《高級程序設(shè)計語言C++》實驗教學(xué)模式改革

郭芬++張安定++李靜鍇

摘要：針對目前高校《高級程序設(shè)計語言C++》實驗教學(xué)存在的問題，本文結(jié)合近年來的實驗課程教學(xué)經(jīng)驗，從課程實驗教學(xué)實際出發(fā)，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中引入競賽理念，利用在線評價系統(tǒng)，并結(jié)合科研項目中探索性實驗內(nèi)容，切實提高實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力和創(chuàng)新能力，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；競賽理念；在線評價系統(tǒng)；探索性實驗

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0254-02

引言

《高級程序設(shè)計語言C++》是計算機專業(yè)課程中非常重要的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，該課程不僅成為了許多計算機專業(yè)課程的先修課，同時也成為了非計算機專業(yè)的必修課。學(xué)習(xí)好這門課程對于學(xué)習(xí)其他計算機課程，比如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程等有非常大的幫助。由于C++語言本身的特點決定了該課程的學(xué)習(xí)需通過上機編程調(diào)試程序，因此實驗教學(xué)環(huán)節(jié)在該課程的教學(xué)過程中是關(guān)鍵，有效的實驗不僅可以鞏固理論學(xué)習(xí)的概念和原理，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和計算思維能力。

目前有不少高校教師和學(xué)者對此課程的教學(xué)進行了一定的研究和探索，提出了一些可行的方法和措施[1-2]，但專門針對課程的實驗教學(xué)的研究和改革仍需進一步加強。筆者所在高校盡管在近年來針對該課程的教學(xué)計劃和培養(yǎng)方式進行了一定的改革，在該課程上的實驗、實訓(xùn)等相關(guān)環(huán)節(jié)的教學(xué)上進行了一定的創(chuàng)新和改革，然而這些環(huán)節(jié)相互之前仍然沒有連續(xù)性，教學(xué)計劃與就業(yè)導(dǎo)向、學(xué)科發(fā)展相互脫離，急需由上至下環(huán)節(jié)的整合。本文結(jié)合近年來的實驗課程教學(xué)經(jīng)驗，從計算機相關(guān)專業(yè)的“C++程序設(shè)計”課程實驗教學(xué)實際出發(fā)，針對實驗教學(xué)中存在的問題，探討如何才能更合理的設(shè)計實驗課程內(nèi)容，切實提高實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力和創(chuàng)新能力，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

一、實驗教學(xué)過程改革

（一）引入競賽理念，提高積極性，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力

目前的程序設(shè)計語言課程的實驗教學(xué)基本上是理論驗證性實驗，無論從實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗方法還是實驗步驟都由實驗指導(dǎo)大綱提前規(guī)定好，學(xué)生被動地上機實踐，完成教師布置的作業(yè)，導(dǎo)致學(xué)生的參與積極性不高，常常出現(xiàn)為交作業(yè)而交作業(yè)的情況，且在一定程度上限制了學(xué)生獨立思索與能力提高，也不利于挖掘?qū)W生的思維能力與想象能力，不利于針對目前就業(yè)導(dǎo)向、就業(yè)能力需求培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。目前IT業(yè)急需具有一定團隊合作能力，協(xié)同工作能力的綜合性人才。因此將基于ACM的競賽模式引入實驗教學(xué)中，讓學(xué)生組隊完成綜合試題，從而在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

因此，針對這一問題，同時考慮軟件工程專業(yè)持點，我們采用“競賽—探索性實驗—實訓(xùn)”[3-6]的實驗教學(xué)流程。將ACM程序設(shè)計大賽模式引入C++程序設(shè)計課程的實驗環(huán)節(jié)中，利用在線評價系統(tǒng)平臺建立試題庫，實驗穿插學(xué)生個人與組隊模式完成題目，實時刷新排行榜，此種模式基于在線評價系統(tǒng)的競賽機制突出學(xué)生的主體地位，因而學(xué)生在課程實驗中能由淺入深地掌握基礎(chǔ)理論知識。該在線評價系統(tǒng)對學(xué)生開放使用，允許學(xué)生登陸系統(tǒng)刷題練習(xí)，并記錄給同學(xué)的刷題量，此種模式一定程度上提高了學(xué)生的參與度，激發(fā)了學(xué)生的熱情，也有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

（二）引入在線評價系統(tǒng)，依托科研項目，進行探索性實驗

除此之外，該模式引入在線評價系統(tǒng)，在競賽試題中結(jié)合科研項目引入一些探索性實驗題目[7]，從而既能挖掘高水平程序設(shè)計人才，又能推動科研項目的進行，從而將學(xué)科建設(shè)的推動、學(xué)生綜合能力及團隊合作能力的培養(yǎng)結(jié)合起來[8，9]。教師還可以在后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)（例如實訓(xùn)環(huán)節(jié)）針對學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)情況制定相應(yīng)的內(nèi)容，從而讓理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實訓(xùn)等環(huán)節(jié)綜合起來鞏固學(xué)生的程序設(shè)計能力。

二、實驗成績評價方法改革

該課程實驗成績結(jié)合在線評定機制綜合考慮學(xué)生的實驗?zāi)芰?，包括學(xué)生的基礎(chǔ)能力和拓展能力，考核體系[5，10]如圖1所述。

（一）基礎(chǔ)能力考核

根據(jù)個人帳號在在線評價系統(tǒng)的競賽記錄，教師將個人考勤、個人競賽排行榜和個人刷題題量總數(shù)加權(quán)綜合計算得出個人的基礎(chǔ)能力考核分。學(xué)生的考勤體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，而學(xué)生的個人排行榜和刷題量在一定程度上體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，對知識點的掌握程序，因此三者組成了基礎(chǔ)能力的綜合評價要素。

（二）拓展能力考核

在線評價系統(tǒng)中結(jié)合科研項目引入了一些探索性實驗題目，這些題目為可選題目，在計劃外的實驗機動時間內(nèi)允許學(xué)生組隊以競賽方式完成。這種策略既能鍛煉學(xué)生的團隊合作能力，又能挖掘高水平程序設(shè)計人才。根據(jù)學(xué)生在團隊競賽中的團隊排行榜、學(xué)生在團隊中的貢獻(xiàn)度（由團隊內(nèi)部互評分?jǐn)?shù)決定）、完成的探索性實驗題量三者加權(quán)綜合計算得出個人的拓展能力考核分。

（三）教學(xué)效果

基于競賽模式的高級程序設(shè)計語言C++實驗教學(xué)在本人所在學(xué)院已在2屆本科生上實施，實驗教學(xué)效果已從以下幾個方面得到提高。

●學(xué)生參與實驗的主動性得到較大的提升，學(xué)生完成規(guī)定的競賽題目后，學(xué)生能通過排行榜實時了解自己的學(xué)校效果，即在班級中的相對學(xué)習(xí)效果。

●部分學(xué)生通過在在線評價系統(tǒng)的刷題訓(xùn)練，加入了學(xué)院的ACM集訓(xùn)隊，參加國內(nèi)和國際比賽，取得了一定的成績。

●在線評價系統(tǒng)通過加入探索性實驗題目，促進了學(xué)生的科研興趣萌芽，促使一些學(xué)生通過SRP項目進入實驗室進行科研輔助工作，促進了本學(xué)院學(xué)科的發(fā)展。

三、結(jié)束語

實驗教學(xué)是高等院校應(yīng)用性人才培養(yǎng)的重要途徑和手段。建立基于競賽模式的高級程序設(shè)計語言C++實驗教學(xué)，旨在引入競賽理念，結(jié)合在線評價系統(tǒng)，加入探索性實驗元素，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)生的團隊協(xié)作能力和主動意識。最后結(jié)合實驗考核方式改革，提升了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，進一步促進了學(xué)科發(fā)展。

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