以實(shí)例貫穿課堂的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

　　摘要：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程是當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的一門必修專業(yè)課。課程本身的復(fù)雜性與實(shí)踐性，使學(xué)生無(wú)法完全理解消化并有效應(yīng)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。針對(duì)這種情況，本文研究如何設(shè)計(jì)簡(jiǎn)短精悍、適于課堂演練的實(shí)例，并將這些實(shí)例與理論學(xué)習(xí)在課堂上有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生易于領(lǐng)會(huì)知識(shí)點(diǎn)、充分參與課堂教學(xué)，最終達(dá)到學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通的目的。
　　關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)；理論學(xué)習(xí)；實(shí)例設(shè)計(jì)
　　
　　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)OOP是1990年代開(kāi)始流行的一種軟件編程方法，具有抽象、封裝、繼承與多態(tài)4個(gè)特點(diǎn)。因其比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)具有更高的代碼可重用性、可擴(kuò)充性和易維護(hù)的特點(diǎn)，所以，目前面向?qū)ο蠹夹g(shù)已成為開(kāi)發(fā)大型軟件的主流方法。據(jù)TIOBE編程協(xié)會(huì)2008年5月編程語(yǔ)言流行趨勢(shì)排行榜顯示，在前5位最受歡迎的編程語(yǔ)言中，面向?qū)ο笳Z(yǔ)言占據(jù)其中4位。
　　隨著Java、C＋＋等面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的普及，以及社會(huì)對(duì)軟件開(kāi)發(fā)工程化的重視，面向?qū)ο蠹夹g(shù)已經(jīng)成為程序設(shè)計(jì)的主流。鑒于此，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)已成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用類高年級(jí)學(xué)生及研究生必修的一門專業(yè)課，眾多學(xué)校開(kāi)設(shè)C++、Java等包含面向?qū)ο蠹夹g(shù)的語(yǔ)言設(shè)計(jì)課程。然而，另一種現(xiàn)象卻是企業(yè)招聘不到合適的、掌握面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的人才。學(xué)習(xí)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的學(xué)生人數(shù)日益增多，但能滿足市場(chǎng)需求的應(yīng)屆生卻寥寥無(wú)幾，產(chǎn)生矛盾的原因大致可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。
　　1) 教學(xué)內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)。生動(dòng)靈活的程序設(shè)計(jì)知識(shí)學(xué)習(xí)成為枯燥乏味的機(jī)械記憶，這壓制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
　　2) 程序設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用能力不強(qiáng)。編程能力的培養(yǎng)過(guò)多依賴實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)后通過(guò)編程演練加深理解的環(huán)節(jié)有所欠缺。
　　3) 學(xué)生發(fā)散性思維缺失。教學(xué)內(nèi)容和方法拘泥于教材，束縛發(fā)散性思維，人才培養(yǎng)模式單一。
　　4) 對(duì)自學(xué)能力培養(yǎng)的忽略。教師單方灌輸知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生過(guò)于依賴教師，逐漸丟失獨(dú)立思考習(xí)慣。
　　5) 脫離市場(chǎng)需求。教學(xué)內(nèi)容過(guò)于保守，學(xué)生難以在課堂上接觸到當(dāng)今流行技術(shù)，畢業(yè)求職時(shí)感到與社會(huì)脫節(jié)并產(chǎn)生挫敗感。
　　總的來(lái)說(shuō)，隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才提出了更高的要求。企業(yè)需要理論基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)的綜合型應(yīng)用人才。所以，作為學(xué)校來(lái)說(shuō)，在教學(xué)方法、教學(xué)過(guò)程等環(huán)節(jié)必須進(jìn)行相應(yīng)的改革，使學(xué)生在具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)的同時(shí)，還能把書(shū)本知識(shí)與動(dòng)手實(shí)踐融合起來(lái)，達(dá)到相輔相成的效果。對(duì)此，本文提出把實(shí)例教學(xué)引入面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)理論課堂，抓住學(xué)生學(xué)過(guò)理論后急于實(shí)踐驗(yàn)證知識(shí)點(diǎn)的敏感期，擺脫理論課程和實(shí)驗(yàn)課程分離、不能銜接的困境。
　　1實(shí)例教學(xué)法
　　實(shí)例教學(xué)法也叫案例教學(xué)法或個(gè)案教學(xué)法[1]，即在教師指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容需要，采用實(shí)例組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、鍛煉能力。它打破了以理論知識(shí)點(diǎn)為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以精心設(shè)計(jì)的實(shí)例為中心，把教授和學(xué)習(xí)的重心放在實(shí)例的分析和領(lǐng)會(huì)上。整個(gè)教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，在應(yīng)用中學(xué)習(xí)。基于實(shí)例的教學(xué)必須注意以下5個(gè)方面。
　　1) 實(shí)例的連貫性[2]。若知識(shí)點(diǎn)相關(guān)，則采用同一系列實(shí)例進(jìn)行擴(kuò)展，即題目?jī)?nèi)容相近，但針對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)做局部改變擴(kuò)展，使學(xué)生能快速理解實(shí)例，并專注于教學(xué)點(diǎn)。
　　2) 適當(dāng)采用實(shí)例的歸納、對(duì)比、類比等方法。如窮舉法，通過(guò)多種實(shí)例類比，說(shuō)明何種問(wèn)題可以用窮舉法解決；又如面向?qū)ο蟪绦蚣軜?gòu)與程序設(shè)計(jì)思想，通過(guò)對(duì)同一問(wèn)題進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的對(duì)比。
　　3) 伴隨教學(xué)進(jìn)度分解一個(gè)復(fù)雜的綜合實(shí)例，逐步講解程序設(shè)計(jì)方法思想。采用問(wèn)題引導(dǎo)的方法，由綜合實(shí)例的某個(gè)步驟提出問(wèn)題，引出新知識(shí)點(diǎn)，改進(jìn)程序，層次推進(jìn)至最終完成問(wèn)題。
　　4) 每講完一次課程，都為學(xué)生總結(jié)本次課程的語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)和程序設(shè)計(jì)思想，提示下堂課涉及的前序知識(shí)點(diǎn)，以及與下堂課有直接關(guān)系的前序?qū)嵗⑻岢鲱A(yù)備問(wèn)題。布置與課堂實(shí)例的算法相似的程序作業(yè)，并做到學(xué)生能通過(guò)知識(shí)的直接遷移來(lái)完成作業(yè)。
　　5) 要求學(xué)生在課余根據(jù)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)例自學(xué)。系統(tǒng)學(xué)習(xí)并練習(xí)相應(yīng)實(shí)例，達(dá)到進(jìn)一步練習(xí)和提高的目的。
　　2設(shè)計(jì)行之有效的實(shí)例
　　從上述介紹中，我們看到在理論課上引入巧妙設(shè)計(jì)的實(shí)例可以使課堂教學(xué)化繁為簡(jiǎn)，使學(xué)生實(shí)踐能力得到鍛煉，前后知識(shí)點(diǎn)得以貫穿；反之，不恰當(dāng)?shù)膶?shí)例會(huì)加大教師講解難度，使學(xué)生邏輯思維混亂，知識(shí)學(xué)習(xí)無(wú)法條理化。總之，如何設(shè)計(jì)簡(jiǎn)練切題、難易適中的實(shí)例，并使實(shí)例既有一定難度，又將難度控制在通過(guò)思考、引導(dǎo)便能解決的程度內(nèi)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程引入實(shí)例的關(guān)鍵。
　　教師的理論教學(xué)和學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)都以教材為依托。為方便教師講解和學(xué)生記筆記，本文建議擴(kuò)充現(xiàn)有教材每個(gè)章節(jié)的實(shí)例。在加深知識(shí)點(diǎn)理解的實(shí)例基礎(chǔ)上，增加擴(kuò)充程序功能的題目，以使學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識(shí)點(diǎn)和編程題目時(shí)演練新知識(shí)點(diǎn)。這個(gè)舉措改變了學(xué)生僅通過(guò)讀程序來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)的傳統(tǒng)授課形式，把動(dòng)手能力培養(yǎng)引入理論課，這更加符合學(xué)習(xí)理論－學(xué)習(xí)理論如何應(yīng)用－實(shí)踐理論如何應(yīng)用的認(rèn)知規(guī)律，并把握住了在理論學(xué)習(xí)后立即消化吸收的最好時(shí)機(jī)。
　　實(shí)例的設(shè)計(jì)應(yīng)遵照培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的原則，結(jié)合整改后的教材重新整合教學(xué)內(nèi)容。在課堂上引入有助學(xué)生理解面向?qū)ο笏枷氲某绦蛟O(shè)計(jì)題目，力求學(xué)生在掌握知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)面向?qū)ο笏枷氲暮暧^把握能力，以達(dá)到提高學(xué)生再學(xué)習(xí)的能力。下面以一個(gè)摘自清華大學(xué)出版社的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與visual c++6.0教程》[3]中第4.7.2節(jié)的例子來(lái)闡明本文的觀點(diǎn)。程序代碼如下：
　　【例4-20】 類作用域及生存期舉例。
　　
　　(1)#include
　　(2)#include
　　(3)class Test
　　(4){public:
　　(5)Test(int a)
　　(6){i=a;
　　(7)cout<<"Test:"<　　(8)private:
　　(9)int i;};
　　(10)void fun1(int n)
　　(11){static Test t1(n); //定義靜態(tài)對(duì)象t1
　　(12)cout<<"fun1:"<　　(13)void main()
　　(14){Test t2(188);
　　(15)fun1(18);
　　(16)fun1(28);}
　　
　　本書(shū)通過(guò)一個(gè)在函數(shù)中定義靜態(tài)對(duì)象t1的例子并演示其執(zhí)行結(jié)果，旨在讓學(xué)生加深掌握本節(jié)的核心知識(shí)點(diǎn)：對(duì)象的生存期。這個(gè)例子的局限性在于：它只向?qū)W生展示了靜態(tài)對(duì)象的創(chuàng)建與終止時(shí)間，而缺乏對(duì)其他對(duì)象的生存期及作用域的關(guān)注。為了使例子涵蓋更全面的知識(shí)點(diǎn)、承擔(dān)更多的教學(xué)功能，本文對(duì)其做如下4個(gè)延展。
　　1) 在Test類定義中插入一個(gè)輸出i當(dāng)前值的display無(wú)參函數(shù)，并在第15行后插入t1.display();語(yǔ)句。使例子涵蓋與生存期密不可分的作用域知識(shí)點(diǎn)。
　　2) 在第12行后插入Test g_t(33);語(yǔ)句。全局對(duì)象g_t的添加改變了執(zhí)行結(jié)果，學(xué)生可以從中掌握靜態(tài)對(duì)象之外的其他對(duì)象的生存期。
　　3) 在原程序上添加析構(gòu)函數(shù)的定義。這個(gè)延展既復(fù)習(xí)4.4.2節(jié)析構(gòu)函數(shù)的定義，又以靜態(tài)對(duì)象與全局對(duì)象的生存期知識(shí)為鋪墊，考察學(xué)生對(duì)析構(gòu)函數(shù)調(diào)用時(shí)機(jī)的掌握。
　　4) 定義一個(gè)同名不同內(nèi)容的Test類引起命名沖突，以引入4.8名空間的內(nèi)容。
　　
　　本文為例4-20添加兩個(gè)知識(shí)難點(diǎn)的應(yīng)用：全局對(duì)象的生存期；作用域與生存期的區(qū)別。復(fù)習(xí)前面的知識(shí)重點(diǎn)：析構(gòu)函數(shù)。引入后繼的課程內(nèi)容：名空間。這4項(xiàng)擴(kuò)充使原本一個(gè)單一功能的例子包含更多的知識(shí)難點(diǎn)，并具有承前啟后的作用。
　　3實(shí)例在課堂上的應(yīng)用法則
　　在理論課程中以實(shí)例教學(xué)為主導(dǎo)是本文的研究重心和特色。為使實(shí)例在教學(xué)中的效果達(dá)到最大化，做到真正提高學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力、加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力，我們需要在教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式3方面進(jìn)行改革，以完善面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的教學(xué)體系改革。
　　教學(xué)內(nèi)容與教材建設(shè)的改革是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證和前提，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式是取得良好教學(xué)效果的橋梁[4]。在實(shí)施教學(xué)模式、方法與手段改革的過(guò)程中，讓教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，在教學(xué)過(guò)程中樹(shù)立以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，正確處理傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)之間的關(guān)系；改變 “教師單向灌輸”的教學(xué)模式，開(kāi)展啟發(fā)式、討論式和研究式教學(xué)；可根據(jù)學(xué)生水平進(jìn)行分級(jí)教學(xué)、因材施教。此外，結(jié)合當(dāng)前流行技術(shù)，進(jìn)行以案例教學(xué)為內(nèi)容的研究式教學(xué)模式的探索。具體來(lái)說(shuō)，就是教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)編程題目的教材整改，在理論課上要求學(xué)生認(rèn)知所學(xué)知識(shí)點(diǎn)和理解相關(guān)實(shí)例后，解答相關(guān)問(wèn)題或完成編程題目的編寫，以完成理論認(rèn)知到實(shí)踐應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。在學(xué)生完成任務(wù)的過(guò)程中，教師除了要強(qiáng)化過(guò)程管理與規(guī)范課程的過(guò)程監(jiān)控之外，還要給予學(xué)生恰當(dāng)?shù)膮f(xié)助指導(dǎo)，在不影響學(xué)生獨(dú)立思考和分析總結(jié)的前提下，幫助學(xué)生把握解題的宏觀方向。
　　在第3節(jié)的例子中，本文為例4-20添加了4項(xiàng)功能延展。第1項(xiàng)延展中教師為例子添加一個(gè)函數(shù)定義與函數(shù)調(diào)用，要求學(xué)生給出程序執(zhí)行結(jié)果，以考察學(xué)生對(duì)靜態(tài)對(duì)象的作用域的掌握，由上一個(gè)知識(shí)點(diǎn)——靜態(tài)對(duì)象的生存期自然過(guò)渡而來(lái)。因?yàn)樽饔糜蚺c生存期是兩個(gè)關(guān)系緊密有極易混淆的概念，絕大多數(shù)教材都把它們放在同一章節(jié)利用對(duì)比法進(jìn)行介紹，所以學(xué)生通過(guò)實(shí)例觀察靜態(tài)對(duì)象的生存期后，容易聯(lián)想到它的作用域問(wèn)題。此時(shí)教師不需引導(dǎo)啟發(fā)就可以讓學(xué)生獨(dú)立解決這個(gè)問(wèn)題。第2項(xiàng)延展讓學(xué)生對(duì)添加一個(gè)全局對(duì)象后的例子給出執(zhí)行結(jié)果，加深學(xué)生對(duì)生存期的理解。雖然學(xué)生已經(jīng)掌握了靜態(tài)對(duì)象的生存期，但全局對(duì)象是否等同于靜態(tài)對(duì)象對(duì)學(xué)生是需要思考的問(wèn)題，這時(shí)教師要巧設(shè)疑問(wèn)，以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)類比靜態(tài)類型與全局類型的關(guān)系來(lái)解決當(dāng)下的問(wèn)題。第3項(xiàng)延展要求學(xué)生改寫程序，在類定義中添加析構(gòu)函數(shù)定義后，說(shuō)出對(duì)程序執(zhí)行結(jié)果的影響。定義析構(gòu)函數(shù)屬于復(fù)習(xí)舊知識(shí)點(diǎn)，隨后在這個(gè)例子中提出靜態(tài)對(duì)象與全局對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)自動(dòng)調(diào)用時(shí)機(jī)問(wèn)題。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是沒(méi)有接觸過(guò)的新內(nèi)容，需要教師在學(xué)生思考3到5分鐘后做出適當(dāng)?shù)闹v解。第4項(xiàng)延展需要學(xué)生思考如何解決命名沖突問(wèn)題，從而引入名空間的概念。教師可以以提出任務(wù)的方式引發(fā)學(xué)生積極思考解決方法。
　　通過(guò)上述分析，我們可以看出，改編后的實(shí)例為學(xué)生設(shè)計(jì)了4個(gè)難度的問(wèn)題，它符合學(xué)習(xí)規(guī)律的認(rèn)知梯度，對(duì)學(xué)生能力提出不同的考驗(yàn)，因此，老師要應(yīng)對(duì)不同的指導(dǎo)方式，創(chuàng)設(shè)符合課堂實(shí)際境況的實(shí)踐氛圍。相應(yīng)地，我們可以把設(shè)計(jì)的實(shí)例以及教師指導(dǎo)模式歸納為如下4類。
　　第1類：駕輕就熟型。教師可以放手讓學(xué)生獨(dú)立完成，盡量不去干擾學(xué)生的思路，讓學(xué)生體驗(yàn)獨(dú)立完成任務(wù)的成就感。上面提到的第1項(xiàng)延展即屬于此類。根據(jù)教學(xué)安排與題目難度，學(xué)生能毫不費(fèi)力地給出題目答案。教師把這類題目放在前面，給予學(xué)生繼續(xù)答題的興趣與克服困難的自信心。
　　第2類：稍加思索型。教師在保證學(xué)生充分思考的前提下，可以給出簡(jiǎn)單提示，盡可能讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中少走彎路。比如上述第2項(xiàng)延展考查的是全局對(duì)象的生存期，學(xué)生容易把靜態(tài)對(duì)象生存期問(wèn)題生搬硬套到此題目，這時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧前面學(xué)習(xí)過(guò)的靜態(tài)變量與全局變量的區(qū)別。
　　第3類：絞盡腦汁型。這類問(wèn)題不局限于課本知識(shí)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，教師需要將其當(dāng)做新知識(shí)并以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式詳細(xì)講解。上述第3項(xiàng)延展就屬于此類問(wèn)題，學(xué)生要根據(jù)析構(gòu)函數(shù)的作用與對(duì)象的生存期推導(dǎo)出答案。這對(duì)學(xué)生的分析總結(jié)能力提出一定考驗(yàn)，至少半數(shù)學(xué)生會(huì)對(duì)此問(wèn)題一籌莫展。對(duì)此問(wèn)題，教師僅僅公布答案并簡(jiǎn)單講解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而需要將其作為重點(diǎn)難點(diǎn)為學(xué)生分析解題方法和思路。
　　
　　第4類：無(wú)計(jì)可施型。這類問(wèn)題設(shè)計(jì)的目的是為了激發(fā)學(xué)生好奇心，以引出后面的內(nèi)容。教師可以以輕松的互動(dòng)模式，讓學(xué)生在他們現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)上充分發(fā)揮創(chuàng)造性，提出自己的解決方案。老師要對(duì)這些方案給予及時(shí)的歸納總結(jié)。比如教師在上述第4項(xiàng)延展中提出命名沖突問(wèn)題，此時(shí)并不期望學(xué)生以現(xiàn)有能力加以解決，它只是讓學(xué)生留意到這個(gè)常見(jiàn)并易忽略的編程方法，從而引出后面要學(xué)的知識(shí)。
　　4結(jié)語(yǔ)
　　本文研究目標(biāo)旨在改革現(xiàn)有的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容與模式，以培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才為出發(fā)點(diǎn)，切實(shí)提高學(xué)生的思考能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，進(jìn)而保證該課程教學(xué)的高質(zhì)量并保持高校培養(yǎng)人才面向市場(chǎng)的特色。為達(dá)到這個(gè)目的，我們對(duì)教材實(shí)踐部分進(jìn)行擴(kuò)充和教學(xué)方法改進(jìn)，使教學(xué)內(nèi)容充實(shí)化、教學(xué)模式多樣化和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣最大化，進(jìn)而提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，力求使學(xué)生更符合當(dāng)今市場(chǎng)需求，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 葉衛(wèi)華. 淺談案例教學(xué)法的作用[J]. 職業(yè)圈現(xiàn)代