C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究

錢 進(jìn) 吳 劍

(遼寧省沈陽市東北大學(xué) 110819)

《C++程序設(shè)計(jì)》作為數(shù)學(xué)系學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容包括類、構(gòu)造函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)、繼承與多態(tài)性、操作符重載和模板，是后續(xù)程序開發(fā)的基礎(chǔ).該課程目標(biāo)是使學(xué)生理解并掌握面向?qū)ο蟮母拍钆c思想，知道與C語言之間的不同和聯(lián)系，并熟練編寫程序.

一、前言

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，學(xué)生只是聽教師授課，注重知識(shí)點(diǎn)的講解，忽略編程實(shí)踐，不能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性學(xué)習(xí).學(xué)生學(xué)到知識(shí)后，不能靈活運(yùn)用知識(shí)，只是記住了概念，這并不是我們想培養(yǎng)學(xué)生編程的目的.只有通過上機(jī)訓(xùn)練，學(xué)生才能明白自己知識(shí)的不足，才能有的放矢，更加深刻地理解知識(shí)點(diǎn).

在2017-2018第二學(xué)期，我對(duì)數(shù)學(xué)三個(gè)專業(yè)的學(xué)生實(shí)施了《C++程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革，改革的方式采用從實(shí)際問題出發(fā)，2到3個(gè)人為一組，自行選題.老師同意選題后，給2周時(shí)間進(jìn)行編程.由于程序較大，采用模塊多人協(xié)作的形式，編寫一個(gè)工程包含多個(gè)文件，來共同完成.完成后，每人15分鐘進(jìn)行報(bào)告并展示程序.老師進(jìn)行提問，并依據(jù)學(xué)生完成的情況，給予點(diǎn)評(píng).

拿一組學(xué)生的選題為例: 利用模擬退火算法對(duì)學(xué)費(fèi)尋優(yōu)模型的建立與求解.

二、模型的建立過程

基于對(duì)高等教育學(xué)費(fèi)的計(jì)算和合理度評(píng)價(jià)，考慮對(duì)現(xiàn)有的學(xué)費(fèi)選擇模型進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到更合理的水平.

一個(gè)最佳的學(xué)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是既能顧及學(xué)生、學(xué)校、政府的利益，又能考慮到近期的利益和遠(yuǎn)期的利益.于是我們主要考慮以下幾個(gè)因素：

目標(biāo)一：學(xué)生近期利益最大

目標(biāo)二：學(xué)校近期利益最大

目標(biāo)三：政府近期利益最大

目標(biāo)四：個(gè)人遠(yuǎn)期收益率最大

目標(biāo)五：社會(huì)遠(yuǎn)期收益率最大

(1)目標(biāo)一：學(xué)生近期利益最大

(2)目標(biāo)二：學(xué)校近期利益最大

學(xué)校所能得到的總學(xué)費(fèi)作為學(xué)校近期利益的體現(xiàn)，由前面的研究有：f0=f×N.

(3)目標(biāo)三：社會(huì)近期利益最大

(4)目標(biāo)四：個(gè)人遠(yuǎn)期收益率最大

(5)目標(biāo)五：社會(huì)遠(yuǎn)期收益率最大

下面考慮約束條件：

(1)約束條件1：學(xué)生支付能力約束

所謂學(xué)生支付能力，就是指學(xué)生交學(xué)費(fèi)的能力，我們認(rèn)為該能力與該學(xué)生的家庭純收入，國(guó)家生均撥款，還有學(xué)生獲得的獎(jiǎng)學(xué)金有關(guān)，于是得到如下約束：f≤W+A+J(其中，W為學(xué)生的家庭年純收入，A為國(guó)家生均撥款，J為獎(jiǎng)學(xué)金).

(2)約束條件2：學(xué)校教育經(jīng)費(fèi)需求約束

政府財(cái)政撥款可以認(rèn)為是前文中定義的A×N，定義學(xué)校自籌費(fèi)用為Z1, 社會(huì)捐贈(zèng)費(fèi)用為Z2，事業(yè)收入的非學(xué)費(fèi)收入部分為Z3，學(xué)費(fèi)收入為f×N，則有如下約束：A×N+Z1+Z2+Z3+f×N≥F(其中，F(xiàn)為高校一年的教育經(jīng)費(fèi)).

綜上，解決該問題的模型轉(zhuǎn)化為：

該組學(xué)生通過本題的練習(xí), 熟悉了C++的一些重要性質(zhì)，利用封裝、繼承、虛函數(shù)和多態(tài)性等特性，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)如何對(duì)各類圖元的屬性和方法進(jìn)行合理的封裝.

這種實(shí)踐教學(xué)的方式，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠使學(xué)生真正意義上編寫程序解決實(shí)際問題.學(xué)生通過這樣的訓(xùn)練過程，能更好地理解書本上的知識(shí)，學(xué)以致用！

通過這次《C++程序設(shè)計(jì)》教學(xué)改革，學(xué)生的反響很不錯(cuò)，對(duì)于編程不再膽怯.能熟練地掌握知識(shí)點(diǎn)，靈活運(yùn)用編程技巧，解決問題，對(duì)以后的計(jì)算機(jī)等級(jí)考試，也打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ).