花衛(wèi)華　劉修國(guó)　黃帥

摘要：C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是我校遙感專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，也比較枯燥，不易被學(xué)生接受理解。本文結(jié)合作者長(zhǎng)期對(duì)大一遙感專業(yè)的課程教學(xué)實(shí)踐和對(duì)課程內(nèi)容重難點(diǎn)內(nèi)容的分析，跟蹤學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的普遍問(wèn)題，提出了以程序設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)、以專業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法，從教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)兩個(gè)角度，闡述了如何更好實(shí)現(xiàn)C++課程在專業(yè)課程體系中的教學(xué)目標(biāo)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο?；程序設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；遙感專業(yè)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）34-0137-02

一、課程內(nèi)容分析及教學(xué)目的

1.遙感專業(yè)的特點(diǎn)與本課程內(nèi)容分析。遙感專業(yè)屬于測(cè)繪類大學(xué)科方向，主要培養(yǎng)具備遙感科學(xué)技術(shù)與工程的基本理論、方法和技能的各層次專業(yè)人才。要求學(xué)生能夠熟練掌握衛(wèi)星遙感平臺(tái)、傳感器技術(shù)、遙感信息獲取與數(shù)據(jù)處理、多傳感器數(shù)據(jù)匹配和融合、圖像自動(dòng)解譯技術(shù)等基本技術(shù)與方法，能夠在城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、地質(zhì)、測(cè)繪等各類遙感領(lǐng)域，從事遙感電子設(shè)備與系統(tǒng)研制、應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)集成的建設(shè)與開(kāi)發(fā)工作[1]。因此，對(duì)遙感專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，程序設(shè)計(jì)是一門(mén)必備的技能。針對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛘n程的教學(xué)任務(wù)量和教學(xué)特點(diǎn)，我校在制定遙感專業(yè)教學(xué)大綱中安排學(xué)生從一年級(jí)開(kāi)始學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程，分上下兩個(gè)學(xué)期學(xué)完。課程內(nèi)容主要包括[2]：①程序設(shè)計(jì)基本概念與語(yǔ)法，包括數(shù)組、函數(shù)、類和對(duì)象、繼承與派生、多態(tài)性、輸入輸出流、異常處理等，以及C++14標(biāo)準(zhǔn)中包含的模版、泛型、匿名方法、lambda表達(dá)式、新型智能指針等。②程序設(shè)計(jì)方法，包括結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)之一就是彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中的一些缺點(diǎn)，但其可以使用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中的函數(shù)、數(shù)組等基本理論。本課程主要要求學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想，同時(shí)要求學(xué)生采用規(guī)范的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，形成良好的程序設(shè)計(jì)素養(yǎng)。③程序調(diào)試技巧。④專業(yè)問(wèn)題的分析與程序轉(zhuǎn)化能力。

2.教學(xué)目的。教師通過(guò)理論和實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，了解面向?qū)ο蟮幕靖拍詈褪褂妹嫦驅(qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的基本思想，學(xué)會(huì)采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行問(wèn)題分析，能夠熟練運(yùn)用C++語(yǔ)言解決一般問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和科研創(chuàng)新能力，為大型應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)打下良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)本課程的教學(xué)，希望學(xué)生能夠達(dá)到的能力[3]包括：①程序編寫(xiě)與調(diào)試能力，熟練掌握VC++的編輯調(diào)試工具，能夠快速編寫(xiě)程序代碼；掌握程序排錯(cuò)的基本方法，能夠獨(dú)立快速進(jìn)行程序調(diào)試。②專業(yè)問(wèn)題的分析與程序轉(zhuǎn)化能力，對(duì)實(shí)際專業(yè)對(duì)象和問(wèn)題進(jìn)行分析與抽象，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理的對(duì)象關(guān)系圖，并能進(jìn)行求解。③創(chuàng)新能力，能夠獨(dú)立思考和深入鉆研，善于對(duì)所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行梳理、概括、歸納總結(jié)，給出合理解決方案；能夠獨(dú)立閱讀參考代碼和資料，自我擴(kuò)充知識(shí)結(jié)構(gòu)。

二、普遍存在的問(wèn)題及原因

1.學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，大一學(xué)生們普遍反映該門(mén)課程的概念和知識(shí)點(diǎn)太多，課程內(nèi)容的風(fēng)格與其他課程差別很大，不易理解，一些學(xué)生甚至對(duì)編程產(chǎn)生了畏懼情緒，一步跟不上，步步跟不上。學(xué)生們學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的困難具體來(lái)說(shuō)包括以下幾個(gè)方面[4]：①學(xué)生對(duì)遙感與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的關(guān)系不清楚，學(xué)習(xí)的熱情不高，比較茫然。②知識(shí)點(diǎn)具有一定難度，部分學(xué)生不注重對(duì)編程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。③本課程是理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)習(xí)任務(wù)量重。④C++中蘊(yùn)含的計(jì)算思維方式不容易掌握[5]。部分學(xué)生在學(xué)習(xí)了本課程后，不善于從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的角度去思考問(wèn)題。⑤編程環(huán)境VC++相對(duì)比較復(fù)雜，不太容易快速掌握。

2.教學(xué)中存在的問(wèn)題。許多老師具有多年的程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，容易慣性地認(rèn)為所講授的知識(shí)點(diǎn)比較容易，從而忽視了學(xué)生的個(gè)性化感受，再加上缺乏有效溝通，最終導(dǎo)致老師講臺(tái)上講的很有激情，學(xué)生在下面一臉茫然。具體來(lái)說(shuō)有如下問(wèn)題：①?zèng)]有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)的“以教師為中心、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)”的“填鴨式”教學(xué)方法忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的主動(dòng)性，從而培養(yǎng)不了學(xué)生的創(chuàng)造性思維和探索精神，使得原本就不吸引學(xué)生的課堂變得更加枯燥無(wú)味，大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[6]。②沒(méi)有因材施教。大一新生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度大不相同，在教學(xué)中若進(jìn)度偏快，就有部分學(xué)生無(wú)法跟上老師的節(jié)奏，影響學(xué)習(xí)的積極性；如果講的偏慢，會(huì)在整體上影響教學(xué)進(jìn)度。

三、以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法研究

遙感專業(yè)開(kāi)設(shè)C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程，目的并不是要每個(gè)學(xué)生將來(lái)畢業(yè)了都能夠勝任程序員的工作[7]，而是讓他們學(xué)會(huì)利用程序設(shè)計(jì)的思想和工具，具備解決專業(yè)問(wèn)題的能力和潛力。針對(duì)以上對(duì)教學(xué)過(guò)程中存在問(wèn)題的分析，現(xiàn)從以下幾個(gè)方面提出以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法，力求提高教學(xué)效果。

1.活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。表面上看起來(lái)，面向程序設(shè)計(jì)課程本身是一門(mén)很枯燥的課，課程內(nèi)容不是概念就是代碼，課程中很多內(nèi)容又不容易被學(xué)生理解。在教學(xué)中如果不和學(xué)生互動(dòng)，學(xué)生只是被動(dòng)的學(xué)習(xí)，那么他們不但在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解很困難，而且其學(xué)習(xí)的成果也不會(huì)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。在C++的教學(xué)過(guò)程中，最理想的狀態(tài)就是，學(xué)生一直都能保持一種亢奮的狀態(tài)，做到“樂(lè)于學(xué)、勤于練、善于思”。針對(duì)這種情況，教師可以采取以下幾種手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣：①?gòu)暮?jiǎn)到難，穩(wěn)扎穩(wěn)打。C++的知識(shí)點(diǎn)的難度是不一樣的，在課堂上和上級(jí)實(shí)習(xí)中，給學(xué)生以適當(dāng)?shù)奶崾?，讓學(xué)生每一步都能看到解決問(wèn)題的希望。②課堂上，對(duì)重點(diǎn)、難度知識(shí)點(diǎn)要盡量形象、生動(dòng)地進(jìn)行講解，有時(shí)可以借助打比方、講故事，也可引入U(xiǎn)ML或Visio繪圖來(lái)輔助。③對(duì)容易混淆的概念，集中起來(lái)進(jìn)行類比講授。④引導(dǎo)學(xué)生知其然，更要知其所以然。

2.精心設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)題目，全面覆蓋專業(yè)問(wèn)題。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，通過(guò)實(shí)踐來(lái)加深對(duì)課程中理論知識(shí)的理解。因此，在實(shí)習(xí)內(nèi)容的安排上，既要重視理論知識(shí)的重現(xiàn)，又要注重學(xué)生解決問(wèn)題實(shí)際能力的培養(yǎng)；既要考慮學(xué)生的總體學(xué)習(xí)情況，又考慮學(xué)生的個(gè)體差異；既要考慮專業(yè)知識(shí)的覆蓋，又要增加趣味性，并為學(xué)生提供一個(gè)發(fā)揮想象的空間。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要求學(xué)生自己進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，老師在其中只是起引導(dǎo)和輔導(dǎo)作用。通過(guò)多次實(shí)踐，學(xué)生不但可以對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行鞏固，而且還可以在其基礎(chǔ)上創(chuàng)新。著眼于學(xué)科體系內(nèi)的課程銜接，可從以下幾方面來(lái)考慮實(shí)習(xí)題目的設(shè)計(jì)：①?gòu)拇笠凰鶎W(xué)的高等代數(shù)中出一些關(guān)于矩陣、行列式運(yùn)算方面的問(wèn)題進(jìn)行訓(xùn)練。②從遙感專業(yè)內(nèi)容本身尋找題目，諸如遙感圖像處理、影像顯示和影像分類等問(wèn)題，來(lái)讓學(xué)生體會(huì)C++解決專業(yè)問(wèn)題的巨大威力。③通過(guò)設(shè)置課程設(shè)計(jì)題目，引導(dǎo)學(xué)生既要善于獨(dú)立思考，又要學(xué)會(huì)分工協(xié)作。C++語(yǔ)言基于面向?qū)ο笏枷?，無(wú)論是微粒度的代碼級(jí)的設(shè)計(jì)模式，還是軟件模塊的設(shè)計(jì)組織，都能很輕松地應(yīng)對(duì)。指導(dǎo)學(xué)生在大模塊軟件設(shè)計(jì)編寫(xiě)過(guò)程中，學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作，同時(shí)在自己的模塊中精益求精。

3.既要紙上談兵，又要參加實(shí)戰(zhàn)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程是一門(mén)操作性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[8]，如果只選擇理論考試的方式來(lái)測(cè)驗(yàn)學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的掌握程度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。單純的考試只會(huì)使學(xué)生對(duì)課本上的概念和知識(shí)進(jìn)行盲目地死記硬背，即使考試拿到很高的分?jǐn)?shù)，也不知道怎么將課本中的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作中，更不懂得怎么用C++語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題，從而出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。學(xué)習(xí)C++目的是要利用這個(gè)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言作為工具，解決本專業(yè)內(nèi)的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生從理論走向?qū)嵺`，真正學(xué)會(huì)這門(mén)本領(lǐng)。每年都有校級(jí)、省級(jí)甚至全國(guó)性的GIS程序設(shè)計(jì)大賽，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)C++所掌握的不同程度，推薦其參加不同類別的程序設(shè)計(jì)大賽，真正在實(shí)戰(zhàn)中檢驗(yàn)和提高技能。

四、總結(jié)

C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一門(mén)方法性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都比較強(qiáng)的課程，不容易被初學(xué)者理解，在課程的教與學(xué)的過(guò)程中都存在著困難。能夠熟練掌握這門(mén)課程是廣大師生共同的希望。這門(mén)課程學(xué)好了的話，后續(xù)課程會(huì)得心應(yīng)手。在本課程的教學(xué)中，以提高學(xué)生運(yùn)用C++解決專業(yè)計(jì)算問(wèn)題的能力為主要目標(biāo)，通過(guò)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、設(shè)計(jì)遙感類實(shí)習(xí)題目和鼓勵(lì)參加程序設(shè)計(jì)大賽等手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性，強(qiáng)化對(duì)面向?qū)ο蟾拍畹睦斫猓m應(yīng)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的[5，8]思維習(xí)慣，逐步學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用面向?qū)ο笏枷雭?lái)分析和解決具體的專業(yè)計(jì)算問(wèn)題。

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