遞進案例在面向?qū)ο蟪绦蛟O計教學應用

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摘要：《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》是計算機專業(yè)的一門重要的基礎課程，較強的理論性與語法的復雜性給學生的學習帶來困難。分析以往教學過程中存在的問題及原因，淺談如何設計、運用遞進案例，使得學生從以教材語法為中心的學習重心轉(zhuǎn)移到案例的分析和領會上，到達學生主動學習、對知識點融會貫通的目的。

關鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O計；遞進案例

0引言

《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》是計算機專業(yè)的一門重要的基礎課程，是編程語言教學中的重點也是難點。該課程要求學生了解面向?qū)ο蟪绦蛟O計的基本思想、掌握面向?qū)ο缶幊痰募夹g，為大型應用軟件設計與開發(fā)打下良好的理論和實踐基礎。在教學實踐中，有學生反映課程很難學，甚至有個別學生對編程產(chǎn)生畏懼的情緒。筆者結(jié)合實際的教學工作，分析課程教學過程中碰到的主要問題和成因，淺談如何引入遞進案例方法提高教學質(zhì)量。

1教學過程中存在的問題及原因

以往在教學過程中主要存在的問題及原因如下：（1）學生對面向?qū)ο蟪绦蛟O計的學習的目標不明確，學習動力不強。由于學生相對欠缺項目經(jīng)驗，對面向過程程序設計在大型軟件開發(fā)過程中遇到的代碼難維護、難擴充等問題意識不足，僅從軟件功能的角度看問題，以為已經(jīng)有面向過程編程的方法已經(jīng)可以寫軟件了，不理解為什么需要學習面向?qū)ο蟪绦蛟O計。（2）教材對面向?qū)ο蟪绦蛟O計技術的描述過于側(cè)重語法，缺乏思維引導和結(jié)合應用的分析，較少圍繞“為什么面向?qū)ο蟪绦蛟O計包含了這個技術點?”“什么情況下需要使用這個技術點？”“如何使用這個技術點？”等問題展開討論，導致學生停留在“知其然而不知其所以然”的階段，即使掌握了面向?qū)ο蟪绦蛟O計的語法，還是沒領會到面向?qū)ο蟪绦蛟O計的思想精髓，不懂運用。（3）教材和課后習題以每一章節(jié)的知識點為目標設計，缺乏系統(tǒng)性與連貫性，缺少對知識綜合運用能力的訓練。

2引入遞進案例提高教學質(zhì)量

針對上述問題，筆者在教學中使用遞進案例，根據(jù)教學目標和內(nèi)容需要，采用案例組織學生進行學習、研究、鍛煉，把教授和學習的重心放在案例的分析和領會上，而不是以教材的理論知識點為中心[1-2]。旨在讓學生在理解案例所涵蓋的知識點后，通過模仿案例到靈活運用設計創(chuàng)新，到達學習的目的。本節(jié)討論遞進案例設計和運用過程。（1）案例的編寫首先，案例保持內(nèi)容的連貫性與遞進性[3]。案例以編寫某個軟件為目標，與教材內(nèi)容章節(jié)順序保持一致，在前一次課完成的功能的基礎上，提出豐富軟件功能的新需求，引入新的知識點學習。整個過程由簡到繁，循序漸進，將知識點串聯(lián)起來，引導學生在學習過程中承前啟后、舉一反三。同時，案例的設計要考慮趣味性[4]、實用性和可操作性。例如，計算機專業(yè)的學生通常喜歡游戲，可以以游戲為例子吸引學生。此外，案例的編寫要詳盡，對于每個知識點，需要寫清楚它的作用、適用場景和相關代碼，使得學生在課后能通過閱讀案例深入理解、掌握知識點，并會模仿、應用。（2）案例的運用筆者在使用遞進案例進行教學的時候，采用“提出需求、拋出問題、分析問題、講授知識點、布置任務”的路線進行講解。首先，在第一次上課的時候向?qū)W生介紹案例的內(nèi)容，說明要實現(xiàn)一個什么樣的軟件，具體要實現(xiàn)哪些功能。然后，給學生布置課程設計，讓學生實現(xiàn)與案例軟件相關的另一個模塊，要求在后續(xù)的學習過程中每次學到新技術后，能模仿案例將新技術點用到課程設計中。每次課堂按以下步驟展開：①提出需求。結(jié)合新知識點，提出給軟件增加某個功能，要求學生采用以前學過的面向過程程序設計的方法實現(xiàn)。②提出問題。要求學生思考：在用面向過程程序設計方法實現(xiàn)該功能的時候，遇到什么困難？提示學生從代碼管理、代碼可擴充性等方面思考。③分析問題。要求學生分析困難出現(xiàn)的原因，總結(jié)面向過程程序設計在大型軟件開發(fā)過程中的不足之處，讓學生領悟到：“在這種應用場景下，需要利用面向?qū)ο蟪绦蛟O計的技術去解決這個問題。”，激發(fā)學生的學習興趣。④引入新知識點。結(jié)合教材的例子講解知識點的語法。在講解過程中，對于部分難以理解的內(nèi)容，像構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)、動態(tài)內(nèi)存分配等，可以采用動畫形式演示，讓學生對這些抽象的過程有較具體的理解。然后結(jié)合案例演示知識點的運用將知識點擴大為知識面，最后由形象到抽象，揭示概念本質(zhì)。⑤布置任務。任務分兩部分內(nèi)容。首先，要求學生完成教材的習題，通過語法關。然后，要求學生模仿案例，將新知識點運用到課程設計中。

3一個具體的案例

本節(jié)分享筆者在教學中使用的遞進案例。在我院，《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O計》這門課安排在一年級第二學期上，作為《C語言程序設計》的后續(xù)課程。筆者在上《C語言程序設計》的時候，要求學生用面向過程程序設計的方式實現(xiàn)一些小游戲，例如猜數(shù)字游戲、打字游戲等。由于學生對游戲都比較感興趣，所以收集了不少優(yōu)秀作品。在面向?qū)ο蟪绦蛟O計課程中，筆者設計了一個實現(xiàn)“小游戲集錦”的遞進案例，要求學生在學習完整套案例后，實現(xiàn)游戲玩家管理的模塊。教材一般按照類的封裝性、繼承性、多態(tài)性的順序組織內(nèi)容，對應地，案例的內(nèi)容設計也基本按照上述順序展開。（1）類和對象的概念。將多個小游戲的代碼分發(fā)給學生，要求學生把代碼匯總成一個“小游戲集錦”的程序。讓學生設計一個菜單入口，在菜單中選擇游戲，進入相應的游戲界面。讓學生體會到，這個貌似幾行代碼能解決的問題，會碰到諸如“全局變量名沖突、數(shù)據(jù)和函數(shù)的關系不明顯”等的麻煩。接下來，引入類和對象的概念，介紹類的作用，再講解類的語法。在案例中演示如何將每個游戲單獨寫成一個類。要求學生在掌握了類的語法后，寫一個玩家類。（2）類的封裝性。舉一個“竄改代碼關鍵變量”的例子，讓學生理解封裝性的作用。要求學生在玩家類里實現(xiàn)對玩家數(shù)據(jù)信息的封裝。（3）構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)、靜態(tài)成員等。結(jié)合某個游戲類，對類增加恰當?shù)男枨髴?，展開對這些知識點的講解。例如，在游戲集錦中，僅要求每個游戲類生成一個對象?？捎纱诵枨笠腱o態(tài)成員的知識點進行講解，然后演示如何設計單例模式解決這個問題。（4）類的繼承與派生。要求增加功能：統(tǒng)計每個游戲的進入次數(shù)。用戶每進入一次游戲，該游戲的進入次數(shù)加一。在學習類的繼承與派生之前，學生只能在逐個游戲類里面添加私有變量intcount，并在各個類的游戲入口函數(shù)處增加count++的語句。提問學生：如果有一百個小游戲，是否需要分別在一百個類里面做重復的定義count和count++的操作？如果有一個類忘記對count加1會出現(xiàn)什么情況？引入面向?qū)ο蟪绦蛟O計的另一個重要特點——繼承。在案例中，定義一個游戲基類Game類，Game類包含成員count，再派生出各個小游戲類。要求學生掌握類的繼承與派生之后，寫一個游戲的游客類。游客類與玩家類的區(qū)別在于，游客類每的對象每次登錄游戲集錦時，分數(shù)清零；玩家類的分數(shù)不清零。要求思考該如何對游客類和玩家類的代碼進行重構(gòu)、設計。（5）類的多態(tài)性。多態(tài)是面向?qū)ο蟪绦蛟O計最復雜也最難詮釋的一個特點。在案例中，要求增加功能：菜單按游戲的熱門程度（進入游戲的次數(shù)）排序。提問若采用已學過的知識，這種做法是否方便：定義一個數(shù)組統(tǒng)計各類小游戲的訪問次數(shù)，然后對數(shù)組進行排序，得到小游戲的菜單列表，再根據(jù)用戶輸入的選擇找到相應的游戲入口函數(shù)。引入基類指針指向派生類對象和多態(tài)的知識點，提出可以將Game類設計成虛基類，采用Game類指針數(shù)組存儲指向各個小游戲的對象的指針，則可以方便地對指針數(shù)組排序，實現(xiàn)按游戲熱門程度排序的功能。要求學生掌握多態(tài)性的知識點后，寫一個在線玩家（包括游客）的列表，要求將在線玩家和游客按游戲成績排名顯示。

4結(jié)語

《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》是計算機專業(yè)的一門重要的基礎課程，該課的學習質(zhì)量直接影響專業(yè)后續(xù)課程的學習。本文探討了教學過程遇到的一些問題，分析了學生學習困難的原因，討論如何用遞進案例教學，通過遞進案例讓學生脫離枯燥的語法學習，將學習重心轉(zhuǎn)移到對知識點的領悟與運用上，提高教學質(zhì)量。

參考文獻：

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[4]王婧.游戲案例在面向?qū)ο蟪绦蛟O計教學中的應用[J].電腦知識與技術，2016,12（2）：124-126.

作者:馬慧 翁佩純 單位:電子科技大學中山學院計算機學院