應用型本科院校《C++程序設計》課程體系教學整合研究

喻洋平

摘 要：《C++程序設計》課程教學一直是基于語法體系的，采用在課堂講授語法、上機驗證程序，強調語法規則的掌握。課程應從宏觀上把握課程教學體系，堅持整體性原則，注意和其他相關課程之間的橫向聯系，強調教學的目應該使學生逐步掌握程序設計的思想和方法，即算法。隨著信息技術的發展，必須及時整合課程體系、教學內容、教學方法、教學手段和考核方式，構建《C++程序設計》大課程教學體系。

關鍵詞：C++程序設計；算法；整合

本課題是江西教育考試招生“十二五”規劃課題《應用型本科院校程序設計課程教學體系建設的研究與實踐-----以江西科技學院試點本科為例》階段性成果之一（課題批準號：1361）

1 《C++程序設計》及相關程序設計課程教學中存在的問題---片面強調語法

第一、學校在教學計劃中設置了多門程序語言的課程，目的是使學生掌握更多的語言，便于就業。但在這些程序設計類課程的教學大綱中過多地強調語法，對付考試，這就導致了程序設計課程的教學重點出現偏差，甚至本末倒置，喪失了學習語言課的目標；第二、由于現在的課程教學是基于語法體系的，并且采用在課堂語法、上機通程序的教學模式，教師只能將課本的程序語法規則和程序設計例題講解給學生，把教材作為指定的讀本，學生上機實驗也是一種驗證式的工作。在這種教學模式下，教師往往把很大力，甚至是主要精力放在特定語言的語法規則和語義上。這樣做其實是不自覺地把程序設計課上成了程序語言課，沒有真正去區別程序設計和程序語言這兩者之間的不同。第三、在教學過程中，程序設計課程的教學一般圍繞語言本身的體系展開，孤立地教授語言本身的語法知識，把低級語言與高級語言硬性割裂開來，把面向過程的語言與面向對象的語言硬性割裂開來分，把各種面向對象的語言硬性割裂開來分，把語言課程與算法課程硬性割裂開來分。

2 《C++程序設計》教學內容整合研究

2.1 教學內容整合思路

依據程序設計課程特點和實際需要，在教學過程中，注重學生分析問題和解決問題能力培養，將理論課與實驗課進行整合，使學生感覺到堂堂都是實驗課，調動了學生自主學習的積極性。這樣即保證了課程內容的充實，又能作到信息量大；即避免了理論和實踐的脫節，又避免了內容的重復講授，使學生感到學有所值，學有所用。為此，我們精選了大量的教學案例，制訂了課程知識點教學大綱，同時申報了院級網絡課件的項目，并將成果軟件運用于實踐教學。一年的實踐表明，學生的編程能力有顯提高，學習興趣較之以前有了大幅度提高。

2.2 C和C++語言的語法內容整合思路

C++的概念龐雜，難以理解，不容易深入，同時，C++新標準的出現使C++和數據結構的學習順序發生沖突：數據結構的先修課是C++，而C++的新特性中包含數據結構的內容，它們互為前提。要有效地解決這兩個問題，必須把C、C++和數據結構整合。需要注意的是，把C 作為C++的元語言，這時C++的概念就可以用C 程序嚴格地描述，避免C++解釋中的歧義性和模糊性，有利于理解，而且C++也就不必從開頭講起，我們可以直接講授C++相對C 的修正和補充部分，有利于深入。

2.3 語法教學內容難重點教學思想

語法是算法的基礎。從發展辯證的觀點認識語言中的地址、指針、數組等內在聯系，對于語言本質的把握具有良好的指導作用。

（1）指針的重要性

指針為C 語言編程提供了強大的支持，一個很好地利用了指針的程序會非常高效、簡潔和精致。學好指針也是為通用的數據結構和具體的標準模板庫的學習做準備，因為C++的STL 迭代器的機制是模擬指針的操作而設計[3]，迭代器是指針的高級形式。事實上，指針是數據和處理的中介：計算機處理的數據需要存儲，數據存儲是為了處理，處理一般通過指針找到存儲中的數據。程序語言的發展都會反映在指針的發展上。

指針在程序設計語言中，早期的體現形式就是匯編語言的物理地址，如何存儲和表示地址是指針演變的前提，于是，指針作為處理地址相關數據的數據類型就應運而生，隨著程序語言的發展，指針也在不斷豐富和抽象，在C++語言中，則發展為引用，迭代器，功能更加豐富和強大。在指針語法講解的時候，采用簡單圖示教學，形象易于理解。比如：指針是一種數據類型，在講解時，要引導學生將其同基本的數據類型的認識要統一起來，只不過它所處理的數據不同，是地址相關的信息。在基本概念理清后，確定幾條基本的學習定式并輔助于圖形理解：

指針包含了兩層含義：存儲了地址和指向了某個數據對象，指向的位置依賴于基類型和存儲的地址。例如整型指針變量P，存放了整型變量a的地址，p=&a;。

（2）指針和地址的關系

對于指針運算符、指針和數組的聯系，主要涉及到的運算符是&（取地址）和間接指向*。指針和數組的聯系中，要特別強調，數組是一種特殊的指針，是指針常量，數組名里面的存放的地址不能被改變，即不能作為左值。

需要注意的是，C語言語法學習和熟練是必須的，但是在教學內容的講授方面，普遍容易進入一個教學誤區：即以語法教學為主，算法教學次之。這樣一來，課程的教學方向和重點就發生了偏移，脫離了以實踐能力為培養目標的教學要求。這點在學時安排上需要注意分配。因此，通過調整教學計劃，將《數據結構》和先行課作為一個有機整體，使得相關課程教學計劃和進度進行針對性的關聯統一，突出語法為基礎，算法為重心。

機器語言發展到C 語言，作為機器語言要素的地址就要發展為C 語言的要素，這就是指針類型。指針是C 的類型，就應該和整型、字符型等語言內置類型一樣，具有自己的常量，因此，指針字面值常量的引入是不可避免的。而處理的需要又使指針一但出現就和數組構成一個整體，它們都以對方的存在作為自己存在的前提。這種整體性要求把一個變量等價于一個長度為1 的數組，把指向一個變量的指針看作是指向一個長度為1 的數組的指針。這種整體性的科學性需要二維指針和二維數組的定義來檢驗，例如，二維數組必須是一維數組的推廣，就像二重積分是一重積分的推廣一樣，而且它們在一定條件下可以互相轉化。

（3）指針和數組--相互依賴、相互作用的關系

相互作用是事物真正的終極原因。指針和數組是辯證的關系，那么把這種關系包含在指針和數組的定義中，這樣兩者之間聯系得到了統一。兩者的關鍵橋梁是：數組名（指針常量）。