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        C++程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索

        2014-05-04 22:14:15黃華軍
        計(jì)算機(jī)教育 2014年2期
        關(guān)鍵詞:三步法主動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)改革

        黃華軍

        摘要:c++程序設(shè)計(jì)是高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。對(duì)于初學(xué)程序設(shè)計(jì)的大學(xué)生,c++存在語(yǔ)法多、規(guī)則復(fù)雜的問(wèn)題,使教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)都感覺(jué)困難。文章針對(duì)c++教學(xué)中存在的問(wèn)題,從教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核4個(gè)方面闡述對(duì)c++程序設(shè)計(jì)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(dòng)學(xué)習(xí)

        0、引言

        c++具有功能豐富、表達(dá)能力強(qiáng)、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(diǎn),因此很多高校都將其作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的編程技能與邏輯思維能力、分析解決問(wèn)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(wèn)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(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生入學(xué)后首先接觸的第一門(mén)專(zhuān)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(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)。因此如何進(jìn)行c++程序設(shè)計(jì)課程教育,進(jìn)一步提高教學(xué)效果與質(zhì)量,成為了計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)中的一個(gè)緊迫任務(wù)。

        1、教學(xué)計(jì)劃改革

        教學(xué)計(jì)劃改革前,中南林業(yè)科技大學(xué)c++程序設(shè)計(jì)課程安排在大學(xué)一年級(jí)第2學(xué)期開(kāi)設(shè),其中理論課程安排在第1~16周,每周4學(xué)時(shí),共64學(xué)時(shí),4學(xué)分;實(shí)踐課程安排在第2~19周,每周2學(xué)時(shí),共36學(xué)時(shí),2學(xué)分。

        筆者通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)教學(xué)計(jì)劃中存在3點(diǎn)問(wèn)題:

        (1)學(xué)生沒(méi)有編程基礎(chǔ)。中南林業(yè)科技大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在大學(xué)一年級(jí)第1學(xué)期的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程只開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)導(dǎo)論這門(mén)課程,導(dǎo)致學(xué)生缺乏計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)的知識(shí)。

        (2)理論教學(xué)跨度過(guò)長(zhǎng)。C++程序設(shè)計(jì)理論課時(shí)共64學(xué)時(shí),需要、16周的教學(xué)時(shí)間。這使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)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(shí)踐教學(xué)課時(shí)不足。C++是一門(mén)實(shí)踐要求強(qiáng)的課程,理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)課時(shí)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(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)不足,從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

        基于以上3點(diǎn)問(wèn)題一中南林業(yè)科技大學(xué)對(duì)c++程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)計(jì)劃做了修改,將c++程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)部分。

        (1)面向過(guò)程教學(xué)內(nèi)容安排在大學(xué)一年級(jí)第1學(xué)期進(jìn)行,其中,理論課時(shí)32學(xué)時(shí),每周4學(xué)時(shí),共8周,2學(xué)分;實(shí)踐教學(xué)課時(shí)32學(xué)時(shí),每周4學(xué)時(shí),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(jí)第2學(xué)期,其中,理論課時(shí)32學(xué)時(shí),每周4學(xué)時(shí),共8周,2學(xué)分;實(shí)踐教學(xué)課時(shí)32學(xué)時(shí),每周4學(xué)時(shí),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(jì)劃,對(duì)c++程序設(shè)計(jì)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(shí)編制的,內(nèi)容涉及c++面向過(guò)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(guò)程的程序設(shè)計(jì)思想;第2部分是c++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想。每部分包括32學(xué)時(shí)的理論教學(xué)和32學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué)。

        在面向過(guò)程的教學(xué)內(nèi)容中,重點(diǎn)介紹c++的基本語(yǔ)法、規(guī)則和編程思想,詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、運(yùn)算符、表達(dá)式、語(yǔ)句、控制語(yǔ)句、數(shù)組、函數(shù)、函數(shù)重載、參數(shù)傳遞的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),弱化了指針的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)對(duì)一些知識(shí)進(jìn)行歸類(lèi)教學(xué),采用“三步法”教學(xué)方法對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)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(diǎn)對(duì)c++中類(lèi)、對(duì)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(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹,弱化運(yùn)算符重載的內(nèi)容。

        通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的改革,使學(xué)生在具體的教學(xué)過(guò)程中,不會(huì)產(chǎn)生迷惑,從而避免學(xué)生在接觸到程序設(shè)計(jì)時(shí),區(qū)分不了面向過(guò)程與面向?qū)ο蟮木幊趟枷?。面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)思想的重點(diǎn)是c++基本語(yǔ)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(kāi)發(fā)語(yǔ)言Java和c#等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言時(shí)提供幫助。

        2.2 “三步法”的教學(xué)方法

        “三步法”是筆者通過(guò)長(zhǎng)期的C++教學(xué)過(guò)程發(fā)現(xiàn)的一個(gè)規(guī)律。“三步法”的教學(xué)方法定義為:在c++語(yǔ)法中,一般存在“定義、聲明和應(yīng)用”3個(gè)步驟,因此,將這3個(gè)步驟稱(chēng)為“三步法”教學(xué)。通過(guò)“三步法”的學(xué)習(xí),能夠使學(xué)生減少編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤,提高編程能力。

        在面向過(guò)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(shí)點(diǎn)。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(duì)于函數(shù),我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)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(shí)進(jìn)行調(diào)用。通過(guò)“三步法”教學(xué),學(xué)生能夠很快地領(lǐng)會(huì)函數(shù)的正確使用方法。其他的知識(shí)點(diǎn)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(shí)點(diǎn),其中類(lèi)與對(duì)象是典型的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于類(lèi)與對(duì)象,總結(jié)的是類(lèi)的定義、對(duì)象的定義和對(duì)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(duì)象方法,第1步必須要定義類(lèi)數(shù)據(jù)類(lèi)型,第2步是利用定義后的類(lèi)數(shù)據(jù)類(lèi)型定義對(duì)象,第3步才是對(duì)對(duì)象的應(yīng)用。

        “三步法”的教學(xué)方法是在筆者長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的教學(xué)方法,對(duì)于初次接觸計(jì)算機(jī)編程的學(xué)生來(lái)說(shuō),通過(guò)程式化的學(xué)習(xí),能快速記住編程的規(guī)范,減少語(yǔ)法錯(cuò)誤,提高初學(xué)者的學(xué)習(xí)興趣與熱情,增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

        2.3 實(shí)踐教學(xué)的改革

        c++程序設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)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(shí),如何引導(dǎo)學(xué)生利用上機(jī)實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)實(shí)踐也是教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐課程的主體是上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程,但僅在上機(jī)實(shí)驗(yàn)課上編程是不夠的,學(xué)習(xí)效果也會(huì)大打折扣。為此,我們對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了改革。endprint

        (1)改革實(shí)踐課程教學(xué)方式。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法是學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)課,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后由教師答疑,編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,最后由教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這個(gè)過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。由于現(xiàn)在的教材編訂,許多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都有標(biāo)準(zhǔn)的答案,這樣容易造成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中,按照標(biāo)準(zhǔn)答案寫(xiě)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(duì)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(shí)踐課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,要求學(xué)生必須先寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告;然后在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由鄰桌同學(xué)對(duì)事先寫(xiě)好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行調(diào)試和批改。這樣做的好處是學(xué)生事先對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí),并設(shè)計(jì)相應(yīng)的程序,同時(shí),學(xué)生是帶著批判的精神來(lái)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(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效率。

        (2)以小項(xiàng)目帶動(dòng)實(shí)踐教學(xué),提高學(xué)生編程興趣。我們提供許多對(duì)學(xué)生具有吸引力的小項(xiàng)目,如24點(diǎn)游戲、老虎過(guò)河這兩款游戲,不僅玩起來(lái)簡(jiǎn)單,用c++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)起來(lái)也簡(jiǎn)單,這對(duì)剛學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程的學(xué)生來(lái)說(shuō),既有娛樂(lè)性,又簡(jiǎn)單易編程,實(shí)現(xiàn)后易有成就感,易增加學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)現(xiàn)這些小項(xiàng)目的過(guò)程中,練習(xí)和鞏固了C++語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)。另外,我們還設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā),如課堂點(diǎn)名、簽到系統(tǒng)、學(xué)生信息管理系統(tǒng)等。在c++語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)完之后,需要學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊?,功能模塊增多,難度增加,該類(lèi)項(xiàng)目與學(xué)生的日常生活息息相關(guān),學(xué)生對(duì)這些項(xiàng)目的各功能模塊的流程也非常熟悉。

        (3)采用綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作協(xié)調(diào)能力。通過(guò)布置或由學(xué)生結(jié)合本人的興趣,從實(shí)際應(yīng)用中選擇有具體應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn)題目,安排學(xué)生分組共同完成。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容如下:

        ①首先將綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)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(xiě)出系統(tǒng)的需求分析、總體框架設(shè)計(jì),確定小組組長(zhǎng)和成員,由小組組長(zhǎng)進(jìn)行任務(wù)分配工作。

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

        ③在限定的時(shí)間內(nèi),組長(zhǎng)安排成員完成C++語(yǔ)言的代碼設(shè)計(jì),完成各個(gè)功能單元的實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。

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

        ⑤寫(xiě)出相關(guān)的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)等實(shí)驗(yàn)報(bào)告和文檔。

        綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)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(dòng)手能力,也加強(qiáng)他們交流與團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,全面提升學(xué)生的程序設(shè)計(jì)與軟件開(kāi)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(gè)環(huán)節(jié),顯得不太合理?;谥暗母母铮P者對(duì)c++程序設(shè)計(jì)理論課程的考核包括以下幾個(gè)部分:

        平時(shí)環(huán)節(jié)占總成績(jī)的20%,主要考查學(xué)生的出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等;團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)占總成績(jī)的20%,主要考查學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力;期末考試占總成績(jī)的60%,主要考查學(xué)生的基本知識(shí)點(diǎn)、程序閱讀能力與程序編寫(xiě)能力。

        對(duì)于實(shí)踐教學(xué),考核以考查為主,主要考查學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中的編程開(kāi)發(fā)能力。實(shí)踐課程的考核分4個(gè)部分,包括:平時(shí)環(huán)節(jié)(占總成績(jī)的20%),實(shí)驗(yàn)過(guò)程(占總成績(jī)的40%),實(shí)驗(yàn)報(bào)告(占總成績(jī)的20%),團(tuán)隊(duì)協(xié)作(占總成績(jī)的20%)o

        3、結(jié)語(yǔ)

        程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目的是通過(guò)一門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué),使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)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(jì)的一般方法。但c++程序設(shè)計(jì)課程存在語(yǔ)法復(fù)雜、編程靈活、調(diào)試?yán)щy等問(wèn)題,再加上開(kāi)設(shè)這門(mén)課程時(shí),學(xué)生通常屬于初學(xué)者,容易讓學(xué)生對(duì)這門(mén)課程普遍感覺(jué)枯燥、難懂。

        為此,筆者依據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程以及對(duì)多屆學(xué)生進(jìn)行的調(diào)研,對(duì)中南林業(yè)科技大學(xué)的C++程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行了教學(xué)改革探索,通過(guò)修改教學(xué)計(jì)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(shí)踐課程的教學(xué)方式,對(duì)C++程序設(shè)計(jì)這門(mén)課程進(jìn)行了改革。通過(guò)這些改革,使中南林業(yè)科技大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)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

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