高校C++語言課程的教學探討與實踐

董超群

(中國石油大學(華東)信息與控制工程學院，山東青島266555)

高校C++語言課程的教學探討與實踐

董超群

(中國石油大學(華東)信息與控制工程學院，山東青島266555)

結合C++語言課程的特點，精心選擇教學內容，綜合應用各種教學方法和模式，優化組合教學手段，靈活運用各種教學設備和資源，采取由淺入深、循序漸進的方式開展教學工作;不斷踐行教學改革，強化上機實踐教學環節，注重學生能力培養;教學實踐表明，較好地完成了教學任務，解決了教學過程中遇到的關鍵問題，取得了預期的教學改革研究成果，提高了學生利用計算機程序語言解決實際問題的能力，教學效果良好。

C++語言;教學研究;教學實踐

C++語言是目前很多高等院校為大一新生開設的計算機程序設計入門語言課程，是學生接觸和學習的第一門計算機語言;其主要任務是結合一般數值計算問題和工程實際問題向學生介紹計算機程序設計的基本知識，使學生掌握C++語言的基本內容、程序設計的基本方法和編程技巧，培養學生面向對象程序設計的思想以及對問題的抽象處理能力，提高學生利用計算機分析和解決實際問題的能力，為進一步學習后續專業課程和計算機課程打下基礎;作為入門程序語言課程，給教師的教、學生的學以及教學互動活動的順利開展提出新的挑戰。筆者結合課程特點和教學實際，在教學計劃制定、教學內容設置、教學手段改進、教學方法研究、教學網站開發、教學改革實踐等多方面進行了一系列的教學探討和實踐工作。

一 精選教學內容，優化教學思路

C++語言具有種類繁多的數據類型和復雜多變的語法結構，其功能豐富、設計靈活、兼具過程化程序設計和面向對象程序設計等諸多特點;課程的教學不但要求教師自身具備良好的知識結構和教學水平，也要求學生具有敏捷的思維和靈活的邏輯設計能力，使得其成為一門難教難學的課程。課程內容繁多，教師在教學過程中不能拘泥于細節，在有限的授課學時內不可能也沒必要做到面面俱到，必須突出重難點和實用性，教會學生基本的語法概念、設計思想和編程方法，重點從思維和算法上引導學生，使其能正確運用C++語言編寫程序。對于C++的數據類型、語法結構、程序流程、數組、指針、引用、類與對象、繼承與派生、多態性與虛函數等基礎知識應重點講解，對于數組、指針、繼承、多態性等難點內容應反復闡明［1］;具體課程內容的講授和教學任務的實施按照以下四個層次逐層推進。

(一)第一層次，基礎編程知識儲備

以語言為主線，結合程序片段或簡短小程序介紹C++的語言構成及語法規則，使學生學會C++語言的基本使用。注重從語言的系統實現、設計背景及執行環境等多個角度講授C++的語言成份，使學生知其然并知其所以然。例如在講述數組與指針的關系時，指出數組名就是該數組的首地址，對某數組a來說，a［i］被編譯為*(a+i)進行處理，使學生真正搞清數組越界的本質;在講述構造函數和析構函數時，指出構造函數用于申請資源、析構函數用于釋放資源，讓學生深入理解這兩個函數的功能和作用。

(二)第二層次，簡單小型程序設計

以小型結構化程序的設計與應用為主線，通過實驗和作業應用和鞏固第一層次的教學成果。實驗題目及課后作業的選題合適與否直接關系到本層次教學工作的效果，為此需要教師緊密結合學生的知識結構和興趣愛好選取他們喜聞樂見的例題。例如結合數學方程ax2+bx+c=0的求解可以訓練和鞏固比較運算符及選擇結構程序編寫等多個知識點;結合矩陣轉置或冒泡排序可以讓學生應用數組和多重循環嵌套;編制個人所得稅計算器、超市收款機等實際程序;探索猴子吃桃、斐波拉切數列、九宮圖、哥德巴赫猜想等經典問題的求解。通過以上實際數學問題或生活問題的求解和探索，讓學生做到寓學于樂、學以致用。

(三)第三層次，復雜應用程序開發

以較為復雜的應用程序開發為主線，引導學生靈活應用C++語言解決有一定難度的實際問題。教師以一些較為復雜的應用問題為牽引，由淺入深地介紹程序設計中的典型算法(如迭代、遞歸、回溯等)，并融合數據結構和程序設計方法等方面的知識，深化學生對C++語言的認識、提高學生解決實際問題的能力。例如對八皇后問題、迷宮問題的探索，使學生了解回溯法的思想及數據結構的設計、領會“分而治之”的程序設計思想。

(四)第四層次，課程設計項目實訓

以程序設計實習(課程設計實訓)課題的研究與開發為主線，通過為期兩周的分組課程設計實訓，促進學生應用C++語言編程解決實際問題。為了避免傳統課程設計中教師包攬選題和設計思路等因素造成的弊端，采用研究型課程設計方法［2］，讓學生自主選擇力所能及的題目，采用科學研究的方法解決所選擇的課題:(1)學生根據自己的興趣及特長在校園生活、商業科技、交通環保等多種社會生活領域進行選題，小組成員自由組合，教師負責對所選題目的研究意義、可行性及工作量進行審查，選題靈活多樣;(2)在整個課題的設計和開發過程中，均以學生為主體，以學生的興趣為導向，教師以“導師”的身份出現，引導學生參與到實訓項目之中，為學生提供技術支持，側重檢查項目完成情況，并適時為學生歸納總結編程技巧和語法知識，即教師只需進行階段性的把關，充分發揮學生的主動性和創造性;(3)充分考慮研究型課程設計選題的多樣性、軟件本身的復雜性以及設計過程中一些不可預知的困難因素，最終學習成績以題目難度、設計方案是否正確可行為主要考核指標，讓每個學生都親自參與并體驗整個軟件開發過程，注重過程訓練，淡化考核結果。通過這種較大規模軟件開發的實踐，學生不僅可提高軟件開發水平和合作能力，還可有意識地將計算機技術應用到各行各業，實現學有所用。

二 改進教學方法，完善教學手段

作為入門語言，課程的教學切忌照本宣科，必須合理編排教學內容、綜合應用各種學生容易接受的教學方法和教學模式，優化組合教學手段、靈活運用各種教學設備和教學資源，采取由淺入深、循序漸進的方式開展教學活動。

(一)理論聯系實際，綜合應用各種教學方法

開課伊始需要教師結合學生的知識結構和專業特點，選取實際校園生活、科學數值計算、軟件程序開發等領域的典型應用示例說明C++語言的作用和功能，讓學生對課程產生興趣，改變學生對課程的錯誤認識和理解，打消學生的畏難情緒和厭學思想。具體授課過程中，教師精心編排教學內容、合理安排授課時間:(1)對于很簡單的基礎知識，提前要求學生預習和自學，課堂上一帶而過;(2)對于課程的重點知識，教師重點講解和說明，并在實驗和作業中反復練習;(3)對于抽象難懂的難點內容，有意將其分散，以縮小臺階，循序漸進。綜合應用實例教學法、問題教學法和任務驅動法教學法，開展啟發式、引導式、互動式和項目驅動式教學。

第一，采用生動形象的比喻闡釋抽象的概念。C++中很多概念對于初學者而言，顯得抽象而深奧，教師如果能在講課中適當地運用形象生動的比喻，常常會使許多看似深奧的概念變得淺顯易懂。課堂上采用通俗易懂的大白話、運用恰當的比喻可以促進學生對抽象概念的理解，激發其學習興趣、增強其學習自信心。

第二，采用啟發引導教學法引入新的知識點。心理學家認為學生從事新的有意義的學習時必須有適于新知識的原有認知結構，學生的學習是一個同化自身認知結構的過程。因此在講授新的知識時，教師宜采用啟發引導的方式，通過回顧以前講授過的相關內容，設置新的疑問，引導學生在思考問題、解決問題的過程中自然而然、不知不覺地接受新知識、吸收新思想。

第三，采用實例教學法，密切聯系實際，寓語法知識于實例中。部分教材上的示例程序純粹是為了說明語法概念和語法規則而編寫的，沒有實用價值，讓人讀來枯燥無味，因而有必要采用一些解決實際問題的實例，讓學生體會到學有所用，激發其學習動力。摒除以往以教材為中心的傳統教學模式，以精選的實例程序為中心，把學習重點放在具體實例的講述上，把枯燥機械的語法規則融入到具體實例中，讓學生在應用中學習。

第四，采用問題教學法，設置疑問引導學生思考和探索。問題是最好的老師，沒有問題就沒有深入。問題教學法通過提出問題、分析問題、討論問題、解決問題等環節讓學生更深入的開展學習，激發其學習主動性。

第五，采用任務驅動教學法開展項目驅動式教學。將教學內容設計成一個或多個具體的項目，以解決學生熟悉的現實問題為導向，引導學生學習知識:(1)以一個個項目為主線展開教學，把相關知識點融入到項目的各個環節之中，通過對問題的深化或功能擴充來拓寬知識的深度和廣度，直至得到完整的項目解決方案;(2)讓學生帶著任務學習，學習目的明確，讓學生感到學的知識有用、學的知識能解決實際問題;(3)可以極大地調動學生的積極性，學生在完成一個與他們實際生活或學習密切相關且有趣的項目時，他們會專心致志、樂此不疲;(4)創設任務情景，使枯燥、困難的編程趣味化，活躍課堂氣氛、寓學于樂。

(二)優化教學手段，靈活運用各種教學資源

在教學實踐過程中教師需要與時俱進、精心準備，結合課程特點和教學內容合理應用現代化的教學手段和教學資源。

第一，發揮多媒體教學的優勢，提高課程教學質量。結合課程內容，教師有選擇地使用多媒體教學，給學生營造良好的學習環境。多媒體教學能同時運用文字、圖形、圖像、聲音、動畫等信息對學生進行綜合刺激，能以超文本、超鏈接的方式組織、管理教學材料，具有形象、直觀、生動、交互性好、信息量大、節省課時等諸多特點。對于一些抽象的、學生難以理解和接受的內容，運用多媒體可以進行直觀展示和動態模擬，激發學生的學習熱情和興趣、引發學生的想象力和創造力，加深其對問題的理解，從而提高教學效率和教學質量。

第二，開發互動網絡教學平臺，拓寬學生學習途徑。平臺集教學大綱、教案課件、課后作業、上機指導、知識自測、課程題庫等多種資源于一體，可實現資源下載、網絡答疑、師生論壇等系統功能，給學生提供集成化的學習環境，是教師和學生、學生和學生之間的交流平臺。網絡教學平臺的應用，可以有效克服教材內容的單一性和封閉性，利用網上資源推動開放式、發現式、創新式學習。

三 踐行教學改革，提高教學質量

教學工作是一個需要不斷實踐、摸索、改進和完善的系統工程，需要教師積極地參與教學改革與實踐，不斷的完善教學內容、優化教學思路、改進教學手段、優化教學方法［3］。筆者在長期的教學實踐和改革過程中，完成了一系列教學探討和研究工作、解決了課程教學過程中的關鍵問題、取得了預期的教學改革研究成果。

(一)開發互動網絡教學平臺，改進教學手段，精心制作多媒體課件，優化教學方法

網絡教學平臺以課程教學網站為核心，通過教學資源下載、學習資料搜索、課程題庫建設等方式擴充課程內容信息量，擴大了教學廣度;通過知識自測、網絡答疑、師生論壇等形式拓寬學生的學習途徑，加大了學習深度。精心制作了結構嚴謹、圖文并茂、音像俱全、兼顧課堂教學和學生自學的高水平多媒體課件，將一些難以用語言或教具表達的教學內容和資料直觀形象的傳達給學生，輔助教師講授重點難點內容，起到了事半功倍的作用和效果。

(二)強化上機實踐教學環節，改革考核方式，培養學生的競爭意識，注重能力培養

程序設計是一門實踐性很強的課程，學生必須通過上機實踐操作才能掌握所學的知識。“The only way to learn a new programming language is by writing programs in it”，只有保證了實踐教學環節的教學質量，才能真正提高學生的上機動手能力和編程調試能力。為此需要教師認真準備、精選實驗內容;重點讓學生自己動手編程，對學生的問題，采用提示或啟發方式給予解答。改革考核方式，課程的最終成績由平時成績、實驗課成績、筆試成績和上機考試成績共同決定，主要考核學生對基礎知識、基本概念的掌握和編寫程序、調試程序的能力。教學中后期組織學生進行程序設計大賽，培養學生的協作意識、競爭意識和創新意識。

四結 論

教學實踐表明，通過不斷的教學實踐與改革，較好的完成了教學任務、解決了教學過程中遇到的關鍵問題、取得了一系列教學改革研究成果，培養了學生面向對象程序設計的思想，提高了學生利用計算機分析和解決實際問題的能力，為進一步學習后續計算機課程或專業課程打下了很好的計算機語言基礎，教學效果良好。

［1］譚浩強．C++程序設計［M］．北京:清華大學出版社，2004．

［2］李海文．研究型學習在程序設計實踐課程中的嘗試［J］．電氣電子教學學報，2003，25(6):15 －18．

［3］吳乃陵．面向對象C++程序設計教學改革［J］．電氣電子教學學報，2003，25(2):9 －11．

G642

A

1674－5884(2012)01－0093－03

2011－11－08

董超群(1978－)，男，湖北荊州人，講師，工學碩士，主要從事信號與信息處理、計算機測控技術、程序設計與軟件開發等方面的教學和科研工作。

(責任編校 謝宜辰)