文章編號：1672-5913(2011)23-0044-04 中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　摘 要：C++程序設(shè)計(jì)是我校空間信息與數(shù)字技術(shù)新專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。近年來，根據(jù)專業(yè)知識(shí)體系要求，我們對該專業(yè)C++課程教學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)建設(shè)。本文介紹了C++課程建設(shè)的相關(guān)結(jié)果，包括課程教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的安排、教材的選擇、教學(xué)方法的探索以及對教學(xué)內(nèi)容中與其他計(jì)算機(jī)課程的銜接處理等，可為本專業(yè)C++課程教學(xué)及其他計(jì)算機(jī)課程建設(shè)的開展提供參考。
　　關(guān)鍵詞：C++教學(xué)；課程建設(shè)；教學(xué)安排；教學(xué)方法探索；課程銜接處理
　　
　　
　　空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)(數(shù)技專業(yè))是我校新建本科專業(yè)，開設(shè)數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)和遙感等課程，培養(yǎng)從事空間信息處理和海洋信息系統(tǒng)研發(fā)的專業(yè)人才。C++課程作為數(shù)技專業(yè)的基礎(chǔ)課程，教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)、地理信息系統(tǒng)等課程建立編程基礎(chǔ)。
　　數(shù)技專業(yè)屬非計(jì)算機(jī)專業(yè)，我校計(jì)算機(jī)專業(yè)已有C++課程教學(xué)體系不適合直接用于數(shù)技專業(yè)的C++教學(xué)。近三年來，我專業(yè)C++教師基于“以學(xué)生為本”的思想，從學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，在梳理C++及相關(guān)課程的知識(shí)體系并吸取已有C++教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從課程教學(xué)安排、教材及教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)手段和教學(xué)方法以及與其他程序設(shè)計(jì)語言的銜接處理上，對本專業(yè)的C++課程進(jìn)行了系統(tǒng)建設(shè)，為本專業(yè)C++課程教學(xué)提供了保證。本文介紹本專業(yè)在C++課程教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法探索和與其他相關(guān)課程的銜接等方面的建設(shè)結(jié)果。
　　1 合理安排教學(xué)內(nèi)容
　　制定符合專業(yè)實(shí)際的C++課程教學(xué)計(jì)劃，可為C++教學(xué)規(guī)定合理的教學(xué)框架。我校數(shù)技專業(yè)是強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)教學(xué)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)，開設(shè)的計(jì)算機(jī)課程包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、
　　
　　算法分析與設(shè)計(jì)和操作系統(tǒng)等。本校計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序語言是先開C再開C++。考慮到C++基礎(chǔ)部分是C的超集，比C應(yīng)用更廣[1-2]，C++高級部分中的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想可直接用到C#和Java中[3]。此外，C++還是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析、操作系統(tǒng)等后續(xù)課程的首選實(shí)現(xiàn)語言，因此，本專業(yè)選擇在程序語言中直接開C++，并將其教學(xué)目的規(guī)定為以C++語法教學(xué)為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο缶幊棠芰橹攸c(diǎn)。
　　基于C++教學(xué)目的，我校確定數(shù)技專業(yè)C++教學(xué)大綱為貫徹培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο缶幊棠芰χ骶€，保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程學(xué)習(xí)必需的基本知識(shí)，將表達(dá)式、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)、指針與數(shù)組、類與對象、運(yùn)算符重載、繼承、多態(tài)和模板等確定為必學(xué)內(nèi)容，教學(xué)中以C++語法教學(xué)為輔助，將程序設(shè)計(jì)方法的教學(xué)作為重點(diǎn)。
　　在教學(xué)計(jì)劃方面，學(xué)生修完“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程”后，在第二學(xué)期開設(shè)C++(理論課時(shí)64學(xué)時(shí)、實(shí)踐課時(shí)32學(xué)時(shí))，在第二學(xué)期后的小學(xué)期中開C++課程設(shè)計(jì)(32個(gè)學(xué)時(shí))。
　　2 探索有效的教學(xué)手段與教學(xué)方法
　　采用科學(xué)有效的教學(xué)方法，是完成C++課程教學(xué)目標(biāo)的重要保證。與C、C#和Java相比，C++內(nèi)容多而抽象，而數(shù)技專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)C++之前沒有程序語言基礎(chǔ)。因此，在C++教學(xué)中，需要探索有效的教學(xué)手段與方法，重點(diǎn)解決讓學(xué)生樂于學(xué)和易于學(xué)的問題。
　　2.1 明確C++學(xué)習(xí)意義
　　明確C++的學(xué)習(xí)意義，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)C++的興趣。我們主要從“C++學(xué)習(xí)有何用”著手，仔細(xì)挑選了由C++語言開發(fā)的幾款典型軟件，在第一節(jié)課簡單演示這些軟件，以此說明C++語言在整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的重要地位，觸發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愿望。主要介紹的軟件包括開發(fā)平臺(tái)Nokia Qt、Visual Studio和VC++；桌面工具Office、Photoshop、K3DSurf和Matlab；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Sql Server；網(wǎng)絡(luò)軟件IE和Google搜索引擎；C++小游戲GDI動(dòng)畫；行業(yè)應(yīng)用軟件“臨港城市風(fēng)暴潮災(zāi)害三維展示系統(tǒng)”(由本專業(yè)教師參與開發(fā))等。另外，我們還羅列了數(shù)技專業(yè)與C++密切相關(guān)的后續(xù)核心課程，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、算法分析與設(shè)計(jì)等，說明C++在數(shù)技專業(yè)課程中不可或缺的基礎(chǔ)地位。
　　2.2 靈活采用多種教學(xué)方法和手段
　　學(xué)生理解C++的學(xué)習(xí)意義后，仍可能會(huì)因C++的復(fù)雜而缺少學(xué)習(xí)信心。對于解決C++難學(xué)的問題，我們從理論與實(shí)踐教學(xué)兩方面探索解決方法：始終以學(xué)生為教學(xué)主體，將對學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)作為教學(xué)主線，注重對案例教學(xué)[4-7]、啟發(fā)式教學(xué)[4-5]的靈活應(yīng)用，并督促學(xué)生讀寫程序。
　　1) 把握C++教學(xué)主線。
　　C++語法復(fù)雜又細(xì)碎。為避免學(xué)生被C++語法“海洋”淹沒，在教學(xué)中，我們把握“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”這條主線，在C++教學(xué)內(nèi)容處理上，以數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式、控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)組與指針為基礎(chǔ)，以多態(tài)為目標(biāo)，強(qiáng)化類與對象、繼承和多態(tài)等重點(diǎn)內(nèi)容。
　　此外，在C++教學(xué)中，我們避免引入如矩陣乘積和動(dòng)態(tài)鏈表等過于復(fù)雜和突兀的算法，將其留待學(xué)生掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)后，由后續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)等課程去處理，以免加重C++的教學(xué)難度。
　　2) 設(shè)計(jì)教學(xué)案例。
　　C++的內(nèi)容枯燥。靈活應(yīng)用案例教學(xué)法，以鮮活的案例形式呈現(xiàn)C++知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從解決相關(guān)計(jì)算問題的C++案例程序中熟悉語法，培養(yǎng)他們的程序設(shè)計(jì)思想。在數(shù)技專業(yè)近年的教學(xué)中，主要應(yīng)用的案例有以下5個(gè)方面。
　　?程序控制結(jié)構(gòu)案例：九九乘法表和成績百分制向五分制的轉(zhuǎn)換。
　　?函數(shù)調(diào)用案例：求和函數(shù)的傳值調(diào)用，交換函數(shù)的引用和指針調(diào)用。
　　?類與對象案例：公民類、學(xué)生類、圓和長方形類。
　　?運(yùn)算符重載案例：復(fù)數(shù)的加(+)、乘以(*)和輸出(<<)等運(yùn)算符的重載。
　　?繼承與多態(tài)案例：公民類和學(xué)生類、圖形shape類與圓類、長方形類和銅錢類等。
　　讓學(xué)生理解各個(gè)案例所蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)思想和知識(shí)，輔以相應(yīng)練習(xí)，讓學(xué)生模仿編程。
　　(1) 運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)。
　　C++是一門應(yīng)用性強(qiáng)的課程。相比于硬塞知識(shí)，讓學(xué)生理解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)“有什么用”和“如何用”更為重要。因此，在本專業(yè)C++教學(xué)中，教師運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，注重讓學(xué)生思考兩個(gè)問題：某個(gè)C++知識(shí)有什么用，以及某問題能用C++的什么知識(shí)來解決。在啟發(fā)學(xué)生思考后，才引出知識(shí)點(diǎn)，加深學(xué)生印象。比如，在開始函數(shù)一章時(shí)，我們用交換10對整形變量的重復(fù)交換代碼，啟發(fā)學(xué)生思考有沒有更節(jié)約代碼輸入的方法，以此引出函數(shù)的概念；在開始數(shù)組一章時(shí)，我們用多個(gè)單變量存儲(chǔ)本班全部同學(xué)(40人以上)成績的程序，啟發(fā)學(xué)生思考有沒有更節(jié)約標(biāo)識(shí)符的方法，以此引出數(shù)組的概念。這樣，從解決實(shí)際問題出發(fā)引出C++知識(shí)點(diǎn)，避免了直接講解抽象的C++概念。
　　在講解典型案例時(shí)，充分利用板書。先啟發(fā)學(xué)生思考案例中計(jì)算問題的解決方法和步驟，將結(jié)果總結(jié)在黑板上，然后與學(xué)生一起討論，在黑板上將各步驟翻譯成C++代碼，分析代碼用到的新知識(shí)點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生一起完成分析問題、算法設(shè)計(jì)和代碼編寫過程，并讓學(xué)生在練習(xí)代碼編寫時(shí)去模仿，這樣比用PPT直接展示代碼效果更好。
　　(2) 督促學(xué)生讀寫程序。
　　C++課程也是一門實(shí)踐性強(qiáng)的課程。學(xué)生往往苦于課上明白，課下不能寫。因此，必須加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐練習(xí)，讓其由不會(huì)到會(huì)，并孰能生巧。對此，我們一方面布置學(xué)生課后讀典型案例的代碼，另一方面，將代碼書寫與上機(jī)調(diào)試有機(jī)結(jié)合：針對每章的核心知識(shí)設(shè)置編程題目，要求學(xué)生先在課后書寫代碼，再在實(shí)驗(yàn)課上調(diào)試并記錄代碼的改正步驟，以提交手寫代碼和調(diào)試記錄作為實(shí)驗(yàn)考核的依據(jù)，從而督促學(xué)生多動(dòng)手，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)相輔相成。
　　
　　理論課程結(jié)束后，我們在暑假前的小學(xué)期中安排了C++課程設(shè)計(jì)，目的是讓學(xué)生在分組完成小型C++課程設(shè)計(jì)題目的過程中綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)過的C++知識(shí)，強(qiáng)化面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，熟悉包括分析問題、總結(jié)算法、編寫程序和撰寫項(xiàng)目報(bào)告等在內(nèi)的程序開發(fā)流程，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和協(xié)作能力。課程設(shè)計(jì)期間，教師跟蹤進(jìn)度和答疑。近年來，我們用過的課程設(shè)計(jì)題目主要和學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際相關(guān)，主要有使用I/O流建立學(xué)生信息管理系統(tǒng)、使用類構(gòu)建選課管理系統(tǒng)、使用類建立學(xué)生評優(yōu)系統(tǒng)、通過聚合和派生構(gòu)建大學(xué)類、使用模板構(gòu)建復(fù)數(shù)類等。通過C++課程設(shè)計(jì)，學(xué)生編程能力普遍提高。
　　3 選擇合適的教材與實(shí)驗(yàn)環(huán)境
　　教材是承載教學(xué)的基石，好的C++教材，應(yīng)該是主線明確、知識(shí)點(diǎn)自包含、理論內(nèi)容清晰簡潔、實(shí)例新穎貼切，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。另外，數(shù)技專業(yè)是直接上C++，應(yīng)選用包含C++基本語法的教材。在歷年C++教學(xué)中，本學(xué)院采用過譚浩強(qiáng)、錢能、任哲、劉懷亮等人的教材，前二者適合課時(shí)量大的重點(diǎn)高校，任哲教材側(cè)重理論。劉懷亮教材包含了C++基本語法和面向?qū)ο髢刹糠郑碚摵啙?，?shí)例緊扣知識(shí)點(diǎn)，章節(jié)練習(xí)構(gòu)思巧妙，使用下來效果較好，適合于本專業(yè)C++教學(xué)。
　　在C++實(shí)驗(yàn)環(huán)境方面，我們選用Visual Studio 2008，該平臺(tái)時(shí)下流行，使用方便，后續(xù)還將在C#可視化程序設(shè)計(jì)和Asp.net 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)選修課中用到。另外，我們還向?qū)W生簡單介紹C++開發(fā)框架Qt，該框架將在后續(xù)地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)等課程中用到。
　　4 處理好與其他計(jì)算機(jī)課程的銜接
　　C++課程為其他計(jì)算機(jī)核心課程提供重要支撐。為方便學(xué)生后續(xù)計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)，我們對C++與相關(guān)課程的銜接進(jìn)行了處理。
　　首先，C++是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等課程的基礎(chǔ)。因此，在C++教學(xué)中，除了強(qiáng)調(diào)面向?qū)ο缶幊趟枷胪?，?nèi)容上還盡量包含相關(guān)課程所必需的基礎(chǔ)知識(shí)。比如：在C++中強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C++版)中用到的位運(yùn)算、指針、數(shù)組、抽象類和模板；分析地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容后，我們發(fā)現(xiàn)在C++中必須包含向量(vector)，而且需介紹三門課程將用到的C++開發(fā)框架Qt。
　　此外，考慮到將來在參與海量數(shù)據(jù)分析與計(jì)算中，數(shù)技專業(yè)學(xué)生還可能用C和 Matlab進(jìn)行計(jì)算，而本專業(yè)未開設(shè)這兩門課，因此在C++課程理論教學(xué)結(jié)束后，我們還用4課時(shí)簡單介紹了C和Matlab的語法特點(diǎn)、程序結(jié)構(gòu)、編譯環(huán)境及與C++之間的程序轉(zhuǎn)換和鏈接方法，讓學(xué)生初步了解如何進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用C與Matlab。
　　5 結(jié)論
　　數(shù)技專業(yè)是對計(jì)算機(jī)要求較高的非計(jì)算機(jī)專業(yè)。我們從專業(yè)特色出發(fā)，對C++課程進(jìn)行了建設(shè)：先明確了C++是該專業(yè)計(jì)算機(jī)課程的前導(dǎo)課程，確定了C++的教學(xué)目的，合理地規(guī)劃了本專業(yè)C++知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃；然后針對本專業(yè)學(xué)生，直接學(xué)習(xí)C++的困難，對C++教學(xué)方法進(jìn)行了探索，對案例教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法進(jìn)行了靈活應(yīng)用，對適合的教材和實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行了遴選；另外，考慮與相關(guān)專業(yè)課程的銜接和方便學(xué)生從事計(jì)算工作，我們在教學(xué)內(nèi)容上對有關(guān)知識(shí)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)和包含。經(jīng)過C++課程的系統(tǒng)建設(shè)，我們保證近年來數(shù)技專業(yè)C++教學(xué)的有效開展，教學(xué)效果也較良好。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 謝娟英. 大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)C與C++程序設(shè)計(jì)語言開設(shè)探討[J]. 計(jì)算