基于工程應(yīng)用能力的C++程序設(shè)計(jì)課程改革與實(shí)踐

李春梅+張怡文

摘要：培養(yǎng)具有一定的應(yīng)用和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才是本校辦學(xué)宗旨。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)，本文針對(duì)c++程序設(shè)計(jì)課程及相關(guān)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合以及對(duì)整合后課程教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革。教學(xué)改革以工程項(xiàng)目為主線，通過(guò)多樣化教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐，過(guò)程性考核等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：c++程序設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；考核評(píng)價(jià)

隨著應(yīng)用需求的擴(kuò)充、軟件規(guī)模的迅速膨脹以及軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜度的提高，軟件設(shè)計(jì)方法也在不斷的革新，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)也成為當(dāng)今的主流軟件設(shè)計(jì)技術(shù)之一?！禼++程序設(shè)計(jì)》是目前主流的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，是教育部制定的工程學(xué)科、軟件工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程之一，也是一門程序設(shè)計(jì)實(shí)踐性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課。另外，本院校是一所民辦應(yīng)用型本科學(xué)校，其辦學(xué)的宗旨是培養(yǎng)具有一定的應(yīng)用和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才，從而提高學(xué)生在企事業(yè)單位的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。所以，《C++程序設(shè)計(jì)》課程成為本校的一門重要課程。

將《c語(yǔ)言》以及《c++程序設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行整合，即把面向過(guò)程的c語(yǔ)言與面向?qū)ο蟮腸++進(jìn)行整合，弱化非重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的理論性講解，強(qiáng)調(diào)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，最后添加適量的MFC（Microsoft Foundation Classes，簡(jiǎn)稱MFC）的課程，讓學(xué)生了解MFC類庫(kù)的作用以及如何開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序，同時(shí)也為后續(xù)可視化面向?qū)ο笳n程設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。因此，整合后的課程既精簡(jiǎn)了教學(xué)內(nèi)容又節(jié)省出更多的教學(xué)時(shí)間，從而有利于增加工程項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)課程體系進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容整合以及對(duì)整合后課程的教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐及考核方式進(jìn)行相應(yīng)的改革，符合工程應(yīng)用型能力人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1課程體系結(jié)構(gòu)與內(nèi)容建設(shè)

在教學(xué)內(nèi)容方面，整合后的內(nèi)容劃分如下圖1所示：

整個(gè)教學(xué)內(nèi)容主要由三個(gè)模塊組成：第一模塊為面向過(guò)程的c語(yǔ)言部分，主要介紹c語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)類型、程序流程控制、數(shù)組、模塊設(shè)計(jì)和指針等內(nèi)容；第二模塊為面向?qū)ο蟮腸++部分，主要介紹面向?qū)ο缶幊趟枷爰胺椒ǎ瑑?nèi)容主要圍繞面向?qū)ο蟮乃拇筇卣髡归_(kāi)講解，如：抽象、封裝、繼承性和多態(tài)性以及c++模板（函數(shù)與類）、流與文件的介紹，這部分是本書的核心模塊；第三模塊則是利用MFC開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序，內(nèi)容包括：典型的Windows應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)、利用MFC AppWizard創(chuàng)建Windows應(yīng)用程序、MFC應(yīng)用程序的類和文件、Windows消息處理、文檔/視圖結(jié)構(gòu)、菜單、工具欄、控件的使用等。

從上面的模塊劃分可以看出，面向過(guò)程的c語(yǔ)言是面向?qū)ο蟮腸++程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，MFC開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序是對(duì)面向?qū)ο驝+十四大特征的一個(gè)高級(jí)應(yīng)用。對(duì)以上教學(xué)內(nèi)容講解時(shí)本著“刪繁就簡(jiǎn)、理論夠用、重點(diǎn)精講、強(qiáng)化工程項(xiàng)目實(shí)踐”的原則。

2教學(xué)方式手段改革

在教學(xué)過(guò)程中，要以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的邏輯思維能力為主線。由圖1所示，顯而易見(jiàn)，教師對(duì)三個(gè)大模塊是按階段、層層深入的思路進(jìn)行授課。

2.1案例+問(wèn)題驅(qū)動(dòng)

教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，不能以知識(shí)點(diǎn)為主線，而是要明確每一個(gè)階段學(xué)生要達(dá)到什么技能，這需要教師根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用型人才的要求，分析該階段的技能點(diǎn)，由技能點(diǎn)推出知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)此設(shè)計(jì)一個(gè)完整的，很有邏輯性的項(xiàng)目案例，并對(duì)該案例進(jìn)行分析、講解、討論，當(dāng)學(xué)生理解之后，把語(yǔ)法放到最后的環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)性的講解。因?yàn)橛辛税咐闹С?，使得學(xué)生能夠很容易的接受并快速掌握。之后，讓學(xué)生討論此案例是否存在不足，激發(fā)對(duì)問(wèn)題的思考，從而達(dá)到知識(shí)的全面掌握。因此，這種模式授課，學(xué)生更易取得階段性成果，在一定程度上也可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)教師來(lái)說(shuō)，知識(shí)點(diǎn)更易總結(jié)，也容易引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐練習(xí)。

1.2多媒體+“微課”

課程教材中不同的知識(shí)點(diǎn)往往分布在不同的章節(jié)里，為了使學(xué)生能夠靈活的交叉使用，將知識(shí)點(diǎn)糅合在一起，構(gòu)成完整的模塊，在教學(xué)中應(yīng)多運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行直觀教學(xué)，使教學(xué)更具直觀性，提高了授課的質(zhì)量。再配以“微課”的方式演示給學(xué)生，從而使學(xué)生能夠鞏固舊知識(shí)，獲取更多新知識(shí)的種子。

3實(shí)踐教學(xué)改革

以工程實(shí)際應(yīng)用為主線，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革一。

3.1建立“學(xué)習(xí)一實(shí)踐一提高”模式

為了更好的鞏固理論教學(xué)知識(shí)，要求實(shí)踐與課堂教學(xué)同步。將本課程分為不同的階段（如圖2所示），每個(gè)階段均進(jìn)行工程式的實(shí)踐教學(xué)，進(jìn)行小組式的“討論一討論一實(shí)現(xiàn)一討論”模式，即課前討論、課堂討論、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，完成項(xiàng)目，最后總結(jié)、討論分析用當(dāng)前知識(shí)解決存在問(wèn)題，從而引入下一模塊知識(shí)。由此，將構(gòu)成c+十三大不同模塊階梯式的項(xiàng)目，前一級(jí)工程為后一級(jí)服務(wù)，不斷融入新知識(shí)，從而起到真正的工程化培養(yǎng)過(guò)程。

1）計(jì)算器：通過(guò)該實(shí)驗(yàn)掌握基本程序結(jié)構(gòu)，函數(shù)、數(shù)組等技能點(diǎn)的運(yùn)用；

2）動(dòng)物關(guān)系：掌握類和對(duì)象的概念；

3）牧場(chǎng)游戲1：通過(guò)不同的動(dòng)物和食物，構(gòu)建牧場(chǎng)的類層次結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單農(nóng)場(chǎng)管理，掌握類的繼承和多態(tài)的知識(shí)；

4）牧場(chǎng)游戲2：對(duì)游戲1提出更高要求，要求具備進(jìn)度存檔，以及讀取進(jìn)度存檔等功能，掌握流與文件的概念；

3.2加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

課程結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)該具備了一定的程序設(shè)計(jì)能力，為了進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)能力和體會(huì)MFC類庫(kù)的作用，給學(xué)生布置一些規(guī)模較小的Windows應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，并且要求他們以組為單位完成。

課程設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生對(duì)前面所學(xué)理論知識(shí)的一個(gè)應(yīng)用鞏固。由于Visual c++整個(gè)MFC類庫(kù)很龐大，學(xué)生不可能在短期內(nèi)掌握所有。所以一開(kāi)始讓學(xué)生大體上對(duì)MFC有個(gè)整體了解，了解MFC應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)，不需要它的細(xì)節(jié)和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。所以對(duì)以上題目大部分都給出了內(nèi)部細(xì)節(jié)，工程中主要類結(jié)構(gòu)及程序框架留個(gè)學(xué)生自己搭建組合。

另外，除了設(shè)置課堂教學(xué)同步實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)外、同時(shí)增加其他實(shí)踐環(huán)節(jié)，如：引入企業(yè)入駐實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展企業(yè)項(xiàng)目集訓(xùn)、“煒煌杯”、“機(jī)器人”、“藍(lán)橋杯”的程序大賽以及參與教師科研團(tuán)隊(duì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。

4考核方式改革

不采用一卷定終生的考核方式，而是結(jié)合課程的性質(zhì)和培養(yǎng)目標(biāo)，加強(qiáng)過(guò)程考核，建立以培養(yǎng)學(xué)生工程和實(shí)踐能力為主的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，以過(guò)程考核為主，以實(shí)踐考核為輔，使得考核既具備客觀性也具備公正性?？己谁h(huán)節(jié)所圖3所示：

階段性測(cè)評(píng)1、2：是針對(duì)c語(yǔ)言和c++模塊的考核。模塊教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，教師設(shè)置難易程度不同、對(duì)應(yīng)不同分值的小型項(xiàng)目題目，學(xué)生選擇相應(yīng)分值的題進(jìn)行編寫設(shè)計(jì)，要求學(xué)生分組、并在規(guī)定的時(shí)間完成提交。教師進(jìn)行批改統(tǒng)計(jì)各組完成的總題量的分?jǐn)?shù)及個(gè)人完成的題量及分?jǐn)?shù)，然后進(jìn)行分?jǐn)?shù)比例折合出每個(gè)學(xué)生的分?jǐn)?shù)，這樣做有利于加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神，同時(shí)也體現(xiàn)了個(gè)人的能力。

工程實(shí)踐：包括與實(shí)踐教學(xué)同步的工程項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的小組和不同的項(xiàng)目，老師通過(guò)答辯的方式，對(duì)每個(gè)小組以及小組的每位成員進(jìn)行打分。

實(shí)驗(yàn)作業(yè)：是針對(duì)前面工程項(xiàng)目完成后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一組只要寫一份報(bào)告即可，但在報(bào)告上要體現(xiàn)出每個(gè)人對(duì)所做的項(xiàng)目遇到什么問(wèn)題及如何解決的一些總結(jié)，讓學(xué)生知道明白自己的不足，同時(shí)也作為評(píng)分的依據(jù)。

筆記+課堂提問(wèn)：授課過(guò)程中，每一次提問(wèn)都是一次考試，每一次回答都有一個(gè)分?jǐn)?shù)，最終按比例進(jìn)行分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)，給每一個(gè)學(xué)生一個(gè)總評(píng)成績(jī)，這樣學(xué)生會(huì)把更多的時(shí)間用在課堂上，使學(xué)生從手機(jī)中脫離出來(lái)。

自主學(xué)習(xí)：主要體現(xiàn)以上所有階段，遇到問(wèn)題，能夠自主研究總結(jié)和動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)會(huì)查閱資料。

通過(guò)以上考核方式，從而避免了學(xué)生“平時(shí)不學(xué)習(xí)，考試大突擊”的情況，使學(xué)生更多的時(shí)間用于學(xué)習(xí)中。

5結(jié)論

依托工程應(yīng)用培養(yǎng)模式，注重過(guò)程性的培養(yǎng)。本課程組在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中以項(xiàng)目為主，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重考核方式進(jìn)行了探索和大膽的嘗試，從而做到“做中學(xué)”的教學(xué)理念。通過(guò)近三年的教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)成果。