高職院校面向對象分析與設計教學方法探討

摘要：面向對象分析與設計，涉及的內容新、實踐性強。文章著眼于高等職業院校，分析了課程體系、教學目標，以類模型圖為例，闡述了抽象-實現-建模的三步教學法。

關鍵詞：教學方法；面向對象分析與設計；統一建模語言；課程體系；教學目標

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)34-1939-02

Discussion on the Method of Teaching OOAD in Vocational Colleges

JI Fei

(Software Institute，Nanjing College of Information Technology，Nanjing 210000，China)

Abstract: OOAD covers some new and practical contents. Based on the analysis of the curriculum and the instructional objectives in vocational colleges， we expatiate on abstraction-implementation-modeling teaching method with class diagram.

Key words: teaching method; OOAD; UML; curriculum; instructional objectives

1 引言

目前，高等院校（包括高職院校）在計算機相關專業都開設了“面向對象分析與設計”這門課程。課程涉及的內容新、實踐性強，目前仍在不斷發展、不斷完善；對于學生，只有理解相關概念、技術、方法，而不是死記硬背，才能學以致用，才能在以后的實際工作中跟上技術發展的步伐。所以，探索一種新的、行之有效的教學方法是完成教學任務、達到教學目標的關鍵。這里，我們著眼于高職院校，來探討“面向對象分析與設計”這門課程的教學方法。

2 課程體系與教學目標

高等職業教育屬于技術應用型教育，以培養高技能的實用型、應用性人才為目標，這一目標在專業設置、課程體系、教學大綱中逐步得到明確、落實。

在計算機相關專業的課程體系中，“面向對象分析與設計”是一門專業課程，開設于“程序設計基礎”等專業基礎課程之后；目前，絕大多數學校的“程序設計基礎”課程以C++、Java、C#等作為教學語言。所以，學生在學習“面向對象分析與設計”之前，已經能夠在編程語言級別上認識“面向對象”，這是學生認知的基礎，因而也就是我們展開教學的基礎。

在教學大綱中，“面向對象分析與設計”的教學目標包括：①理解面向對象的概念、思想、方法；②理解軟件建模的意義、方法、步驟；③具有閱讀、理解軟件模型圖的能力；④具有使用軟件建模工具繪制軟件模型圖的能力。

3 教學方法

馬克思主義的認識論告訴我們：認識是一個由“實踐到認識”再由“認識到實踐”的不斷反復、提高的過程。綜合學生的認知基礎和課程的教學目標，我們通過“抽象-實現-建模”這三個步驟來展開各個知識點的教學：①抽象（實踐到認識）：分析現實世界中的事物，抽取、講解與知識點有關的概念、思想、方法等，以加深學生的理解，防止死記硬背；②實現（認識到實踐）：通過程序代碼，來分析這些知識點對應著實際編程過程中的哪些工作，升華學生對知識點的理解；③建模（反復、提高）：引入UML的模型圖和和圖形符號，講述模型圖的作用，同時演示、講解建模工具的使用。

下面，我們通過類、繼承、關聯這些概念的簡化教學過程來演示這一方法。

3.1 類的教學

[抽象] 張三是一個學生，李四是一個學生，學校有許多學生。為了指定一個具體的學生，我們必須指定其學號、姓名、班級、系部等信息。這些信息用來描述學生的特征，以便將不同的學生區分開來；同時學生也有行為，如：報到注冊、考試、借書、請假，等等。可見，學生是具有相同特征、行為的群體，為了方便，我們給定一個包含共同特征、共同行為的描述框架，通過指定這個框架中的特征，就能明確指定群體中的一員。這個描述框架是群體共同特征及行為的抽象，我們稱之為類，這個類取名為“學生”。對于教師，又是另外一個群體，我們需要另一個框架來描述，即“教師”類。可見類是一組具有相同特征和行為事物的抽象描述，類有三個要素：名稱、一組特征、一組行為。

[實現] 在編程語言中，類是一個自定義的數據類型，C++使用“class”來標識這種定義。在C++語言中，前述的三個要素分別是類名稱、成員變量、成員函數，考慮到信息隱藏的需要，需要控制對成員變量、成員函數的訪問。例如：

class Student //定義一個類

{

private:

String no;//學號

String name;//姓名

……

public:

void register();//報到注冊

void borrow(String bookID); //借書

……

};

[建模]在實際的軟件項目中，需求明確之后，并不是直接編程，而是將構思的軟件系統畫在圖紙上，以便討論、推敲、修改，完了之后才是編程，這樣可以避免一時的倉促或疏忽，導致返工，浪費工時。在圖紙上構建軟件系統，就是系統分析和設計，在這里，就是繪制系統的類圖。UML使用一個上下分成三個部分的矩形來表示，上面是類名稱，中間是成員變量，下面是成員函數，如下圖所視。這樣，我們就可以根據類圖來編寫代碼，反之，也可以根據代碼來構建類圖。

在Rational Rose中，用屬性（attribute）來表示成員變量，用操作（operation）來表示成員函數（由于篇幅關系，這里略去具體的操作，在實際教學中，可以采用講練結合的一體化教學方法）。

3.2 繼承的教學

[抽象] 有一些學生是黨員，需要入黨介紹人、入黨時間、交黨費這樣的一些不同于其他學生的特征和行為，即具有黨員這樣的特殊性，怎樣來描述這一群體的學生呢？從哲學的角度來講，學生黨員是學生，不僅具有黨員這個特殊性，而且具有學生這個一般性。這樣，我們可以在原來描述框架的基礎上，添加有關黨員的一些描述信息，就可以得到一個適合于學生黨員的、新的描述框架。這種一般與特殊的關系，我們使用繼承來表示：

繼承是讓某個類型的對象具有其它類的特征和行為。通過繼承，可以使類的實例擁有另一個類的特征和行為。

[實現]在編程語言中，一個類（子類）從另一個類（父類）繼承成員變量或函數，就是在父類的基礎上再定義一個新類（子類），在其中添加自己所特有的成員變量或函數。在C++中，學生黨員類可以如下定義（這里的CPStudent不僅具有自己的成員，而且還包含了Student中的成員）：

class CPStudent: public Student//定義一個子類

{

private:

String introducer;//介紹人

……

public:

void payDues(Double amount);//交黨費

……

};

[建模]UML使用一個帶空心箭頭的實線來表示繼承，由子類指向父類。在Rational Rose 中繼承使用泛化（generalization）關系表示。上述CPStudent和Student的關系表示如圖2所示。

3.3 關聯的教學

[抽象] 學生的圖書證，是一類事物，可以通過編號、發放日期、有效期等信息來描述，另外上面還包含了學生的信息，以確定學生的身份。這里，圖書證和學生存在一種關系，這種關系是關聯。

一類事物其特征信息可能是另一類事物，我們說這兩類事物之間存在關聯。

[實現]在編程語言中，關聯關系表示：一個類的屬性其類型是另一個類。在C++中，上述圖書證和學生的關聯在代碼上實現如下：

class LibraryCard //圖書證類

{

private:

String code;//編號

Student stu;//持證學生

……

};

[建模] UML使用一個帶箭頭的實線來表示關聯，由包含類指向被包含的類。這里，不再需要在圖中給LibraryCard添加stu屬性，這個stu屬性蘊涵在關聯關系中。上述LibraryCard和Student的關系表示如圖3所示。

4 小結

本文從高等職業教育的性質、目標出發，分析了計算機相關專業的課程體系、“面向對象分析與設計”課程的教學目標，以類模型圖為例，闡述了“抽象-實現-建模”的三步教學法，這種教學方法是馬克思主義認識論的一個具體應用。教學實踐表明，該方法能夠活躍課堂的氣氛、啟發學生的思維，教學效果達到了教學目標的要求，符合高等職業教育對人才培養目標的要求。

參考文獻：

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