機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2022（4）：84-86.

[5] 夏軍寶，王玉柱.“C++程序設(shè)計”課程思政探索與教學(xué)設(shè)計[J].教育教學(xué)論壇，2021（49）：164-167.

基金項目：黑龍江省2023年高等教育教學(xué)改革一般項目“‘新工科和‘互聯(lián)網(wǎng)+背景下自動化專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐”（SJGY20222022）;2022年黑龍江大學(xué)第三批課程思政建設(shè)校級重點(diǎn)項目“高級語言程序設(shè)計（C++）”（無編號）

作者簡介：王欣（1978-），男，漢族，河北保定人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)樾盘柼幚怼④浖こ痰取?/p>