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浅谈C++程序设计课程的建设与实践 刘维富 liu.wf@ntu.edu.cn 南通大学计算机科学与技术学院 2006.11 一、C++课程背景 C++语言 兼容C的面向对象程序设计语言。 面向过程和面向对象的主流程序设计语言，编写系统软件和应用软件的通用语言。 “高级语言程序设计”课程的首选教学语言。 课程认识 本身是一门基础课 后续课程的基础 计算机应用的开发工具 创新教学的理想平台 课程特点 内容多、环节多、难点多、问题多。 大班教学，教学质量难保证。 课堂教学和实验教学并重，学以致用，以编程解决实际问题为目标。 课程涉及语言语法、算法、调试等，综合性、实践性强，理论与实践结合紧密。 非计算机专业学生需参加二级考试，真正考教分离。 实验编程环境极其严格，结果要求100％正确，对培养大学生编程能力、创新能力和严谨的科学作风有非常重要的作用。 C++课程考核 笔试(50%)＋机试(50%) 二、教学内容 教学安排(1学时＝40分钟) 授课：62学时 课程实验(与授课同步进行)：34学时 课程设计(授课结束后进行) ：2周 知识模块 第一单元 结构化程序设计基础：包括C++概述、数据类型、运算符、表达式、简单的输入输出、算法与流程控制语句等，约30学时。 第二单元 模块化程序设计：包括函数、编译预处理、数组、结构体、共用体、枚举类型、指针和引用，约34学时。 第三单元 面向对象程序设计：包括类、对象、构造函数、析构函数、继承、派生、友元、虚函数、静态成员、运算符重载、I/O类库和模板等，约32学时。 课程的重点、难点及解决办法 算法表达、结构化语句：结构化编程基础。注重讲授算法的结构化表示法，结构化语句，常用基本算法，断点＋单步调试技术。 函数：模块化编程基础。注重讲授程序的模块化组织思想和方法，自顶向下逐步求精的程序设计思想，参数传递，变量作用域，程序的多文件组织。 数组、结构体、指针：数据的结构化和模块化组织基础。指针是重点和难点，应正确区分指针与地址，强调指针类型的作用，讲清各类指针的含义及作用；特别注重讲授指针在动态生成基本数据结构，解决实际问题方面的综合实例。 类和对象、继承、运算符重载、虚函数：面向对象程序设计基础。运算符重载较易理解，但有些方面易忽视，应提请学生注意。虚函数是重点和难点，应注重讲授虚函数的必要性、重要性、实现机制和综合实例。 三、教学方法 负反馈教学法的产生 确定教学理念：以整体提高教学质量为首要目标，注重学生创新能力和优秀人才的培养。 分析教学对象和教学课程：结合我校办学定位、人才培养目标和生源情况，对C++课程的特点、内容、结构及与其他课程的关系等方面做了大量研究。 改进教学方法：根据多年软件开发经验和C++课程的教学实践与研究，在控制论、教育学和心理学的基础上，吸收了布鲁纳的“发现教学法”和瓦根舍因“范例教学法”的合理成分提出了负反馈教学法。 负反馈教学模型 从过程控制理论看，教学过程由组成系统的对象(教师、学生)，教、学、检测和反馈等环节组成，是一个具有负反馈环节的过程控制系统，如图所示。 该模型的核心是通过反馈，及时发现和解决教学过程中存在的问题，确保整体实现教学目标。 C++程序设计课程负反馈教学法的要点 按单元组织教学： 单元划分依据： 按C++程序设计方法演进发展的自然顺序和实际编程能力形成的三个关键期，即结构化程序设计→模块程序设计→面向对象程序设计，将教学内容分为三个单元。 单元测验： 每单元安排一次 优势： 有利于获得真实的教学反馈信息 有利于及时发现、分析和解决教学中存在的各种问题 有利于教学效果的巩固和教学质量的提高 有利于大型基础课的教学组织、实施和考核 C++程序设计课程负反馈教学法的要点(续) 课堂教学： 教学思路：根据程序设计课程的特点，用“范例”组织课堂教学，贯彻“发现式”教学思想，突出重点、难点和综合应用，注重学生创新能力和优秀人才的培养。 范例程序：涉及基本语法、算法、数据结构和调试技术，具有典型性、综合性和可扩展性。 范例程序的讲解： 符合“现象→发现问题→分析问题→解决问题→验证”的探索过程，使学生掌握基本语法、算法及应用； 通过对范例程序的启发式扩展，揭示程序由小到大、由简单到复杂直到实用的过程，激发学生的探索热情和兴趣，使学生掌握知识间的联系和编程的工程化思想，获得实际编程能力。 C++程序设计课程负反馈教学法的要点(续) 课堂教学(续)： 课堂教学由授课和讲评两部分组成。 授课：讲授新内容。主要集中在 知识的形成、发展和用途：使学生明确学习目的，激发学习兴趣； 知识的重点、难点及联系：给学生提供开动脑筋、积极探索、大胆猜想、寻求解决问题方法、进行创造性思维的实践机会。 讲评：解决反馈的问题。主要集中在 探索过程：使未达终点的学生了解自己