面向多受眾的高級語言程序設計中英文教學分析與比較

祝園園 武漢大學計算機學院

1 引言

在高校計算機專業的課程教學中，《高級語言程序設計》一門必修的基礎課程，具有重要的地位和重要。該課程不僅能夠使學生掌握基本的程序設計語言語法，而且能夠培養學生的編程實踐能力，為學生后續其他高級語言的學習、系統開發能力，嵌入式開發，移動開發能力的培養打下堅實的基礎。根據武漢大學計算機學院專業課程體系設置，《高級語言程序設計》這們課程在計算機學院的受眾學生主要包含三類，普通班學生，卓越工程師班學生，以及轉專業班學生。在教學語言選擇方面，普通班和轉專業班采用中文教學，卓越工程師班采用英文教學。多樣化的教學受眾和教學學語言需求，給《高級語言程序設計》課程組在教材選擇，教案設計，以及教學實踐等各個環節帶來了很大的挑戰。本文將從這些環節出發，介紹課程組在面對不同受眾時采用的相應策略。

2 課程受眾特征分析與比較

武漢大學計算機類的教學與科研歷史可追溯到1958年成立的計算技術專業，1978年在此基礎上又組建了原武漢大學計算機科學系，是全國最早建立的計算機科學系之一。學院旨在培養德智體全面發展，具有良好的科學素養和文化修養，系統地掌握本專業的基礎理論、基本方法和基本技能，具有扎實的計算機理論和應用知識基礎，掌握計算機領域的前沿技術，能夠解決計算機領域復雜工程問題，可以從事計算機領域的研究、應用、開發和管理等方面的高層次前瞻型技術與管理人才。

武漢大學計算機學院還參與了“國家卓越工程師計劃”。卓越工程師計劃是國家貫徹落實中長期教育改革和發展綱要的重大改革實踐項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。在“國家卓越工程師計劃”的支持下，學院每年從新生中選拔60名具有計算機領域工程師培養潛力的優秀拔尖學生，，進一步增強學生實踐能力等綜合素質以及科學研究等國際視野的培養。

此外，隨著信息技術的發展，互聯網、大數據、人工智能等計算機相關專業已經逐步滲入到多個行業，為社會經濟發展升級賦能。國務院陸續發布關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》《促進大數據發展行動綱要》《新一代人工智能發展規劃》等一些支持計算機行業發展的政策，進一步加大了計算機專業的人才在各行各業的需求。因此，近年來，近年來計算機學院每年在大一下學期會收納近百名轉專業學生。因此，計算機學院共具有普通班、卓工班、轉專業班等種類型的學生，其教學背景和教學目標也各不相同。

在教學背景方面，普通班和卓工班學在學習《高級語言程序設計》之前，已經學過《計算機導論》《軟件技術基礎》等基礎課程，對計算機相關概念和知識有了初步了解，對編程語言有過概括性了解和并會簡單使用，但對高級程序設計語言的語法細節和基礎原理并不熟悉；轉專業學生通常來自于其他院系，還未基礎過計算機相關專業課程。在教學目標方面，普通班和轉專業班旨在培養學生程序設計過程的理解、基礎知識的掌握、編程能力的提升；卓工班在此基礎上需要進一步加深理論基礎，增強綜合實踐能力，培養國際學術視野。考慮到上述背景和目標，卓工班采用了全英文授課的教學形式。

3 課程建設的探索和實踐

針對上述多樣化的學生受眾，我們從教材選擇、教學設計、以及教學實踐等各個環節進行了精心的差異化設計，進行了一些列的探索和實踐。

3.1 教材選擇

在教材選擇方面，為了學院整體課程的體系性和完整性以及教學大綱的統一性，課題組傾向于選擇具有同時具有中英文版本的教材。我們參考和借鑒的國內外知名相關大學的教材，選擇清華大學出版社出版的由鄭莉教授等編寫《C++語言程序設計》。該教材是清華大學計算機系列教材和普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，包含中文版《C++語言程序設計（第4版 在線教學班），英文版《C++語言程序設計》（英文版），以及實驗用書《C++語言程序設計》（第4班 學生用書）等豐富而全面的教學資料，能夠同時滿足中英文教學的需求。該教材以針對程序設計的初學者，以通俗易懂的方法介紹C十+語言，引導讀者以自然的方式，將人類習慣的面向對象的思維方法運用到程序設計中。C/C++至今已有近十年歷史，目前仍在眾多編程語言中占據主流地位。它既能夠目前流行的操作系統和嵌入式系統的實現，也實現很多其他高級語言的編譯器、解釋器的基礎。此外，為了進一步加強卓工班的教學深度和廣度，課程組還進行挑選了若干國外的經典教材作為輔助教材，包括：由Walter Savitch是加州大學圣迭戈分校Walter Savitch等編寫的《Problem Solving with C++》《10th 》[5]，是國外眾多高校選用的經典教材；Bruce Eckel的 經 典 著 作《Thinking in C++ (Edition 2，Volume 1)》，該 教 材是 C++ 領域的權威著作，曾榮獲“軟件開發”雜志評選的1996年度最佳圖書震撼大獎。

3.2 教學方案設計

針對上述不同類型學生的教學目標和要求，我們設計靈活的教學方案，其中語法規則是基礎，對于編程語言的設計原理的理解至關重要，面向對象思想是重點，貫穿整個設計過程，編程時間是必備，對于教學理論思想的深入掌握至關重要。課程共48個理論學時，下表列出了針對不同班級的教學內容，我們以普通班內容為標準，對卓專業班和卓工班的教學進行相應的刪減或增加。全課程共分為8個章節。對于普通工班來說內容分別如下：（一）緒論：包括計算機程序設計語言的發展、面向對象的及軟件開發、程序開發的基本概念。（二）C++簡單程序設計：包括C++語言概述、基本數據類性和表達式、數據的輸入和輸出、算法的基本控制結構；（三）函數：包括函數的定義和使用、帶默認參數值的函數、函數重載、C++系統函數；（四）類與對象：包括面向對象的基本特點、類和對象、構造函數和析構函數、類的組合、UML圖形標識；（五）數據的共享與保護；包括標識符的作用域與可見性、對象生存期、類的靜態成員、類的友元、共享數據的保護；（六）數組和指針：包括數組、指針、動態內存分配、用vector創建數組對象、深復制和淺復制 ；（七）繼承和派生：包括類的繼承和派生、訪問控制、類型兼容原則、派生類的構造和析構函數、派生類成員的標識與訪問；（八）多態性：包括多態性概述、運算符重載、虛函數、純虛函數和抽象類。下表列出了各個章節分配的學時，以及卓工班和轉專業班在此基礎上進行的內容調整。

表1：學時分配及內容調整

3.3 教學實踐探索

我們課程組師隊伍師資結構合理，有教學經驗豐富的優秀教師，也有具有海外科研背景的青年教師。在教學安排上，經驗豐富的優秀教師通常承擔轉專業版的教學工作，能夠對知識細節進行很好的補充和闡述，具有海外留學和科研經歷的教師承擔卓工班的，能夠實施全英文教學工作。在具體實踐方面，整個課程組的教學主要采用以下策略。

3.3.1 知識概念的逐層闡述。轉專業班級由于計算機基礎知識薄弱，在講述程序設計基本概念之前，我們需要對計算機系統的概念進行相應闡述；卓工班學生由于采用英文教學，在剛開始是學生對很對英文概念并不熟悉，需要進一步闡述解釋。

3.3.2 實踐練習的逐次配套。為了學生更好的掌握每章節的知識點，從第2章開始，我們在每章之后，給學生布置相應的練習題進行上機實驗，共24實驗學時。

3.3.3 教學效果的及時評測。為了及時評測每堂課的教學效果和收集學生的反饋意見，我們采用調查問卷，微助教等各種形式，在課程上及時出一些小的練習題目給學生完成，并以匿名投票的方式調查學生對知識的理解程度。

3.3.4 綜合項目的自主闡述。為了進一步激發學生的學習積極性，我們為學生了布置了綜合實踐題目，讓他們自由組隊完成。為了讓學生能夠更好的討論交流，我們采用反轉課堂的形式，請學生對自己的實踐作業進行講解闡述，由并老師和學生給予相應的評價和意見。

4 結語

在計算機專業學生培養中，《高級語言程序設計》一門必修的基礎課程，具有重要的地位和重要。該課程不僅能夠使學生掌握基本的程序設計語言語法，而且能夠培養學生的編程實踐能力，為學生后續其他高級語言的學習打下堅實的基礎。本文以武漢大學計算機學院《高級語言程序設計》課程為例，探討了面向不同受眾且采用多語言進行教學時的教材選擇，方案設計以及教學實踐的教學體會和經驗。未來將會進一步針對教學實踐中綜合項目的篩選原則和實施細節進行進一步的優化和討論。