“C++程序设计”课程改革

卫春芳

摘要:本文论述了我校针对非计算机专业学生学习“C++程序设计”所存在的问题,依据实际教学经验从教学内容、教学方法和实践教学三方面进行教学改革。本着“淡化程序设计理论,强化技能训练”的课程教学原则,我们重新组织教学内容、采取案例式教学、加强学生的技能训练,以提高学生的计算机应用水平。

关键词:课程改革;C++;教学内容;教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:B

1目前教学中存在的问题

“C++程序设计”现已成为大多数院校理工科学生必修的程序设计基础课。非计算机专业对程序设计的要求不同、学时不同,对学生的逻辑思维和基础知识结构要求也不同,所以教师不能只是沿用计算机专业的教学理念与教学方法。

C++具有繁多的数据类型以及复杂、灵活多变的语法结构,对于第一次接触程序设计的学生来说,要理解这些概念比较困难,容易挫伤学生学习编程的积极性,因此应对C++的教学内容进行适当删减,以满足非计算机专业学生的学习要求。

目前开设的“C++程序设计”课程,大部分教师还是沿用“C程序设计”的讲授方法,对面向对象的知识只是局限于教材上的例子,例子只局限于某个知识点,不利于面向对象概念的理解,传统的教学方法和教学内容已不能满足学生的需求。为此,必须找到一种适合学生学习特点的教学方法,使学生在有限的时间内迅速掌握C++的基本概念、基本技能和应用,激发学生对本课程的兴趣。

“C++程序设计”是一门实践性很强的课程,但目前的实践课教学存在很多弊端。传统的教学方法中,程序实验环节只是配合每一章所学的内容进行实践,这样的方法让学生只是孤立地了解程序设计的知识,所涉及的知识面较窄,缺少学科的综合性,造成学生实际动手能力很差,无法将实际的具体问题和程序设计知识联系起来。因此我们应对“C++程序设计”实验教学进行改革和实践,将教学的目的变为理论和实践并重,以提高学生的编程能力。

2教学内容的改革

C++语言内容繁多,在有限的课时内不可能也不必要面面俱到,所以教师要有效地组织教学、突出重点、把握难点,不要过多钻研语法细节,而要把握C++程序设计的算法思想、基本原理,由整体到具体,培养学生对C++语言的兴趣及正确的思维模式。在确定教学内容和方式时,要根据学生的计算机基础、专业背景、学习目标来安排。我们首先尝试将课程重点划分为三个层次:

基础层重点:数据类型、C++运算符、逻辑表达式及常用的C++内部函数;

中间层重点:控制结构、数组、指针、结构等知识及基本应用;

核心层重点:函数、类及构造、继承、多态、C++流。

三层重点教学体系更加科学地使学生在循序渐进中有效地学习C++基础知识,掌握程序设计的基本技能,有重点地加强了对学生编程能力的培养。

其次,我们将课程内部结构进行了改革:弱化指针,将指针内容浅化,并移到函数之前讲授;面向过程部分占60%比重,面向对象部分占40%比重。

再次,教学方法上采用案例式教学,教学内容应围绕教学案例进行划分,每一知识点内容均通过生动、有效的示例讲授相关知识点内容,我们将教学案例一般划分为三个层次:

(1) 基础案例:采用简洁案例验证基础知识,此类案例着重于较高的教学效率,使学生以直接的方式掌握基础语句使用格式及系统内部函数使用格式,理解相关基础知识。

(2) 简单程序案例:包含多个知识点的小型程序示例。

(3) 单元综合案例:每一章主要知识点及已学内容的综合案例。其示例内容为实际应用程序设计内容的某一模块或某一功能部分,使学生所学内容紧密地结合实际应用。

基本型案例、设计型案例及综合型案例相辅相成,使学生更快速、更准确地掌握相关知识点内容。

3教学方法的改革

“C++程序设计”中很多知识比较抽象、枯燥,学生不容易接受理解,教师在课堂教学中应该巧用生活中的实例化繁为简,以实例引导,讲解语法规则。我们在教学方法上尝试采用案例式教学,在每一章节、甚至每一节课均以要解决的实际问题为主导,构建问题情境,引导学生运用计算机语言描述解决问题的方法与步骤。案例教学法打破了以教材为中心的传统教学模式,不按教材的顺序授课,而是以精选出的程序设计案例为中心,把学习的重点放在具体案例的讲述上,把要学习的语法和概念融入到具体案例中讲解。每一案例的教学方法采用以下三个步骤:

第一步:提出实际问题;

第二步:介绍解决问题的方法;

第三步:归纳出一般规律和概念。

采用“提出问题——介绍解决问题的方法——归纳出一般规律和概念”的新教学三部曲,使学生在学习每个新知识点时都有一个完整的、实际的、具体和有形的项目作为知识的联想和应用载体,进一步介绍C++程序设计的理论和方法。它不同于以前教学中“提出概念——解释概念——举例说明”的传统三部曲,整个教学过程强调在应用中学习,从而避免了枯燥、繁杂的理论说教,这不仅能增进学生的学习兴趣和积极性,而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力也大有帮助。

在学习的不同阶段应采用不同的训练方式,教学方法改革的第二点是将学习C++划分为以下三个阶段:

初期阶段:教师应以演示编程为主,学生模仿编程训练的方式,在此过程中教师详细地讲解程序设计思路、程序设计方法及程序设计步骤;

中期阶段:教师演示部分难度较大的代码编写过程,学生在教师启发下完成其余的代码编写过程;

后期阶段:以教师简介程序设计思路、程序功能模块设计特点及主要技术运用特点,学生完成全部代码编写,教师则起辅导学生作用,教师充分注意因材施教。

教学方法改革的第三点是采用“三语”教学并用,“三语”教学是指以中、英及C++三种语言描述程序代码功能及实现方式,使学生易于理解每一代码行,从而理解整个程序。

“中”是指用我们正常的语言描述某一代码行;

“英”是指在对代码行中每一个英文单词正确发音基础上,讲解其单词原义及在代码行中的意义;

“C++语言”是指在中、英语言讲解的基础上用C++语言实现代码行,并解析其功能特点等。

4实践教学的改革

“C++程序设计”语言是实践性很强的一门课,培养学生的实践能力是教学的首要目的。因此,在授课的同时,如何引导学生利用上机实验来加强实践也是教学中的一个重要环节。我们为学生安排1:1的上机实验课时,其中2/3的上机实验是有老师辅导的,其余1/3由学生自主完成。上机作业要求与课堂内容有很好的衔接性,并且难易程度有机结合。在上机实验前,教师要讲清内容与算法,布置相关的编程作业,由学生单独动手编写程序,上机调试,培养学生自己解决问题的能力。教师在上机时要发挥其主导地位,可以提出改进算法的思路,让学生自己操作。实验完毕,教师对实验结果加以检查,并对出现的问题及时加以讨论和讲解。

“C++程序设计”实验教学的目的应是:(1)紧密配合理论教学,通过相关实验,帮助和加深对语句功能的理解;(2)通过实验可以将各门课程学到的知识融会贯通,思考利用C++程序设计语言解决实际应用问题的有效方法,从而使学生分析和解决问题的能力得到锻炼和提高。因此我们将实践教学训练体系划分为以下三个层次:

基本实验:占整个实验学时的60%。包括两个部分,一是验证操作,教师在讲授过程中学生直接操作验证的内容,如C++语句语法基本格式、C++系统函数的基本验证,约占整个课程学时数的25%以上。二是验证型实验,对C++语法和函数的基本应用,要求掌握程序的基本调试技能。

设计型实验:占整个实验学时的30%。例如循环应用、数组应用、排序问题、类与对象应用等,要求能编写简单应用程序。

综合设计型实验:例如结构化方法编程应用、面向对象方法编程应用、C++流应用等,约占整个实验学时的10%。

综合设计型实验由教师布置或由学生结合本人的兴趣,从实际应用中选择有具体应用背景的实验题目,安排学生分组共同完成。综合设计型实验的具体内容如下:

(1) 教师给学生讲解综合设计型实验的题目要求,要求学生在选好题目的基础上,认真研究题目要求,自行查阅有关资料,写出系统的需求分析,总体框架设计。

(2) 将系统的需求分析,总体框架设计交给教师批阅,师生一起讨论,确定系统的详细设计方案。

(3) 在限定的时间内完成C++语言的代码设计,完成各个功能单元的实现和调试。

(4) 联编调试,要求把各个功能块联编起来进行调试。

(5) 写出相关的系统分析、设计、实现等实验报告。

综合设计型实验建立起以学生为中心的教学模式,这样既锻炼了学生的动手能力,也加强了他们交流与团结协作的精神,全面提升学生的程序设计与软件开发能力。

另外,我们建立了互动式教学体系,通过建设“C++程序设计”课程网站,包括课程资料、实验指导、网上答疑、知识自测等子系统,形成功能强大、教学资源丰富的网络教学环境,开辟新的教学与复习手段,使学生学习和巩固知识的渠道多样化,进而提高我们的教学质量。课程资料提供了包括章节重点、教学课件等,用于配合课堂教学起到相辅相成的作用;通过网上答疑突破时空的限制,实现了教师与学生之间交流新思想和解决学习中遇到的难题。知识自测提供了试题的在线考试和模拟训练,试题类型包括判断题、选择题和问答题,学生在学完相应章节的内容后,可自行选择测试内容和题型进行在线测试。

5结论

程序设计课程的教学目的是要通过一门程序设计语言的教学,使学生掌握程序设计语言的本质,包括基本结构和基本算法等,从而掌握程序设计的一般方法。“C++程序设计”首先应重新组织教学内容,将课程重点划分为基础层、中间层和重点层三个层次,我们对课程内部结构进行调整,在教学方法上采用案例式教学,对教学案例划分为基础案例、简单程序案例和单元综合案例,采用“提出问题——介绍解决问题的方法——归纳出一般规律和概念”的新教学三部曲,将深奥的理论讲得通俗易懂,增进学生的学习积极性。在教学过程中,应采用中文、英文及C++三种语言共同教学,强调学生实际应用和实际动手能力的培养,加强实验教学环节,注重启发式教学与综合作业的结合,提高学生的综合编程能力。

进行“C++程序设计”课程的改革,主要是将现代计算机程序开发的主要手段传授给学生,淡化程序设计理论,强化实验及实训过程,培养学生抽象思维能力,训练学生初步的编程能力,强化训练调试程序技能,使其具有一定的程序开发能力,有利于学生将计算机这种现代化工具运用于今后的学习工作中。

参考文献:

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