信息與計算科學專業C++程序設計實驗教學探討

周雪剛　孫麗英

摘要：本文首先分析了信息與計算科學專業C++程序設計實驗教學中存在的一些問題，然后討論了如何針對信息與計算科學專業的特點，提出了通過激發學生主動學習的積極性、分層設置實驗內容、強化實驗教學過程中的指導與管理以及建立多方位實驗成績的評價體系等方法來提高教學質量，改善教學效果。

關鍵詞：C++語言；程序設計；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）14-0265-02

一、引言

信息與計算科學專業希望培養的部分畢業生能從事計算機應用軟件的開發和管理工作，為了達到該專業的培養目標，信息與計算科學專業必須開設相關的高級語言程序設計課程，我校開設的是C++程序設計。C++語言程序設計是理論教學與實驗教學相結合的課程，實驗教學是培養學生鉆研與創新精神的重要途徑和手段。實踐證明，保證計算機課程教學質量的關鍵在于課堂教學和實驗教學兩手都要抓，兩手都要牢[1]。如果想要學生更好地掌握C++的語法規則以及在應用程序開發能力上有所提高，C++程序設計的教學重點應該放在實驗教學上。同時，信息與計算科學專業既不同于計算機專業，也不同于其他的非計算機專業，因而該專業的C++語言實驗教學也應該有它自身的特點，本文主要探討信息與計算科學專業如何進行C++語言程序設計實驗教學，更好地培養和提高學生的動手能力和自主學習的能力。

二、信息與計算科學專業C++程序設計實驗教學現狀

通過對當前信息與計算科學專業C++程序設計實驗教學現狀的分析，實驗教學還是存在一些問題。

1.學生學習積極性不高。我校信計專業學生普遍對c++程序設計課程不夠重視，主要是學生對該專業的學科因果關系不是很了解，沒有深刻感到C++語言課程對他們專業與學習與工作的重要性；其次是有部分學生本身對與計算機相關的專業不感興趣，沒有認真學習的動力；同時，當程序出現錯誤時，又不能根據習慣思維很快找出錯誤原因修改程序。因此，學生學習C++語言的積極性不高。

2.實驗內容沒有關注學生個性化的需求。高校學生的個性差異有不斷擴大趨勢，但是整齊劃一的教學要求與目標不能適應學生的個性差異。特別是像我校這類特點比較鮮明的普通院校，這個問題更加突出。不同學生的基礎知識和能力存在較大差異，那么同樣的教學內容、實驗任務往往只照顧到中等及以上的學生，從而導致尖子生因在實驗課上都得不到滿足的現象而缺乏興趣，后進生因跟不上教學進度而失去學習信心。

3.只注重個人表現，忽略團隊合作。在現有教學環境下，C++實驗教學中學生之間、師生之間關于編程經驗與心得交流比較少，學生能學會自己解決編程的相關問題，但是沒有學會怎樣與他人溝通與合作，給學生就業和工作帶來嚴重不利。在科技高速發展的今天，大部分科技成果都是團隊合作完成。

4.實驗教學與理論教學脫節。我院信計專業C++程序設計理論教學的進度相對比較慢，而且實驗內容是以一個相對比較完整的體系為主，因此，實驗教學時就會存在該實驗內容需要掌握的理論知識點還沒有講授的情況，或者實驗教學需掌握的知識點，理論教學早在幾周前已經講授完畢。這兩種情況都不利于學生掌握C++語言程序設計。

5.實驗成績評價制度評價單一。我院在對C++程序設計進行考試時，按照“6+2+2”的模式，即期末筆試考試成績60%，實驗成績20%，平時成績20%，導致大多數同學只注重最終考試的卷面成績[2]。

三、改進C++語言實驗教學的方法與措施

1.激發學生主動學習C++程序設計的積極性。要使學生主動學好C++程序設計，關鍵是要激發學生學習的興趣與動力。首先是加強對學生的專業教育，使學生了解C++程序設計這門課程對于信息與計算科學專業的重要性，并利用師兄師姐在IT行業的就業實例讓學生感受到學好C++程序設計有好的就業前景，因而讓學生明白掌握一門編程語言對于信計專業的學生是非常有必要的，同時編程語言是人類智慧的結晶，通過對編程語言的學習和應用，可以建立良好的邏輯思維和培養好的計算能力[3]。其次，可以在實驗教學中設置一些與實際相聯系的趣味性題目，如在講解分支與循環結構時，可以將有趣的"百雞問題"、"水仙花數"等問題作為實驗內容，當講解數組的時，可以將“猴子選大王問題”作為實驗內容，這樣不僅激發學生編程的興趣，同時讓學生體會編程的快樂。最后就是可以結合信息與計算科學專業的特點，要求學生在實驗教學課程中通過編程解決本專業已學課程中的相關問題，讓學生知道C++這門課程不是孤立的與無用的。

2.分層設置實驗內容，合理分配實驗任務。（1）根據學生的能力水平分層設置實驗內容。實驗教學應該根據每一次實驗課時需要掌握的知識點，有側重、有計劃、由淺入深地準備實驗內容。但是由于每個學生學習C++語言的能力和應用C++語言編程的能力是不同的，有的學生在高中時期就已經開始學習利用C語言編程，有一定的編程能力，但大部分學生才開始接觸編程語言，有的學生善于學習理論知識，有的學生又強于實踐，因而在實驗教學的過程中要根據學生的實際情況分配適宜的實驗任務。對于基礎較差、應用能力弱的學生，分配較容易的基礎題，可以稍低于實驗大綱要求的實驗任務，以后才去完成較難內容；對于大多數中間層次的學生，他們基礎較好、應用能力較強，可以分配難度適中的實驗內容，可以與實驗大綱要求相當或稍高于實驗大綱的要求；對于理論知識掌握扎實，且實際編程能力強的學生，可以在實驗教學要求的基礎上，增強實驗內容的難度和廣度。這樣既有利于學生再有限的課時內完成相應的實驗任務，讓每個學生在應用C++語言的過程中體會成功的樂趣，因而促進了全體學生C++語言編程能力的提高，又能挖掘出小部分編程能力強的學生。（2）根據學生的就業意向設置實驗內容。根據畢業生就業后是否應用計算機高級語言編程進行分類，我校信息與計算科學專業的畢業去向主要分為三類：IT、讀計算數學相關專業研究生與工作、其他。對于第三類學生，只要他們能夠完成相當于實驗大綱要求的實驗任務就可以。對于有志于計算數學的學生來說，數值計算的算法設計與實現是他們需要培養的能力，因而可以適當地在實驗內容中加入與數值計算相關的實驗內容，如在學習運用選擇與循環結構進行編程時，可以將線性代數中矩陣的運算、逆矩陣的計算、一組向量的正交單位化過程等作為實驗內容，這樣既能培養學生運用C++編程解決數值計算方面問題的能力，又能讓學生體會用C++解決比較困難問題的喜悅。對于有志于從事IT行業的學生，要求更高，不但要有數值計算算法設計與實現的能力，更需要有非數值計算算法設計與實現的能力，因而在實驗內容中既要有數值計算的相關內容，還應當有更多的非為數值計算算法實現的內容，可以設置一些難度相對比較大的實驗任務，完成此類實驗也就要多個學生相互協作完成，這樣既能培養學生用C++語言解決實際生活問題的能力，又能使學生學會如何在一個團隊中分工協作完成任務。（3）強化C++實驗教學過程中的指導與管理。實驗前的準備。要每次實驗結束前，將下次實驗需要掌握的知識點列出，要求學生課后認真查找相關資料進行學習，并可以給出一些參考案例，督促學生自學這些案例。通過學生實驗前的充分準備，既能提高實驗的效率與效能，又能提高學生完成實驗的信心。

實驗中的交流。在實驗進行過程中，對實驗現場進行張弛有度的控制，對不認真做實驗的學生進行督促，學生相互討論實驗中問題與解決的方案要予以鼓勵并積極參與。對學生在實驗中遇到問題，要與學生一起分析出現問題的原因以及這類問題的解決方法，對于普遍出現的問題要及時記錄并統一講解，在實驗中出現的不一樣的算法思想、編程方法也要及時記錄，并作為學生最終實驗成績的一部分。

實驗結束前的總結。根據在實驗過程中記錄的實驗情況，對普遍出現的問題要與好的算法與編程思維做統一講解，并對實驗能力有提高的學生給予鼓勵和表揚。要求每位學生將本次實驗過程的相關材料保存與記錄，為課后撰寫實驗報告做好充分準備。

4.建立多方位實驗成績的評價體系。按照C++程序設計的教學大綱要求，該門課程是必須考試（筆試），實驗可以進行上機考試也可以根據學生上實驗課的情況與實驗報告給出實驗分數。如何科學地考核學生實驗成績，是一項非常重要的工作，實驗考核不是目的，而是為了更好地促進學生學，是為檢驗學生學習的效果，可以采取多樣化手段考核學生實驗成績。（1）將整個實驗過程納入實驗考核過程。（2）期末上機考試題型可以根據學生的實際能力等設置基礎題與發揮題兩部分，其中基礎試題要求所有學生都要完成，發揮題學生根據自己的興趣和水平選做。成績評定標準為做完基礎題的實驗考核分數70分左右，老師再根據發揮部分的完成情況給予學生在70分的基礎上加分。（3）分組實驗課程設計考核辦法。學生3人一組自由組合，根據老師給出的實驗課程設計題目進行課程設計，根據課程設計情況給出實驗成績分數。

四、結論

C++實驗教學在培養信息與計算科學專業學生程序設計思維能力的過程中起著至關重要的作用，實際上在C++語言實驗教學過程中要注意的問題還有很多，只有在教學中不斷探索更符合實際的教學方法，以具體的實際應用為教學導向[3，4]，才能取得良好的教學效果。

參考文獻：

[1]包貴鑫，向紅波.C語言教學研究和實踐[J].大眾科技，2006，（6）：117.

[2]莫春俊，韓素娥.C語言實驗教學探討——實例教學[J].福建電腦，2004，（7）：45.

[3]潘麗麗，鐘少宏，姜瑜.非計算機專業C語言程序設計實驗教學模式[J].計算機教育，2011，（18）：81-83.