计算机专业学生C++程序设计语言教学模式

针对计算机专业大学生在学习C++程序设计语言时存在难以培养成为实用型人才的问题,提出了一种面向工程应用的C++程序设计教学模式创新方法.通过采用“双主互动为纲、两个创新、两个学习、两个支持、四个课堂”的教学模式,从教学方法、教学内容、教学手段等各方面出发,通过理论与实践相结合,培养了计算机专业大学生的学习兴趣,提高了工程应用与动手编程能力,取得了良好的教学效果.工程应用程序设计教学方法模式创新一、引言

C++语言是在C语言基础上发展而来的一门面向对象的高级语言.教无定法,教学有法.对于计算机专业大学生的C++程序设计语言教学方法,必须结合当前大学生基础和实际情况,进行教学方法改革和教学模式创新,提高教学质量和效果,使得计算机专业大学生不但能够掌握面向对象的理论知识,而且具有一定的可视化编程与调试能力,实现理论与实践相结合,达到工程应用型的实用人才水平.如何在有限的学时内使得大学生能够找到科学的创新学习方法[4],尽快掌握C++语言基本理论和具备编程能力,是每位任课教师都需要面临的难题.

二、教学模式创新

为了培养面向工程应用的C++程序设计人才,在知识、能力、应用、创新等各方面全面培养大学生,本文提出“双主互动为纲、两个创新、两个学习、两个支持、四个课堂”的教学模式,使得学生能够达到掌握理论知识和具备编程能力的工程应用水平.教学模式创新的基本框架如图1所示.

本课题组的教学模式采用双主互动教学为纲,即基于师生互动的教师主导学习和学生自主学习.两个创新是指对教学内容和教学方法分别进行创新.教学内容创新是指教师对教学内容进行梳理分解,突出重点,并及时将新内容、新科研成果、新概念、新技术等内容补充进来,改善课程知识结构,以适应社会对计算机编程人才的需求.教学方法创新是指采用互动式、全方位的教学方法,进行理论与实践相结合、教学与科研相结合、课内与课外相结合.两个学习是指将学生分成多个小组进行讨论学习、对C++的开发环境进行学习,使得学生面向学以致用的培养环境.两个支持是指教师要采用各种手段和方法对学生的学习进行指导支持,包括面授支持、支持、e-mail和等网络支持.四个课堂是指理论教学课堂、上机实践课堂、课程设计课堂和其它课余时间的课堂.

三、采用自然语言启发式教学方法,提高学生理解能力

C++语言是一门计算机程序设计语言.C++语言教材从前到后系统性特别强,前后章节之间环环相扣,联系紧密.由于面向对象的很多新的概念比较抽象,如果教师在教学中仅仅把教材上的语法知识照本宣科地讲给学生听,会导致下面大部分学生听不懂,学生会很容易感到枯燥乏味和厌倦疲劳,从而产生排斥和厌学情绪.这种抵抗情绪一旦从开始就产生,则将影响后续整个学期的教学效果.由于从头到尾都听不懂,老师在课堂上提出的问题学生也无法进行互动,这种灌输式的教学方法效果非常差.而教师要根据课堂实际情况,采用互动式教学方法,培养学生的主动学习能力,才能得到良好的教学效果.

1.第一次课程教学中,明确C++语言课程的重要性

目前C++语言是大多数电子、信息、计算机相关专业的非常重要的程序设计课程,也是这些大学生后续专业课学习、毕业设计、以后上研究生或参加工作进行计算机软件和IT开发的主要编程语言,广泛应用于软件设计和开发中.要让大学生有危机意识,在大学生就业如此严峻的情况下,学好C++语言,能够提高大学生以后在就业竞争中的筹码.

2.讲课过程中,对C++语言中的很多概念,结合自然语言进行讲解

C++语言作为一门计算机语言,它和人类的自然语言相比,既有区别,又有联系.在讲解一些关键概念时,采用一些浅显的自然语言的例子,提高学生的理解能力.本文作者在讲述一些关键概念时,将这些概念和自然语言结合进行循序渐进启发式讲解,激发学生的学习兴趣,起到了非常好的效果.下面举几个例子.

（1）引用是C++语言中第一个新的概念.引用类似于自然语言中的别名或者绰号,是正名的别名,没有正名就没有别名.例如唐太宗就是李世民的引用.李世民是正名,唐太宗是别名.正名和别名属于一个变量,共用同一片内存空间.引用主要用作函数的参数传递,形实结合后不会产生临时的变量,节省了内存空间

（2）类和对象是C++语言区别于C语言中普通数据类型和变量的概念.类是具有相同属性和行为的一组对象的集合,它为属于这个类的所有对象提供了统一的抽象描述,其内部包括属性和行为两个主要部分.类和对象的关系就像模具和铸件的关系一样,类就相当于模具,对象就相当于铸件.一个模具可以生产出成千上万个铸件.

（3）友元是C++语言中另一个新的概念.在数据共享与保护中,友元类似于自然语言中的朋友,但是友元和自然语言中的朋友既有联系又有区别.人类的朋友关系通常是双向的、可以传递的,但是C++中的友元关系是单向的、不能传递的.

3.引导学生合理安排课程的学习时间,培养学生的学习兴趣

教师可以把学生分成若干个小组并布置一些编程作业,培养他们的团队协作意识,并共享小组编程成果,使得他们对自己编制的程序能够运行和产生正确的结果具有自豪感,提高学生的学习兴趣.由每一个小组各自给全班同学讲授和演示自己的算法、编程思路、运行结果,既能够锻炼学生的编程与演讲能力,又能够在课堂中产生良好的互动.

4.讲课过程中尽量做到幽默风趣,灵活运用教学手段

教师在上课时,要做到风趣幽默、声音洪亮、带人真诚、平易近人、知识渊博、通俗易懂,才能产生良好的教学效果.教师要灵活运用多种教学手段,尽量采用多媒体教学,在PPT幻灯片中多做一些动画效果,或者以Flash动画演示程序的动态运行过程.教师在C++语言教学过程中要根据课堂中学生的反应,随机应变,结合我国传统文化与最新国内外时事,让学生潜移默化地学习一些难以理解的语法,则能达到事半功倍的效果.四、对一些难以区分的概念采用表格形式进行对比和总结

C++语言是在C语言基础上发展起来的面向对象的高级语言,全面兼容C,但是又增加了很多新的较为复杂的语法知识点.对于一些学生难以理解和掌握的语法知识点,如果教师不帮助学生及时进行总结和举一反三,按照大学生初学的水平很难真正达到掌握和编程应用的水平.因此,教师可以在讲完某些知识点后采用表格的形式进行对比和总结.例如,C++中引用和指针的区别总结表,普通指针、指向常量的指针和常指针三种指针所指向的内容和指针本身能否改变对比总结表,对基类中具有不同访问属性的成员经过不同方式继承后在派生类中的访问权限的比较和总结表,运算符重载时重载为类的成员函数和友元函数、前置、后置自增、自减运算符参数个数总结表.

五、熟悉VisualC++编程环境,具备图形界面编程能力

目前,VisualC++6.0是比较经典的开发环境.即使掌握了C++基础知识,仍然难以高效掌握使用VisualC++的编译器.为了培养实用型软件开发人才,教师还应该进行VisualC++编译器的入门教学,培养学生掌握如下知识：

1.能够使用VisualC++开发环境进行界面设计；

2.能够创建简单的基于MFC的应用程序；

3.能够使用类、函数和消息映射机制；

4.能够利用开发环境有效创建对话框、按钮和菜单等资源.

当然,对于VisualC++的学习,一本好的教材也至关重要,现在的书店和图书馆各种VisualC++的学习教材五花八门,不泛互相抄袭、错误百出、误人子弟的教材.如何从这些书籍的海洋中找到合适的入门教材,对于作为初学者的大学生来说有点难为他们.本文作者也写过不少VisualC++学习的书籍,其中不少书就没有任何学习价值,既浪费钱,又浪费时间.作为教师,有责任和义务为学生挑选一本优秀的、很容易入门的教材.本文作者和周围很多从事VisualC++语言开发的朋友们都认为JonBates主编的《实用VisualC++6.0教程》是一本非常不错的教材.本人在每个学期给学生教学时,都会将这本教材的电子版发给同学们,而且从他们的反馈来说,效果确实不错.

六、理论与实践相结合,提高程序编程与调试能力

理论必须与实践相结合,才能得到验证,否则只是纸上谈兵.作为一门计算机语言,C++程序设计的实践性操作特点决定了上机实践是课程学习中的重要环节.授之以鱼,不如授之以渔.帮助学生编程序或调试程序,不如教会学生编程序或调试程序.因此,在教学中,教师可以从如下几个方面进行考虑：

1.上课时教师提前给同学们将上机编译器环境、各种单步调试、断点调试的方法传授给学生,并布置好上机操作的题目,这样学生在上机前就会有充分的准备,做到有的放矢.

2.针对性地给学生布置一些具有趣味性的程序设计题目,让学生通过查资料、上网和请教老师等多种方式编程调试,培养学生解决问题的能力,让学生感到有成就感,提高学生的学习兴趣.

3.对学生的上机存在的问题进行总结,对于一些普遍存在的问题要在课堂上统一进行讲解.并且也要对对自己的教学方法和教学模式进行实时总结和改进,形成闭环.

按照本文作者研究的教学方法,经过一个学期的理论教学与上机实践学习,在学期期末考试前的一个月对2010级计算机科学与技术专业1班全班52个学生划分为13个小组布置了课程设计项目.每4人一个小组,由每个小组自己推选出1个组长、1个副组长和组员.组长负责课程设计项目的总体实施和分工,副组长协助,组员配合.课程设计的考核是每个小组交一份打印课程设计报告,包括项目题目、小组成员、程序设计结构、流程图、源程序、实验运行结果.每个小组推举一名学生在讲台上进行10分钟的PPT演讲,老师和学生进行5分钟左右的提问.考核成绩是由老师根据课程设计报告、演讲PPT内容、回答问题效果等项目进行打分.经过一个学期的C++理论学习和一个月的课程设计,全部小组都按时递交了课程设计报告和进行了汇报演讲,其中不少学生讲的非常精彩,这对于他们也是一种不可多得的实战锻炼.学生普遍反映通过理论与实践结合的学习开阔了视野,提高了工程应用能力,培养了团队协作能力,增强了学习信心,达到了前所未有的良好效果.

七、结论

本文作者根据多年来的教学体会,提出将满堂灌式的教学方法转变为以学生为主体、以活跃式课堂为形式、以课程实际相结合的多模式创新教学方法,真正实现教师为主导、学生为主体的互动式高效教学创新模式.