淺談?dòng)?jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課案例設(shè)計(jì)技巧

郭健杰

淺談?dòng)?jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課案例設(shè)計(jì)技巧

郭健杰

福建師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院

案例設(shè)計(jì)直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量，在設(shè)計(jì)案例時(shí)要從學(xué)生的整體水平、課程的教學(xué)目的、課程之間的關(guān)聯(lián)以及課程本身的重要性等多方面綜合考慮，并在教學(xué)過(guò)程中不斷調(diào)整完善。

案例設(shè)計(jì) 教授對(duì)象 教學(xué)目的

案例是一門(mén)課程教學(xué)的核心內(nèi)容，案例設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)效果。一個(gè)好的案例能夠啟發(fā)和加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解；反之，一個(gè)不合適的案例不但不能促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，甚至還可能造成誤解。要設(shè)計(jì)出適合教學(xué)的案例，應(yīng)把握以下幾方面的技巧：

1 案例設(shè)計(jì)要考慮所教授對(duì)象的整體水平

案例設(shè)計(jì)需要綜合考慮學(xué)生當(dāng)前的整體水平，并根據(jù)學(xué)生的總體水平來(lái)控制案例的難度，案例的難度要比學(xué)生當(dāng)前的整體水平略高。理由是顯而易見(jiàn)的，難度如果太低，學(xué)生已經(jīng)掌握，吸引不了學(xué)生的興趣，而且對(duì)學(xué)生也無(wú)促進(jìn)作用；難度如果太高，超出學(xué)生學(xué)習(xí)的能力范圍，會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)信心；難度比學(xué)生當(dāng)前的整體水平略高，則學(xué)生可以通過(guò)自己的努力來(lái)提高知識(shí)技能，達(dá)到課程的要求，同時(shí)也有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

比如在《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中設(shè)計(jì)了一個(gè)案例，是開(kāi)發(fā)一個(gè)《小區(qū)物業(yè)信息管理系統(tǒng)》，就這個(gè)案例本身來(lái)說(shuō)是個(gè)不錯(cuò)的案例，但是《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門(mén)課程是大學(xué)一年級(jí)新生第一學(xué)期學(xué)習(xí)的課程，對(duì)新生來(lái)說(shuō)連什么是程序都搞不清楚，一下子就進(jìn)入系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，對(duì)他們來(lái)說(shuō)難度太大，不易理解，會(huì)讓學(xué)生望而卻步，甚至還會(huì)降低他們學(xué)習(xí)的興趣。所以像《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這種基礎(chǔ)課程，案例設(shè)計(jì)不應(yīng)該過(guò)于龐大，過(guò)于復(fù)雜。《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門(mén)課最初的教學(xué)目的就是讓學(xué)生懂得什么是程序，能夠編寫(xiě)最基本的語(yǔ)句就夠了。至于讓學(xué)生明白什么是系統(tǒng)，如何開(kāi)發(fā)系統(tǒng)那是后續(xù)高級(jí)課程的任務(wù)。

假設(shè)在《基于.NET Framework 的Windows窗體應(yīng)用開(kāi)發(fā)》這門(mén)課中設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)案例：輸入2個(gè)數(shù)，輸出較大的那個(gè)數(shù)。估計(jì)多數(shù)學(xué)生看完這個(gè)例子會(huì)認(rèn)為太簡(jiǎn)單。這明顯就是一個(gè)考查if…else…句型的例子，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)他們已經(jīng)在《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和《Visual C# 2008程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》這兩門(mén)課程里對(duì)if…else…句型做了較多的練習(xí)，《基于.NET Framework 的Windows窗體應(yīng)用開(kāi)發(fā)》這門(mén)課就沒(méi)必要在基本句型上花費(fèi)太多的時(shí)間了，而是應(yīng)該進(jìn)入較為大型的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，讓學(xué)生明白什么是軟件，怎么開(kāi)發(fā)軟件。

上面兩門(mén)課程的案例就案例本身來(lái)說(shuō)沒(méi)什么問(wèn)題，只是把案例用在了不合適的課程，其實(shí)只要把這兩門(mén)課程的案例對(duì)調(diào)一下就可以了。

2 案例設(shè)計(jì)要能夠體現(xiàn)本門(mén)課程的教學(xué)目的

設(shè)計(jì)案例的目的是為了通過(guò)案例把知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，讓學(xué)生通過(guò)案例來(lái)加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，最終達(dá)到本門(mén)課程的教學(xué)目的。如何讓設(shè)計(jì)出來(lái)的案例能夠體現(xiàn)本門(mén)課程的教學(xué)目的呢？

首先，在設(shè)計(jì)案例前，需要弄清楚本門(mén)課程的教學(xué)目的是什么。每門(mén)課程都有每門(mén)課程的教學(xué)目的。比如《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門(mén)課程是讓學(xué)生掌握基本的句型，能夠編寫(xiě)一些小程序；《Visual C# 2008程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》這門(mén)課程是讓學(xué)生理解什么是面向?qū)ο螅趺催M(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蜷_(kāi)發(fā)；《基于.NET Framework 的Windows窗體應(yīng)用開(kāi)發(fā)》這門(mén)課程是讓學(xué)生掌握基于windows的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，懂得軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程。

然后，明確本門(mén)課程的教學(xué)目的后，就可以圍繞它來(lái)展開(kāi)案例設(shè)計(jì)。比如《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門(mén)課程是讓學(xué)生掌握基本的句型，可以針對(duì)這些常見(jiàn)的句型給每種句型分別設(shè)計(jì)一些案例將他們各個(gè)擊破，最后再補(bǔ)充一些總結(jié)概括性質(zhì)的案例，將這些基本句型盡可能多地囊括進(jìn)去；《實(shí)用軟件工程方法》這門(mén)課程是讓學(xué)生了解軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程，軟件開(kāi)發(fā)的四個(gè)階段：需求、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試具有同等重要的地位，所以在案例設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這四個(gè)階段要同等對(duì)待，不能厚此薄彼，只重點(diǎn)講解其中的一兩個(gè)階段，而忽略了其他階段；《軟件界面設(shè)計(jì)》這門(mén)課程是讓學(xué)生掌握軟件界面設(shè)計(jì)的技巧，在案例設(shè)計(jì)時(shí)我們重點(diǎn)要講解的是如何設(shè)計(jì)界面，至于開(kāi)發(fā)的部分可以少講，甚至不講。同時(shí)還要講解不同類(lèi)型軟件的界面設(shè)計(jì)，不能只講windows應(yīng)用程序的界面設(shè)計(jì)，而不講web應(yīng)用程序的界面設(shè)計(jì)。或者只講web應(yīng)用程序，不講windows應(yīng)用程序。

3 案例設(shè)計(jì)要考慮本門(mén)課程在學(xué)生專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中所處的階段和地位

設(shè)計(jì)案例的時(shí)候，要弄清楚學(xué)生目前已經(jīng)學(xué)習(xí)了哪些課程，以后還會(huì)學(xué)習(xí)哪些課程，這些課程里面有哪幾門(mén)跟本門(mén)課程相關(guān)。

以《Visual C# 2008程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》為例，學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)過(guò)了《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，像變量、數(shù)據(jù)類(lèi)型、分支語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句、數(shù)組等知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中已經(jīng)接觸過(guò)了，所以在講解這些知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候就沒(méi)必要花費(fèi)太多的時(shí)間和精力，只需通過(guò)一些簡(jiǎn)單的案例來(lái)給他們復(fù)習(xí)一下就可以，但是在復(fù)習(xí)的過(guò)程中要指出兩門(mén)課程中知識(shí)點(diǎn)的細(xì)微差別。比如char類(lèi)型的變量，在C語(yǔ)言中長(zhǎng)度是8位（1個(gè)字節(jié)），而在C#中是16位（2個(gè)字節(jié)）。當(dāng)然，教學(xué)過(guò)程中如果還能夠給學(xué)生指出為什么C#中char類(lèi)型的長(zhǎng)度要設(shè)計(jì)為16位（2個(gè)字節(jié)）就更好，因?yàn)榻?jīng)過(guò)解釋后學(xué)生就會(huì)更好地理解（說(shuō)明：為了能夠保存得下像漢字、日文、韓文等雙字節(jié)的字符。C#中將char類(lèi)型的變量的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成2個(gè)字節(jié)）。

《Visual C# 2008程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》這門(mén)課程之后還有《基于.NET Framework 的Windows窗體應(yīng)用開(kāi)發(fā)》和《Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)——ASP.NET》這兩門(mén)后續(xù)課程。前一門(mén)課主要是介紹用C#來(lái)開(kāi)發(fā)windows應(yīng)用程序，而《Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)——ASP.NET》主要是介紹用C#來(lái)開(kāi)發(fā)web應(yīng)用程序。在進(jìn)行《Visual C# 2008程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》案例設(shè)計(jì)的時(shí)候，windows應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)和web應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)可以適當(dāng)涉及，但是不能講解得太深入。

此外，在案例設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮這門(mén)課程在學(xué)生專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中所處的地位。像web專(zhuān)業(yè)和可視化專(zhuān)業(yè)的《網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面設(shè)計(jì)制作（PS、Flash）》，這門(mén)課程分為photoshop和Flash兩個(gè)部分，主要是介紹圖片處理和flash制作。在進(jìn)行案例設(shè)計(jì)的時(shí)候，就應(yīng)該和圖形圖像專(zhuān)業(yè)的案例有所區(qū)別。畢竟web專(zhuān)業(yè)和可視化專(zhuān)業(yè)不是主要培養(yǎng)美工的，對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)只要能夠用photoshop做基本的圖片加工處理和做一些簡(jiǎn)單的flash就可以了，所以案例設(shè)計(jì)的難度就不需要太高。

4 案例設(shè)計(jì)要兼顧其他課程的案例

在案例設(shè)計(jì)時(shí)，要向?qū)W生之前所學(xué)課程和當(dāng)前課程的任課老師了解他們所使用的案例，盡量避免出現(xiàn)同樣或者類(lèi)似的案例，否則會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，甚至影響老師在學(xué)生面前的形象（學(xué)生會(huì)誤認(rèn)為老師在抄襲案例），從而影響他們對(duì)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)熱情。

案例設(shè)計(jì)時(shí)還要兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。以web專(zhuān)業(yè)大二下學(xué)期為例，他們開(kāi)設(shè)的課程有《XML Web Service 開(kāi)發(fā)》、《.NET Framework 程序設(shè)計(jì)》、《基于.NET的需求分析和解決方案設(shè)計(jì)》、《UML 基礎(chǔ)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)》、《軟件測(cè)試基礎(chǔ)》、《Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這六門(mén)專(zhuān)業(yè)課程。就按一門(mén)課程讓學(xué)生開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)算，學(xué)生在一學(xué)期內(nèi)要開(kāi)發(fā)6套系統(tǒng)，就算是老師，同時(shí)開(kāi)發(fā)6套系統(tǒng)也會(huì)搞得暈頭轉(zhuǎn)向，更不用說(shuō)學(xué)生了。更何況很多系統(tǒng)還是類(lèi)似的信息管理系統(tǒng)，學(xué)生開(kāi)發(fā)都覺(jué)得厭煩了。所以并非所有課程的案例都是開(kāi)發(fā)一個(gè)比較大的系統(tǒng)，有時(shí)用一些小程序能夠說(shuō)明問(wèn)題即可。

5 案例設(shè)計(jì)要在課程實(shí)踐中不斷完善，以適應(yīng)教學(xué)的需要

一個(gè)案例設(shè)計(jì)的好壞，不單單是看這個(gè)案例的內(nèi)容，更重要的是看它在實(shí)際教學(xué)中的效果。設(shè)計(jì)再好的案例也難免在實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)一些意想不到的情況。筆者在《Visual C# 2008程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》這門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中就出現(xiàn)這樣的情況。在講完抽象方法和抽象類(lèi)這節(jié)內(nèi)容后，我設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)案例給學(xué)生做練習(xí)：

編寫(xiě)一個(gè)抽象類(lèi)和四個(gè)派生類(lèi)，要求如下：

抽象類(lèi)Sharp（形狀）

有3個(gè)屬性：長(zhǎng)length、寬width、半徑radius

（注：屬性在不同的派生類(lèi)中代表的意義可能不同）

2個(gè)抽象方法：計(jì)算周長(zhǎng)perimeter（）、計(jì)算面積area（）

派生類(lèi)Triangle（三角形）

繼承的3個(gè)屬性長(zhǎng)length、寬width、半徑radius分別用來(lái)代表三角形的三條邊

實(shí)現(xiàn)抽象方法perimeter（）和area（）

編寫(xiě)一個(gè)帶參的構(gòu)造函數(shù)（創(chuàng)建對(duì)象時(shí)可以傳入三角形三邊的長(zhǎng)）

三角形面積求法：s=周長(zhǎng)的一半，面積=（s*（s-長(zhǎng)）*（s-寬）*（s-半徑）的開(kāi)方，使用Math.Sqrt（）這個(gè)方法求開(kāi)方

派生類(lèi)Square（正方形）

繼承的屬性長(zhǎng)length代表邊長(zhǎng)，其他屬性不使用

實(shí)現(xiàn)抽象方法perimeter（）和area（）

編寫(xiě)一個(gè)帶參的構(gòu)造函數(shù)（創(chuàng)建對(duì)象時(shí)可以傳入正方形的邊長(zhǎng)）

派生類(lèi)Circle（圓）

繼承的屬性長(zhǎng)radius代表半徑，其他屬性不使用

實(shí)現(xiàn)抽象方法perimeter（）和area（）

編寫(xiě)一個(gè)帶參的構(gòu)造函數(shù)（創(chuàng)建對(duì)象時(shí)可以傳入圓的半徑）

圓周率取3.14

派生類(lèi)Rectangle（長(zhǎng)方形）

繼承的屬性長(zhǎng)length代表長(zhǎng)，width代表寬，radius屬性不使用

實(shí)現(xiàn)抽象方法perimeter（）和area（）

編寫(xiě)一個(gè)帶參的構(gòu)造函數(shù)（創(chuàng)建對(duì)象時(shí)可以傳入長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬）

測(cè)試這四個(gè)派生類(lèi)

分別創(chuàng)建四個(gè)圖形，輸出他們的周長(zhǎng)和面積

在筆者負(fù)責(zé)的2個(gè)班級(jí)中，其中一個(gè)班級(jí)大多數(shù)學(xué)生能夠獨(dú)立完成，并且掌握了抽象類(lèi)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到了教學(xué)目的。可是同樣的案例，在另外一個(gè)班的教學(xué)效果就沒(méi)那么明顯，大多數(shù)學(xué)生只能完成其中的一部分。主要原因是上學(xué)期他們班級(jí)的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門(mén)課程掌握得不好，從而影響了后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

為此，需要對(duì)案例進(jìn)行調(diào)整，先以示范的形式引導(dǎo)他們寫(xiě)好了抽象類(lèi)Sharp（形狀）和派生類(lèi)Triangle（三角形）并進(jìn)行了測(cè)試，然后讓學(xué)生仿照派生類(lèi)Triangle（三角形）去編寫(xiě)剩下的三個(gè)派生類(lèi)，并完成類(lèi)的測(cè)試。雖然學(xué)生主動(dòng)思考的能力不是很強(qiáng)，但是模仿的能力卻不差，很多人很快就仿照我寫(xiě)好的派生類(lèi)Triangle（三角形），把剩下的三個(gè)類(lèi)都寫(xiě)好了，并進(jìn)行了測(cè)試，基本上掌握了抽象類(lèi)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。