基于啟發(fā)式的C++程序設(shè)計教學改革實踐探析

摘要：C++是一門至關(guān)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對計算機專業(yè)學生后續(xù)的學習具有深遠的影響。本文深入剖析了C++程序設(shè)計課程在傳統(tǒng)教學模式下存在的問題，并依據(jù)C++程序設(shè)計課程的獨特性質(zhì)，結(jié)合個人教學實踐，將“啟發(fā)式”與“案例驅(qū)動”教學法相融合，提出了一種基于啟發(fā)式的程序設(shè)計教學改革實踐探索方案，這對C++程序設(shè)計教學方法的改進具有顯著的參考價值。

關(guān)鍵詞：C++程序設(shè)計；啟發(fā)式；教學方法；教學改革實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）23-0161-02

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

0 引言

C++程序設(shè)計不僅是計算機專業(yè)學生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中占據(jù)核心地位，而且隨著教育的發(fā)展，它也逐漸成為越來越多非計算機專業(yè)的公共基礎(chǔ)必修課程，其重要性日益凸顯。掌握程序設(shè)計是深入理解計算機及其工作原理的關(guān)鍵，而C++程序設(shè)計的扎實基礎(chǔ)對后續(xù)專業(yè)學習具有不可或缺的支撐作用[1]。

1 現(xiàn)狀分析

C++程序設(shè)計在整個專業(yè)教育體系中占據(jù)舉足輕重的地位。然而，傳統(tǒng)的教學方法往往側(cè)重語法知識點的灌輸，這種教學方式因內(nèi)容枯燥、難以理解，導(dǎo)致學生學習興趣普遍不高。部分學生不得不依賴死記硬背來應(yīng)對考試[2-3]，教學效果不盡如人意。此外，C++復(fù)雜的語法規(guī)則使得學生在學習過程中容易出錯，進而產(chǎn)生畏難情緒。

為了更全面地了解學生的學習狀況，我們針對學校部分學生進行了隨機問卷調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，學生對C++的學習普遍感到困難，缺乏興趣，具體表現(xiàn)為4種情況：1） 感興趣、能聽懂、想學；2） 不感興趣但能聽懂；3） 不感興趣但能部分聽懂；4） 不想聽、想放棄。統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

根據(jù)統(tǒng)計表做成更直觀的統(tǒng)計圖，如圖1所示。

通過對學生學習興趣情況的分析及與學生的訪談，可以發(fā)現(xiàn)，絕大部分學生對C++程序設(shè)計這門課程持有畏懼態(tài)度，且缺乏興趣。這主要源于兩方面原因：一方面，C++程序設(shè)計課程本身邏輯性強且內(nèi)容較為抽象，給學生理解帶來了一定的難度；另一方面，傳統(tǒng)的教學模式往往偏重知識點的直接講授，而缺乏足夠的啟發(fā)和引導(dǎo)，導(dǎo)致這些枯燥的知識點難以有效激發(fā)學生的學習興趣[4]。

為了更好地了解學生對不同類型知識點的掌握情況，通過對學生期末考試不同題型的得分情況進行統(tǒng)計，結(jié)果如表2所示。

將統(tǒng)計表制成柱狀統(tǒng)計圖，如圖2所示。

通過對不同類型題目學生掌握情況的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，學生在選擇題、填空題、判斷題等基礎(chǔ)性知識點上掌握較好，得分相對較高；然而，在動手能力要求較高的程序分析題、程序設(shè)計題上則掌握較差，得分相對較低。這一現(xiàn)象揭示了學生在學習過程中可能更多是為了應(yīng)對考試而采取死記硬背的方式，并未真正理解和內(nèi)化知識，因此難以做到學以致用，更無法實現(xiàn)靈活應(yīng)用。這與我們一直倡導(dǎo)的素質(zhì)教育理念相悖。

基于上述分析可以看出，學生對C++程序設(shè)計課程的掌握并不理想，而該課程在整個專業(yè)體系中的重要性又是不容忽視的。因此，對C++程序設(shè)計課程的教學改革勢在必行。

2 基于啟發(fā)式的C++程序設(shè)計教學改革實踐探析方案

針對C++程序設(shè)計教學中存在的問題，我們需要積極尋求切實可行的教學改革實踐探析方案。啟發(fā)式教學是指教師根據(jù)教學目標，遵循教學規(guī)律，在教學過程中依據(jù)學習的客觀規(guī)律，通過引導(dǎo)、指導(dǎo)、開導(dǎo)、啟示、激發(fā)學生的學習興趣，從具體問題出發(fā)，通過巧設(shè)懸念，積極引導(dǎo)學生的求知欲，激發(fā)學生學習興趣，形成以學生自主學習為主體，教師進行適當引導(dǎo)的良好互動氛圍，培養(yǎng)學生自主學習能力和分析解決問題能力，讓學生在一種成就感的氛圍中尋求解題方法[5-6]。下面以一道編程題為例，說明具體實現(xiàn)過程。

2.1 提出問題

在教授數(shù)組這一章節(jié)時，由于數(shù)組是一個全新的概念，較為抽象，學生往往難以熟練掌握。此時，教師可以通過一些學生感興趣的實際例子來引導(dǎo)學生主動思考。例如，教師可以提出這樣的問題：“大家平時在電腦上玩撲克牌游戲時，是否思考過電腦是如何實現(xiàn)洗牌的呢？如果讓你來設(shè)計，你會如何設(shè)計？撲克牌的花色和數(shù)字又該如何存儲呢？”接著，教師可以以52張牌為例，引導(dǎo)學生設(shè)計一個簡單的洗牌算法。通過這樣的方式，不僅能激發(fā)學生對數(shù)組這一知識點的興趣，促使他們獨立思考，還能在解決問題后給予他們成就感，進一步加強其學習興趣。同時，這個過程也是對數(shù)組知識點的一次鞏固練習。

2.2 教師給出提示，學生自主分析

提出問題之后，首先給予學生兩分鐘時間進行思考，同時老師進行適當?shù)姆治觯涸诓豢紤]大小王的情況下，總共有52張牌，分為四種花色{紅桃、黑桃、梅花、方塊}，每種花色從A到K共有13張牌。可以建議學生按照“紅桃”“黑桃”“梅花”“方塊”的順序給這52張牌編號，其中紅桃A編號為0、紅桃2編號為1，以此類推，直至方塊K編號為51。

隨后，老師繼續(xù)提問以引導(dǎo)學生深入思考：“這52個編號應(yīng)該如何存放呢？”鼓勵學生回答，并通過師生之間的互動，自然地引出使用數(shù)組來存儲這些編號的概念。

最后，老師引導(dǎo)學生進入下一步的思考：“既然是洗牌，那么我們的目標就是將這52個編號隨機地放入數(shù)組中。這里，我們就需要用到隨機函數(shù)。”通過老師的引導(dǎo)以及師生之間的積極互動，共同完成對程序邏輯的分析。最終，由學生根據(jù)這些分析獨立實現(xiàn)程序代碼。

2.3 學生給出答案

這個題目剛開始的時候，學生可能無從下手，但通過老師的引導(dǎo)，學生自主思考，師生互動，最后有的學生獨立完成編程任務(wù)，給出了如下程序代碼：

#include<iostream.h>

#include<time.h>

#include<stdlib.h>

void main（）{

int a[52]={0}，k; //定義長度為52的數(shù)組，初始值為0，用來存儲52張撲克牌

char number;

srand（time（0））; //給隨機數(shù)產(chǎn)生一個隨機種子（seed） ，時間在變化，所以種子也不同

for（int i=1;i<53;i++）{ //執(zhí)行52次循環(huán)，隨機給數(shù)組賦1-52的值。

while（1）{

k=rand（）%52;

if（a[k]==0）{ //數(shù)組中某個元素沒有被賦值的，則賦值，否則while循環(huán)繼續(xù)。

a[k]=i;

break;

}

else continue;

}}}

按上述算法進行了兩次洗牌，兩次洗牌的結(jié)果分別如下所示：

第一次情況為：

第二次情況為：

該學生寫得特別好，通過學習，他/她不僅掌握了隨機函數(shù)和數(shù)組的應(yīng)用，還成功實現(xiàn)了洗牌的功能。采用啟發(fā)式教學方法，借助學生感興趣的實際例子，學生不僅解決了現(xiàn)實問題，而且對數(shù)組、循環(huán)嵌套、隨機函數(shù)等概念有了更深刻的體會。完成程序后，學生深感成就感，學習興趣更加濃厚。此時，老師可以趁熱打鐵，補充條件，如探討如何加入大小王后進行洗牌，以及代碼如何實現(xiàn)，以進一步激發(fā)學生的興趣和探索欲。

2.4 學生匯報交流，老師恰當點評總結(jié)

學生完成程序后，老師邀請部分同學上臺演示自己的程序，并要求他們分享對程序的思考過程、編程過程中涉及的知識點、遇到的問題及解決方法，以及此次課程的收獲。老師根據(jù)學生的講解，對學生的自主思考能力、知識點的應(yīng)用情況以及程序的編寫質(zhì)量進行點評。課堂上采用學生互評與教師點評相結(jié)合的多維評價方式，并對學生的表現(xiàn)進行打分，最終將教師打分與學生互評分數(shù)按1：1的比例計算總分，計入學生的平時成績。

3 考試形式改革

通過對考試試卷的深入分析，我們發(fā)現(xiàn)學生對基礎(chǔ)性、記憶性知識的掌握較為扎實，但在動手能力和學以致用方面存在明顯不足。因此，對傳統(tǒng)考試模式進行改革，增加實踐動手環(huán)節(jié)顯得尤為必要，因為學習的最終目的在于解決問題。傳統(tǒng)的筆試形式，包括選擇題、填空題、判斷題、程序分析題和程序設(shè)計題等，雖能在一定程度上考查學生的知識掌握情況，但無法全面評估學生的程序設(shè)計能力和程序調(diào)試能力，與實際應(yīng)用仍有較大差距。考試形式改革的方向是將筆試轉(zhuǎn)變?yōu)闄C試，提供幾套綜合應(yīng)用題，要求學生編程實現(xiàn)，以此全面考查學生的知識掌握情況、動手編程能力和程序調(diào)試能力。

4 結(jié)束語

本文首先剖析了C++程序設(shè)計課程的教學現(xiàn)狀，指出了傳統(tǒng)教學方法中學生學習興趣不高、動手能力不強等問題，進而提出了啟發(fā)式教學方法。在啟發(fā)式教學中，學生成為學習的主體，教師則側(cè)重激發(fā)學生的學習興趣、鍛煉其動手能力，并挖掘其學習潛力。此外，本文還引入了多維評價方式以評估課堂教學效果。最后，針對考試形式進行了改革，將傳統(tǒng)的筆試改為機試。通過引入啟發(fā)式教學，學生的學習興趣得到了顯著提升。在未來的教學中，將繼續(xù)根據(jù)學生的具體情況，不斷總結(jié)經(jīng)驗，探索出一套更加適合學生學習的方法，以期取得更加顯著的教學效果。

參考文獻：

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[4] 章杰瑛.基于 “MOOC+SPOC” 的高校翻轉(zhuǎn)課堂教學模式設(shè)計及應(yīng)用研究[J].湖北開放職業(yè)學院學報，2019，32（15）：146-147.

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