高校面向?qū)ο笳n程教學(xué)的研究與探索

白天+++李曦+++丁箐+++石竹

【摘要】在分析高?，F(xiàn)有面向?qū)ο笳n程教學(xué)不足的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析和實(shí)踐提出了一套符合向?qū)ο笳n程教學(xué)規(guī)律的課程體系。整個(gè)課程體系分為基礎(chǔ)、方法和實(shí)踐三個(gè)部分，通過(guò)本課程體系的實(shí)施，可以幫助學(xué)生培養(yǎng)面向?qū)ο笏季S、掌握面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)方法、最終獨(dú)立進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】面向?qū)ο?課程體系 項(xiàng)目實(shí)踐

【基金項(xiàng)目】安徽省高等教育振興計(jì)劃項(xiàng)目（2013ZDJY005）。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）03-0004-02

面向?qū)ο蟮睦碚?、方法和?shí)踐方面的課程一直作為計(jì)算機(jī)及軟件工程專業(yè)重點(diǎn)課程而被列入到各類院校的教學(xué)大綱當(dāng)中。但目前大多數(shù)院校的課程開設(shè)主要集中在面向?qū)ο蟮膶?shí)現(xiàn)方面，例如：C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。已有很多關(guān)于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程方面的教改論文被發(fā)表[1-2]，但卻鮮見(jiàn)面向?qū)ο笳n程體系方面的文章，而面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)僅是整個(gè)面向?qū)ο笳n程體系中關(guān)于實(shí)現(xiàn)的部分，不能孤立地把其單獨(dú)開設(shè)，而忽略其與面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)的關(guān)系。本文從面向?qū)ο笳w的角度，對(duì)整個(gè)面向?qū)ο笳n程體系進(jìn)行組織和設(shè)計(jì)，以確保學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程體系中的課程后，能夠理解面向?qū)ο蟮乃枷?，掌握面向?qū)ο蟮姆椒?，并能熟練運(yùn)用至少一種面向?qū)ο笳Z(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐。

1.現(xiàn)有面向?qū)ο笳n程體系的不足

目前各高校計(jì)算機(jī)和軟件工程專業(yè)都開設(shè)了面向?qū)ο蟮南嚓P(guān)課程，但很多院校的課程卻集中在面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)方面，例如：C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等課程。通過(guò)調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)校面向?qū)ο笳n程的設(shè)置有以下規(guī)律，首先在低年級(jí)開始基礎(chǔ)的程序設(shè)計(jì)課程，例如C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，然后在高年級(jí)開設(shè)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)課程。然而通過(guò)對(duì)我院新入學(xué)的軟件工程碩士的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)雖然在本科階段開設(shè)過(guò)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方面的課程，但大部分學(xué)生并不能很好地運(yùn)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行實(shí)際的軟件開發(fā)，尤其是對(duì)面向?qū)ο蟮乃枷霟o(wú)法很好地理解，例如：當(dāng)我們讓學(xué)生闡述什么是面向?qū)ο笾械亩鄳B(tài)性時(shí)，大部分學(xué)生必須結(jié)合具體C++或Java語(yǔ)句來(lái)說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)，而不能從本質(zhì)上闡述什么是多態(tài)。許多學(xué)生還是在用面向過(guò)程的思想來(lái)分析和解決問(wèn)題，在他們看來(lái)C++和C的區(qū)別僅是語(yǔ)法上不一樣。例如：C++沒(méi)有函數(shù)的概念，但很多學(xué)生卻認(rèn)為類中方法和C語(yǔ)言中函數(shù)是等同概念。究其原因，主要是在本科階段的課程設(shè)置割裂了面向?qū)ο蠓治觥⒃O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)三者間的關(guān)系，僅教會(huì)學(xué)生運(yùn)用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言和技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，卻忽略了只有在面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行面向?qū)ο蟮膶?shí)現(xiàn)，沒(méi)有面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生無(wú)法從根本上理解和運(yùn)用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

我們經(jīng)常用以下問(wèn)題來(lái)測(cè)試學(xué)生是否真正領(lǐng)會(huì)了面向?qū)ο蟮乃枷?，測(cè)試題目是“在面向?qū)ο笾惺窍扔袑?duì)象還是先有類”。大部分學(xué)生回答先有類后有對(duì)象，因?yàn)樵谒麄儗W(xué)習(xí)的面向?qū)ο笳n程中都是先定義類，然后實(shí)例化對(duì)象。但面向?qū)ο蟮暮诵乃枷雲(yún)s是如何從現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象中抽象出類，在抽象的過(guò)程中形成抽象的層次樹，從而引出了繼承、泛化和多態(tài)等概念。因此，必須對(duì)現(xiàn)有面向?qū)ο笳n程體系進(jìn)行調(diào)整，讓學(xué)生從整體上理解面向?qū)ο蟮乃枷?、方法和?shí)現(xiàn)之間關(guān)系，才能幫助他們最終掌握面向?qū)ο筌浖_發(fā)技術(shù)。

2.建議的面向?qū)ο笳n程體系

面向?qū)ο蟀治?、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)三個(gè)緊密聯(lián)系的部分，我們不能把它們割裂開來(lái)進(jìn)行課程組織。面向?qū)ο蟊举|(zhì)上是一種思想，是一種對(duì)軟件世界總的根本的看法，并在此基礎(chǔ)上誕生了分析和設(shè)計(jì)方法，以及具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，因此我們建議在開設(shè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)類課程前，必須要對(duì)學(xué)生現(xiàn)有的軟件開發(fā)思想進(jìn)行改造，讓學(xué)生能夠運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷肟创麄€(gè)軟件世界。我們建議面向?qū)ο笳n程體系應(yīng)該分為三個(gè)模塊，即面向?qū)ο蠡A(chǔ)，面向?qū)ο蠓椒ê兔嫦驅(qū)ο髮?shí)現(xiàn)。每個(gè)模塊又包括若干課程，并且三個(gè)模塊和若干課程的開設(shè)次序要滿足圖1的箭頭關(guān)系。

圖1 建議的面向?qū)ο笳n程體系

2.1 面向?qū)ο蠡A(chǔ)

由于學(xué)生在多年的學(xué)習(xí)訓(xùn)練中主要運(yùn)用的是面向過(guò)程的思維方法，大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)面向?qū)ο笳n程時(shí)最大的障礙就是思維的轉(zhuǎn)變。本模塊主要是幫助學(xué)生從面向過(guò)程的思維向面向?qū)ο蟮乃季S轉(zhuǎn)變[3]。整個(gè)模塊包含兩部分，我們建議首先在低年級(jí)開設(shè)一至兩門面向過(guò)程的課程（例如，c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，pascal 程序設(shè)計(jì)）來(lái)引導(dǎo)新生進(jìn)入到程序設(shè)計(jì)的世界，因?yàn)檫@些課程本身就是基于面向過(guò)程的思維，所以不存在學(xué)習(xí)上的障礙。

當(dāng)學(xué)生掌握了一至兩門面向過(guò)程的開發(fā)技術(shù)后，下一步要解決的是思維上的轉(zhuǎn)變。我們建議開設(shè)面向?qū)ο笏季S方法的課程（或在相關(guān)課程中增加此部分內(nèi)容）來(lái)幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從面向過(guò)程的思維方法向面向?qū)ο笏季S方法的轉(zhuǎn)變。此部分的課程目標(biāo)如下：

？誗了解面向過(guò)程和面向?qū)ο笏枷氲谋举|(zhì)及兩種思維方法的異同。

？誗了解結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒ǖ漠愅?/p>

？誗了解抽象層次樹及如何運(yùn)用歸納法從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出層次樹

？誗能夠脫離具體的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言來(lái)理解繼承、泛化及多態(tài)等概念。

？誗理解類和對(duì)象的關(guān)系。

在具體的實(shí)踐方面，我們建議對(duì)本部分內(nèi)容采用靈活的配置，可以單獨(dú)開設(shè)課程，也可以把上述內(nèi)容整合到其它相關(guān)課程中去。例如可以把面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容集成到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中去，把面向?qū)ο蟮乃季S方法集成到軟件工程的課程中。

2.2 面向?qū)ο蠓椒?/p>

當(dāng)學(xué)生能夠運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃季S來(lái)看待客觀世界后，下一步不應(yīng)立刻開設(shè)面向?qū)ο蟪绦驅(qū)崿F(xiàn)課程。由于面向?qū)ο髮?shí)踐過(guò)程本質(zhì)上是面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)方案向?qū)崿F(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換的過(guò)程，因此要優(yōu)先開設(shè)面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)方面的課程。我們建議在面向?qū)ο蠓椒ㄟ@個(gè)模塊應(yīng)包含分析、設(shè)計(jì)和建模[4]三塊內(nèi)容。

（1）面向?qū)ο蠓治稣n程的目標(biāo)包括：

？誗掌握面向?qū)ο蠓治龇椒?

？誗了解結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蠓治龇椒ǖ漠愅?/p>

？誗理解面向?qū)ο蠓治鼋５姆椒ê筒襟E。

？誗理解面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ偷臉?gòu)成。

？誗理解面向?qū)ο蟮能浖?guī)格化說(shuō)明的構(gòu)成。

（2）面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的課程目標(biāo)包括：

？誗掌握面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法

？誗了解結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的異同。

？誗理解面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)建模的方法和步驟。

？誗理解面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型的構(gòu)成。

？誗理解面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)文檔的構(gòu)成。

（3）面向?qū)ο蠼５恼n程目標(biāo)包括：

？誗掌握面向?qū)ο蟮慕７椒?/p>

？誗掌握統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML的主要構(gòu)成和相關(guān)語(yǔ)法。

？誗會(huì)用UML構(gòu)建分析模型

？誗會(huì)用UML構(gòu)建設(shè)計(jì)模型

同樣在具體的實(shí)踐方面，既可對(duì)上面的內(nèi)容單獨(dú)開課，也可把上述內(nèi)容整合到相關(guān)課程中去。例如可開設(shè)基于面向?qū)ο蟮能浖枨蠊こ獭⒚嫦驅(qū)ο蟮腢ML建模和軟件設(shè)計(jì)模式等課程來(lái)專門講述上述內(nèi)容，也可把此部分內(nèi)容集成到軟件工程、軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等課程中，這樣可方便不同學(xué)生的選課需求。

2.3 面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)

本部分內(nèi)容包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮捻?xiàng)目實(shí)踐兩個(gè)部分。目前大部分院校都已開設(shè)了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方面的課程，并已有不少關(guān)于此方面的教改文章探討具體的課程教學(xué)實(shí)施。但我們認(rèn)為除了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程外，還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的是面向?qū)ο蟮捻?xiàng)目實(shí)踐。因?yàn)樯鲜鏊姓n程都是為了幫助學(xué)生把面向?qū)ο蠓椒ê图夹g(shù)運(yùn)用到實(shí)際的項(xiàng)目實(shí)踐中去，這也是大部分軟件公司最需要的技能。

面向?qū)ο箜?xiàng)目實(shí)踐的課程應(yīng)目標(biāo)包括如下內(nèi)容：

？誗能夠理解面向?qū)ο笪臋n和UML模型。

？誗會(huì)用面向?qū)ο蟮姆治龇椒▽?duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行分析。

？誗會(huì)用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法對(duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊設(shè)計(jì)。

？誗會(huì)用UML對(duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行需求建模。

？誗會(huì)用UML對(duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)建模。

？誗會(huì)用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言和技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

在具體實(shí)施時(shí)，可以針對(duì)本部分內(nèi)容單獨(dú)開設(shè)課程也可和具體的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)結(jié)合起來(lái)。例如中科大軟件學(xué)院工程實(shí)驗(yàn)系列課程中就包含面向?qū)ο蟮捻?xiàng)目實(shí)踐課程（.Net應(yīng)用開發(fā)、IOS應(yīng)用開發(fā)、J2EE框架應(yīng)用等），同時(shí)學(xué)生也可以通過(guò)貫穿整個(gè)學(xué)年的工程實(shí)踐項(xiàng)目來(lái)完成面向?qū)ο箜?xiàng)目實(shí)踐[5]。

3.結(jié)語(yǔ)

本文就面向?qū)ο笳n程體系方面展開討論和探索，建議了一套符合面向?qū)ο笕瞬排囵B(yǎng)規(guī)律的課程體系。整個(gè)課程體系分為基礎(chǔ)、方法和實(shí)踐三個(gè)部分。本課程體系可以幫助學(xué)生培養(yǎng)面向?qū)ο蟮乃季S、掌握面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法、最終獨(dú)立進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐。期望我們中科大軟件學(xué)院軟件工程教研室在面向?qū)ο蠼虒W(xué)方面的探索和實(shí)踐能為兄弟院校提供有效的參考素材。

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