非計算機專業C++程序設計課程教學改革探索

由育陽

摘 要：C++程序設計課程，是高校理工科專業普遍開設的一門實用性較強的應用型課程。文章從C++程序設計課程的特點出發，針對非計算機專業C ++程序設計課程教學中存在的問題，提出了非計算機專業C++程序設計課程教學改革的思路與設想。

關鍵詞：非計算機專業；C++程序設計；教學改革；高校

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2015）05-0068-03

在高等教育大眾化的背景下，伴隨著計算機技術的快速發展和應用范圍日益廣泛，非計算機專業C++程序設計課程，在理工類專業課程體系中占有越來越重要地位。傳統的教學方式由于內容枯燥，理論與實踐相互脫離，已經無法適應時代和社會的要求，因此，對非計算機專業C++程序設計課程進行教學改革就顯得尤為必要。

一、C++程序設計課程的特點

C++程序設計是最為經典的面向對象高級語言，是高等院校理工科專業普遍開設的一門實用性較強的應用型課程。與其他相關課程相比，C ++程序設計課程涵蓋知識更為豐富，具備設計語言功能豐富、表達力強和可移植性好等優點。對于非計算機專業的學生來說，C++程序設計課程的教學目的，是幫助學生掌握面向對象程序設計的基本原理、編程思想和編程算法，將學生領入計算機程序設計的大門，培養學生從計算機的視角分析問題、解決問題的能力，為今后在實際工作中進行軟件編程和運用計算機解決實際問題打下良好的基礎。

由于C++ 程序設計的語法規則多、抽象程度高，從教學效果來看，目前的教學方式方法與培養目標的要求和社會對人才的需求還有較大的差距。

二、C++程序傳統教學模式的弊端

C++程序設計是一種具有較強實用性的程序設計語言。本課程以面向對象的程序設計思想為主線，以通俗易懂的方法介紹C++語言，具有很強的理論性和實踐價值，是編程人員最廣泛使用的工具。C++面相對象程序設計是計算機專業的核心課程，“數據結構”、“設計模式”和“算法設計與分析”等課程也是該專業的基礎課程，其設計語言還有“ASP.Net”、“Oracle”和“C#”等課程，課程之間存在著很大相互關聯和相互啟發性，這些課程的學習和掌握，在一定程度上提高了學生的編程能力。而在非計算機專業的理工科專業中，由于受到各種因素的限制而沒有開設這些相關基礎課程。這就導致非計算機專業的學生如果以傳統的教學模式和教學方法學習C++程序設計課程的話，就存在一些弊病。

（一）案例枯燥，教法單一

長期以來，在非計算機專業的理工專業C++程序設計，教學過程中比較重視語法知識，注重語法細節，引入的案例都是以闡釋語法規則為目的，既抽象又枯燥無味。對非計算機專業的學生而言，難以理解和接受，學習起來自然沒有內在的學習積極性，導致課堂教學質量不高，學生學習興趣不濃。

（二）理論教學與實際應用相脫節

非計算機專業C++程序設計課程的教學，多采用先理論后實踐的教學模式。教學主要環節是上課—上機試驗—作業—考試。教師講解的語句語法多，要求記憶掌握的內容較多，忽略程序設計思維過程，而且課堂上所舉的例子往往是為完成某種程序功能而設計，普適性不強，相關知識聯系不緊密。在教學過程中學生缺乏合作開發實踐的鍛煉，缺乏軟件開發的基本訓練，結果導致學生常常不能融會貫通地理解所學內容，只是停留在使用的層面上，學了不會編程，不會應用，即使是不明白也問不出問題來。考試主要靠死記硬背，考試完了很快就遺忘了。在工作中面對實際編程問題時往往不知所措，只能完成了輸入程序代碼的輸入員工作，更不用說實現熟練使用C++語言編程解決實際問題了。

（三）難以滿足社會對人才的需求

伴隨著科學技術的快速發展和信息技術水平的日新月異，計算機技術在各個領域的應用日益廣泛，用人單位對非計算機專業的理工科畢業生的要求也越來越高，懂計算機，會編程序已經成為對理工類非計算機專業學生的普遍要求。因為相當多的理工科專業的學生畢業后，主要是到相關企事業單位擔任工程師和技術研發人員，解決生產與經營中遇到的各種問題。所以，在計算機技術越來越普及的情況下，編程已經成為理工科非計算機專業畢業生必備的一項基本技能。

然而C++語言編程課程的實際教學情況卻往往不盡如人意。一方面，中國的應試教育模式深入人心，學生應對考試的能力往往大于理論聯系實踐和獨立思考的能力，學生在學習中也比較看重考試的成績，對如何在今后的職業生涯中靈活運用C++語言編程的相關知識解決實際問題，既沒有明確的認識，也不知道在學習中該怎樣掌握相關的知識與技能。另一方面，非計算機專業的學生由于對社會不了解，往往認為編寫程序是計算機專業學生應該掌握的，自己只要適當了解一下程序就夠了。常常是教師考啥學生就學啥，缺乏舉一反三的思維能力和解決實際問題能力。

三、非計算機專業C++程序設計教學改革的

設想

（一）樹立科學的教學理念

教學理念，也叫教學觀念，是教師開展教學活動與教學研究的基本指導思想。在非計算機專業C++程序設計課程的教學活動與教學改革中，教師發揮著關鍵性的作用。因此，教師必須樹立正確的教學理念。具體說來，就是教師在思想上要把學生的利益放在第一位。所有教學設計、教學準備和教學手段的選擇都要以培養學生的創新能力和動手能力為基本的出發點。要求教師深入分析研究C++程序設計課程在非計算機專業人才培養模式和課程體系中的地位和作用，明確C++程序設計課程在培養非計算機專業人才創新能力方面的影響與作用。重點解決如何通過C++程序設計課程的教學活動，培養學生的創新意識，訓練學生的創新性思維，培養和訓練學生發現問題、分析問題和解決問題的能力的思想認識問題。

（二）探索新的教學模式

如前所述，傳統的教學模式在實現教學目的、培養合格人才方面存在種種弊端。為此，探索新的教學模式就成為非計算機專業C++程序設計課程教學改革的關鍵內容。

1.案例教學法。案例教學法是一種以案例為基礎的教學法，起源于1920年代，由美國哈佛商學院（Harvard Business School）所倡導，最早應用于醫學院和法學院，是一種以社會生活的實際案例為主要研究對象的教學法。案例教學法改變了教師單純傳授理論知識的教學模式，使學生由被動接受知識，變為主動學習和培養實際能力，大大縮短了教學情境與現實生活情境的差距。C++程序設計課程的案例教學法，要求教師在教學過程中，以現實生活中的實際例子為教學的切入點，以具體的實例和形象、直觀、生動的形式，給學生以身臨其境之感，有助于學生對相關知識的學習和理解。

在案例教學中教師將社會實踐中的計算機程序設計實例，依據C++程序設計課程的教學需要，進行編寫和設計，并運用啟發式等手段，鼓勵和引導學生積極參與討論。讓學生在對實際案例的分析研究中，既引發和培養對C++程序設計課程的學習興趣，又深入了解和掌握相關的理論知識。此外，在案例教學中，由于教學案例都來自于社會實踐，具有一定的實用性和趣味性，而且案例教學的方式方法也與單純的理論教學有很大的區別，因此，在調動學生注意力和調整學生的聽課狀態方面都有很大的益處。在C++程序設計課程進行案例教學時，學生還可以通過教師引導和教師與學生的互動交流與溝通，研究案例中的問題，主動學習C++程序設計的相關知識。在模擬解決各種實際問題的各種練習中，掌握C++程序設計課程的知識點。通過程序設計案例的討論，以及學生和教師之間的相互溝通，還可以培養和鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

2.引入CDIO教育理念及教學模式。CDIO是2001年由美國麻省理工學院聯合瑞典的查爾姆斯技術大學、林克平大學以及皇家技術學院等三所高校共同開發的一種全新工程教育理念和實施體系，也是近年來備受許多高校推崇的新型工程教育模式。

CDIO 的四個過程來源于產品（系統）的生命周期過程，是一種以產品研發到產品運行的生命周期為載體，對工程類專業的學生進行系統教育與培養的新型教學模式，其教學內容涵蓋了絕大多數的工程師必要的專業活動。

CDIO是英文單詞“構思”（Conceive）、“設計”（Design）、“實施”（Implement）、“運行”（Operate）的縮寫。

CDIO 的教學理念，是讓學生以主動的、實踐的，以及注重課程之間有機聯系的方式進行學習。CDIO的教學模式是以項目開發、項目實施為教育的組織原則，通過具體項目設計將整個課程體系有機而系統地結合起來，圍繞實際項目或整體的項目案例設計教學內容和學生應該掌握的重要知識點，引導學生不斷地在項目中做和學，充分鍛煉學生的創新意識、創造能力和團隊合作精神。

引入CDIO 的教學模式，就是要在C++程序設計課程的教學工作中，按照產品或項目開發的基本程序，將社會的需求與C++程序設計的教學內容相結合，從技術層面上進行C++程序設計課程教學工作，讓學生在理論學習的基礎上掌握更多的實踐技能，使學生的學習中心從以理論知識學習為主，轉向以項目為首要。緊緊圍繞著項目開發與運行的各個環節，學習掌握C++程序設計課程理論體系。在針對具體項目設計的小組討論、師生交流和團隊合作過程中，了解C++程序設計課程的相關知識，鍛煉學生解決實際問題和團隊合作的能力。可見，CDIO教育模式的核心，是培養學生在企業環境下對項目系統進行構思、設計、實施、運行的能力，能夠有效地提升學生的個人能力、職業能力、團隊精神和交流能力。

（三）系統培養學生的創新能力

伴隨著我國改革開放的深入和經濟的快速發展，無論是國家的進步還是企業的發展都對創新人才的培養提出了十分緊迫的要求。C++程序設計語言是大學計算機教育的核心課程，在培養學生創新能力方面承擔著重要任務。一般說來，創新能力是指一個人運用所學的專業知識和理論，結合自己工作的實踐，不斷提出新思想、新創意、新方法和創造新事物的能力，包括創新意識、創新思維和創造性解決問題的能力，因此，創新能力是一個人多種能力的綜合。從C++程序設計課程的教學內容與過程來看，培養學生的創新能力應主要從以下幾方面著手。

1.培養學生的創新意識。學生創新能力的提升與學生是否具有創新意識關系十分密切。創新意識是一種銳意進取的精神理念，是一種勇于探索的工作態度。而這種創新意識的形成很重要的一點是人們對所從事的工作和所學習的知識具有濃厚的興趣。因此，在C++程序設計教學中培養學生的創新意識是一項十分重要的工作。教師要認真備課，精心設計教學內容，運用啟發式、討論式、互動式等多種教學模式，激發學生對C++程序設計的學習興趣，營造一種能夠不斷激勵學生積極探索新事物、接受新知識和掌握新技能的學習氛圍，激發和培養學生追求卓越與創新的意識。

2.培養學生的自主學習能力。在現今社會，受多種因素的影響，許多學生進入大學后，或者對自己未來的職業和人生規劃沒有明確的認識，始終處于一種迷茫狀態；或者是對自己將來的人生目標沒有進行詳細而科學的思考，定位也不夠準確，往往僅滿足于畢業后能找個好工作或是考取研究生。這些問題的存在，在一定程度上既影響了大學生學習積極性的調動與發揮，同時也限制了創新意識和創新欲望的激發。因此，教師要在C++程序設計教學中積極探索新的教學方式和教學手段，激發學生對C++程序設計相關知識的學習興趣，鼓勵學生在學習中對C++程序設計相關知識的探索、質疑和思考。變由教師主導的“要我學”為學生主導的“我要學”。從調動學生的學習興趣入手，激發學生的自主學習能力。

3.培養學生的探究能力。非計算機專業的理工科學生，畢業后無論是到科研院所從事科學研究工作，還是到企業從事具體的產品研發與生產工作，都需要有很強的探究能力。所謂探究，“原指科學家們研究自然界的科學規律時，所進行的科學研究活動。而科學探究作為一種科學學習方式，是學習者針對科學領域中的某個主題形成自己的問題，或者由教師提出要探索的問題，然后由學習者對問題進行分析，形成自己的假設，并通過科學實驗和觀察等檢驗自己的假設，直至解決問題，在探究活動的基礎上建構起對科學知識的理解和有關的方法、技能”。在C++程序設計教學中對學生探究能力的培養，就是讓學生在教師的引導下，模擬程序設計專家的工作過程，按照計算機程序設計的思維程序去探索學習的過程，從中學習計算機程序設計的科學方法，發展對計算機程序設計科學領域探究所需要的能力。

為此，教師要利用自己的專業特長和對社會實踐相關問題的了解和把握，結合C++程序設計的教學重點，選取相關程序設計問題，引導學生進行探究式的學習，讓學生在對理論知識的研究和對社會實踐問題的探討分析過程中，進行獨立思考和分析，自己得出結論。促使學生在學習的過程中，增進對科學探究的理解，體驗探究過程的心理感受，進而不斷提高學生在計算機程序設計方面的科學探究能力，引導和培養學生善于質疑、獨立思考、勇于探究的科學態度。

C++程序設計課程的教學改革是一項重要而又需要長期努力的工作，要求教師要有高度的責任感和改革意識，也需要學校相關部門的支持與配合，今后，我們將繼續努力，積極學習和借鑒國內外一些先進的教學成果，通過長期的積極探索與改革，不斷提升 C++程序設計課程的教學效果。

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