以程序設(shè)計為主線整合C,C語言課程

以程序設(shè)計為主線整合C、C++語言課程主要成員：吳敏周李涌孫濤獲獎時間及等級：2007-2008年度內(nèi)蒙古科技大學(xué)教學(xué)成果二等獎一成果簡介"語言程序設(shè)計”、“C++語言程序設(shè)計”是我校信息學(xué)院電子信息、通信、自動化和儀表等所有專業(yè)，以及計算機專業(yè)重要專業(yè)基礎(chǔ)課程（以下統(tǒng)稱程序設(shè)計課）。本課程也是我們信息學(xué)院計算機教育的核心課程，通過這門課程的學(xué)習(xí)，不僅可使學(xué)生獲得一定的軟件開發(fā)能力，還可鍛煉他們的邏輯思維能力，對學(xué)生綜合素質(zhì)的提高也具有一定的促進作用。本項目深入地分析我校程序設(shè)計課教學(xué)中存在問題的基礎(chǔ)上，提出了以程序設(shè)計為主線的教學(xué)思路，對教學(xué)內(nèi)容進行了整合并對教學(xué)方法進行改革。轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念---培養(yǎng)具有自覺學(xué)習(xí)精神的較高素質(zhì)人才圍繞我?！傲⒆銉?nèi)蒙古，面向全國，服務(wù)國家基礎(chǔ)工業(yè)和地方經(jīng)濟建設(shè)，培養(yǎng)崗位適應(yīng)性強，工作作風(fēng)踏實的應(yīng)用型人才”的辦學(xué)定位和目標(biāo)，程序設(shè)計課程不但需要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力，而且更需要培養(yǎng)學(xué)生開闊的視野和豐富的想象力，以及自覺學(xué)習(xí)的興趣和能力。以往的程序設(shè)計課程教學(xué)效果欠佳，不能培養(yǎng)人的自我決定能力，不能喚醒學(xué)生的力量。這是因為原來的教法是以高級語言本身為脈絡(luò)展開的，過于注重語句語法，沒有突出基本概念、思路和編程方法，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。編程并不是一件枯燥乏味的事情，怎樣讓學(xué)生感興趣，怎樣做才能喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)力量，提高學(xué)習(xí)的積極性，是該課程能否成功的一個關(guān)鍵。這就使我們想到，必須要在教學(xué)的理念上下功夫，研究怎樣以人為本，如何在每一個教學(xué)環(huán)節(jié)上都想方設(shè)法去調(diào)動學(xué)生的積極性，努力提高學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也要考慮計算機學(xué)科的不斷發(fā)展和教育方面提出的新要求，去強化學(xué)生計算及邏輯思維能力的培養(yǎng)。總之，程序設(shè)計是一門需要對學(xué)生的思維能力和想象力進行綜合培養(yǎng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。這門課程是理工科學(xué)生的一門“看家本事”，打好程序設(shè)計基礎(chǔ)，對用好計算機這一“人類通用智力工具”，意義重大和深遠(yuǎn)。對提升學(xué)生就業(yè)競爭力會有很大的促進作用。分析存在的問題目前在程序設(shè)計課程的教學(xué)上還存在一些認(rèn)識上的誤區(qū)和不足，表現(xiàn)為：.注重程序語法講授，忽視培養(yǎng)學(xué)生對于程序設(shè)計興趣；注重課堂講授，忽視學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。.課程目標(biāo)定位過高，超出了學(xué)生的實際程序設(shè)計能力，造成很大一部分學(xué)生不能獨立完成教師要求的作業(yè)和實驗，挫傷了學(xué)生的自信心。.課程要從面向過程過渡到面向?qū)ο?。兩者相互獨立又相互?lián)系，學(xué)生很難在接受面向過程的思想后，再順利接受相對繁瑣的面向?qū)ο蟮乃枷搿?面向?qū)ο蟮腃++語法較復(fù)雜，教學(xué)經(jīng)常會陷入語法講解。在有限的學(xué)時內(nèi)，往往削弱更為重要的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的應(yīng)用。學(xué)生實際上不會用面向?qū)ο蟮姆椒ㄩ_發(fā)和設(shè)計軟件。.在實踐教學(xué)中有些還是采用DOS環(huán)境平臺，而不是用本質(zhì)是面向?qū)ο蟮腤indows平臺。教學(xué)內(nèi)容整合與教學(xué)方法的改革從面向過程編程思想到面向?qū)ο缶幊痰霓D(zhuǎn)變是教學(xué)的關(guān)鍵：C語言是面向過程的語言，C++是面向?qū)ο蟮恼Z言。而C語言又是C++語言的基礎(chǔ)，課程要從面向過程編程方法過渡到面向?qū)ο蟮木幊獭Ｎ覀內(nèi)匀皇且猿绦蛟O(shè)計為主線，兩者相互獨立又相互聯(lián)系，重點是對問題進行符合邏輯的、科學(xué)的分析，找出解決它的抽象方法。使學(xué)生比較順利接受相對繁瑣的面向?qū)ο蟮乃枷搿?C語言是程序設(shè)計的基礎(chǔ)課，應(yīng)該著眼于培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計基礎(chǔ)和對計算機科學(xué)的興趣上。要求大部分學(xué)生能夠掌握基本的程序設(shè)計方法，介紹但不要求學(xué)生掌握各種復(fù)雜的程序設(shè)計技巧和方法。.C語言應(yīng)以函數(shù)為主線，理解并且掌握函數(shù)的定義和使用，要求大部分學(xué)生能夠編寫簡單的多函數(shù)應(yīng)用程序，因為函數(shù)不但是C語言程序模塊的組成單位，也是C++中類的基本單位。要學(xué)會定義函數(shù)和調(diào)用函數(shù)。在這一過程中，使學(xué)生加深對數(shù)組、指針以及變量的作用域等概念的理解，也通過比較多的練習(xí)來熟悉和掌握C語言的基本語句和程序結(jié)構(gòu)。.講授C++時，最簡單也是最直接的組織方法是：按語法現(xiàn)象，先講面向過程C++對C語言的增加，再講面向?qū)ο?。這樣講法學(xué)生對面向?qū)ο蟛糠掷斫夂懿?。怎樣解決這些問題是C++程序設(shè)計教學(xué)進一步發(fā)展的關(guān)鍵。我們的目的是培養(yǎng)大學(xué)生的編程能力，而程序二算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以授課的重點是程序設(shè)計而不是語法；或者說是算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不是語法。（4）.講授面向?qū)ο蟮母拍?，首先要深刻理解面向?qū)ο驝++的關(guān)鍵技術(shù)，要有重點，不能面面俱到，有所失，才能有所得。圍繞關(guān)鍵技術(shù)“精講”，可以花較少的學(xué)時取得更好的效果。應(yīng)該突出的關(guān)鍵技術(shù)包括以下方面：多態(tài)：重載（編譯時的多態(tài)，包括函數(shù)與運算符重載）、層次結(jié)構(gòu)中的同名覆蓋與超載（運行時的多態(tài)）。在介紹函數(shù)時就引入函數(shù)重載，在教學(xué)剛涉及類對象時就引入運算符的重載。引入的越早應(yīng)用的機會越多。普遍使用這些技術(shù)是面向?qū)ο蟮腃++的標(biāo)志。繼承與派生，也是非常重要的，并且它們是最基礎(chǔ)的。繼承的方法實現(xiàn)了一般與特殊的關(guān)系，解決了軟件的重用與擴充的問題。是面向?qū)ο蠓椒ǖ牧硪粋€核心概念。重視模板相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。將模板作為一個有力的工具用于教學(xué)中，對所涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本知識，包括順序字符串、鏈表、棧、隊列等算法均采用模板來講授。實踐教學(xué)是教好程序設(shè)計課的重要環(huán)節(jié)程序設(shè)計是一門實踐性很強的課程，僅在課堂教學(xué)中“精講”還是不夠的，通常有實驗和課程設(shè)計作為實踐教學(xué)。實踐教學(xué)與課堂基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)各有側(cè)重，互為補充。教學(xué)思路是首先學(xué)習(xí)開發(fā)多函數(shù)的簡單小程序一開發(fā)面向?qū)ο蟮?、具有一定難度的小程序一開發(fā)一個小型的完整軟件，通過這三個階段來進行教學(xué)內(nèi)容的組織。整個實踐教學(xué)分為如下的三個階段：（1）.基礎(chǔ)編程階段。這一階段的內(nèi)容主要是在C語言的概念上，包括基礎(chǔ)語法和順序、選擇、循環(huán)等程序設(shè)計方法，以及數(shù)組、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體等程序設(shè)計的基本單元。主要目的是學(xué)會基本程序設(shè)計方法以及多模塊（多函數(shù)）程序設(shè)計。方法上主要是通過各種書面作業(yè)、多次實驗，以及一題多解等方法來加強語法和各知識點的掌握和訓(xùn)練，開闊學(xué)生編程的思路，提高學(xué)生編程的興趣。（2）.模擬項目引導(dǎo)階段。這一階段的內(nèi)容主要是在C++的概念上，C++內(nèi)容較復(fù)雜，主要是類與對象、運算符重載、繼承與多態(tài)、模板等。通過第一階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識，在這一階段將通過不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的模擬項目的完成來熟悉上述內(nèi)容。原則是既要使學(xué)生有切入點又要使各章的模擬項目之間有聯(lián)系點。在此階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生參與到各類模擬項目中，為學(xué)生提供技術(shù)支持，其中對學(xué)生參與項目的引導(dǎo)不是簡單地布置任務(wù)，而是通過一些相關(guān)程序的演練使學(xué)生能夠動手實現(xiàn)，不能讓學(xué)生感覺無從下手。實驗全部采用VC6.0多窗口和可視化編程環(huán)境。（3）.課程設(shè)計階段。目標(biāo)是通過“課程設(shè)計”對整個學(xué)習(xí)進行一個鞏固、測試和驗收。本階段的實施一方面是對C語言、C++課程的總結(jié)提高，為加強輔導(dǎo)，由具有豐富實際軟件開發(fā)經(jīng)驗的教師擔(dān)任實踐課程輔導(dǎo)教師。同時也要培養(yǎng)學(xué)生項目文檔的撰寫能力。這一階段的學(xué)習(xí)以學(xué)生的自主開發(fā)為主，學(xué)生可以通過各種途徑查找資料，促使學(xué)生自覺利用校園網(wǎng)、圖書館來輔助課程的學(xué)習(xí)。最后學(xué)生應(yīng)提供完整的項目文檔，并對項目進行答辯。加強教材建設(shè)、利用校園網(wǎng)與學(xué)生建立交互機制，促進課程改革。為了使學(xué)生自學(xué)更方便，還組織編寫一套適合我校學(xué)生學(xué)習(xí)的相應(yīng)教材，包括完整的習(xí)題解答和實驗指導(dǎo)書。教材從內(nèi)容的選擇到授課次序的編排，從例題的編排到新概念的引入的方式，都進行精心安排。針對我們提出的問題和前面闡述的思想，所編寫的教材有以下特點：面向?qū)ο笈c面向過程有機地結(jié)合起來。講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計選擇恰當(dāng)?shù)膶嵗?，使學(xué)生易于接受。由于學(xué)時數(shù)限制，教材各章節(jié)重點必須突出。同時配備了一支政治素質(zhì)好、業(yè)務(wù)水平較高、教學(xué)經(jīng)驗豐富、年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)比較合理的教師隊伍。另外，利用多年教學(xué)中積累的大量資料，制作了課程的課件，同時還提供了大量實驗參考程序和作業(yè)參考程序放在校園網(wǎng)上，供學(xué)生學(xué)習(xí)和下載。并且通過E-mail與學(xué)生建立通信，了解和解答學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑問，以及幫助學(xué)生解決課后上機時程序調(diào)試的許多問題，使校園網(wǎng)成為師生互動學(xué)習(xí)的平臺。準(zhǔn)備進一步開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，目標(biāo)是提供一個集基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、演示、實踐與交流為一體的學(xué)習(xí)環(huán)境二創(chuàng)新點1.教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變教育最重要的是要喚醒學(xué)生的力量，培養(yǎng)其自我性、主動性、抽象的歸納力和理解力。編程本身不是枯燥乏味的事情，原來的教法只上注重程序語法講授使學(xué)生感到乏味。怎樣讓學(xué)生感興趣，怎樣做才能喚醒學(xué)生的力量，提高學(xué)習(xí)的積極性，是該課程能否成功的一個關(guān)鍵。2.教學(xué)目標(biāo)定位適當(dāng)編寫一套適合我們學(xué)校學(xué)生的相應(yīng)教材，包括完整的習(xí)題解答和實驗指導(dǎo)書。教材從內(nèi)容的選擇到授課次序的編排，從例題的編排到新概念的引入的方式，都進行精心安排。針對我們提出的問題和前面闡述的思想，所編寫的新教材有以下特點：面向?qū)ο笈c面向過程有機地結(jié)合起來。講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計選擇恰當(dāng)?shù)膶嵗?，使學(xué)生易于接受。由于學(xué)時數(shù)限制，教材重點必須突出。三應(yīng)用情況收到很好的教學(xué)效果：采用了以上的教學(xué)方法和教學(xué)理念，收到非常好的教學(xué)效果。使學(xué)生體會到，這門課程是理工科學(xué)生的一門“看家課”打好程序設(shè)計基礎(chǔ)，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及畢業(yè)后的工作都有著重大意義和深遠(yuǎn)影響。本課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生軟件編制能力。首先要看學(xué)生實際能力的提高?？陀^的評價，大約有70?80%的同學(xué)的動手能力比過去的教學(xué)方法培養(yǎng)的學(xué)生有明顯的提高，他們學(xué)到的本領(lǐng)不是對付卷面考試的能力，而是編程的能力。真正作到學(xué)有所長，學(xué)有所用，對提升就業(yè)競爭力會有很大的促進。不過目前仍存在一些問題，如在分層次教學(xué)中，兩頭的學(xué)生比較難以滿足。好學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性高，要求更多、更深的內(nèi)容需要更多的個別化輔導(dǎo)；但是較差地學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較弱，基礎(chǔ)也差，對自己要求不高，該類學(xué)生是需要更多的細(xì)心和耐心。這些都是我們今后工作的努力方向。，聲%負(fù)責(zé)人簡介：y吳敏，女，1953年生，教授，1980年7月畢業(yè)于原北京郵電學(xué)院。從事自動化、計算機等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)工作29年。講授的主要課程有：《算法語言》、《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》、《匯編語言程序設(shè)計