將硬件引入“面向對象程序設計”課程實驗教學

摘要：針對“面向對象程序設計”課程實驗內容的設置容易使學生產生學之無用的思想及學后不會用的問題，結合電子信息專業培養特色，壓縮了傳統的、基本的實驗內容，增加了應用性強的實驗項目，并將硬件引入實驗教學。實踐表明，改進后的實驗教學模式效果良好。

關鍵詞：面向對象程序設計；實驗項目；實驗內容；硬件；專業應用

0 引言

大多數非計算機專業普遍都設置了面向對象程序設計課程，但由于在實驗內容的選取上過于注重程序設計語言的語法規則和語義，忽略了程序設計和專業應用開發，很多學生在學習過程中感到茫然并產生了抵觸情緒，認為非計算機專業的學生和從事硬件設計的學生，沒有必要學習程序設計。

實際上，電子產業的發展必然是軟件與硬件的協同發展。在電子專業開設面向對象程序設計課程并不是要培養程序員，而是要培養面向專業應用的設計開發人員。實驗課程充分地與專業相結合，通過串口連接可編程控制器或單片機等常用硬件設備，在專業應用環境中進行實驗教學，既可使學生掌握理論知識，又可培養實踐應用能力，有助于他們順利走向工作崗位。

1 現有實驗項目存在的不足

面向對象程序設計是一門實驗性很強的課程，目前設置的實驗課程存在的典型問題是實驗內容集中在語法和組件上，缺少與專業相關的應用型實驗。

從表1可以看出，目前程序設計課程的實驗項目設置比較單調片面，絕大部分屬于驗證組件屬性和方法的實驗。出現在實驗中的組件也只是一些基本的通用窗體組件，而且只占組件數量的小部分。這種實驗既不能培養學生開發大型應用程序的能力，也不能應用于專業實際，所以學生在學習過程中難免產生學而無用的想法。沒有興趣、沒有動力，學生當然不愿意花費時間和精力。可想而知，教學效果肯定是不理想的。

面向對象技術的開發工具涉及到的組件數量非常多，教學中不可能全面覆蓋；而且組件從應用角度來考慮，其原理是完全一樣的，也沒有必要面面俱到。因此，有選擇性地針對專業的特點和實際的應用，選取與專業相關的組件，將面向對象技術有效地溶入專業培養是完全可行的。

2 將硬件引入實驗教學的改進

我校電子信息工程專業的教學目標是培養具備電子技術和信息系統的基礎知識，能從事各類電子設備和信息系統的研究、設計、制造、應用和開發的高等工程技術人才。軟硬件相結合是本專業的培養特色。面向對象程序設計課程是電子信息工程重要專業課程之一，在進行實驗項目具體內容設置時，不僅要考慮該課程本身特點，而且還應考慮與專業應用的銜接問題，力求達到專業課程體系的協調統一性。因此，結合本專業的培養特色，我們將本課程的實驗項目設置如表2所示。

結合表1和表2可以看出，在實驗內容設置上，壓縮了常用組件比例。考慮到電子信息專業應用中，通常要將單片機控制終端或者信號采集與數據處理的結果顯示在上位機屏幕上，所以引入串口通信控件的使用實驗。我們鼓勵學生把課程設計或實踐性環節中制作的電子設備帶入實驗室；通過串口通信控件，學生可以利用軟件控制單片機，將單片機控制或運行結果顯示在計算機屏幕上。另外，通過圖形圖表等控件的應用，學生可以分析數據，繪制數據的曲線圖和狀態圖等。

我們還引入了常用網絡控件的使用實驗。在實驗中，學生可以將多個電子設備組成控制網絡，既提高了專業學習的興趣，也擴展了專業應用范圍。

將硬件、串口控件和網絡控件引入實驗中，數據庫的應用也可以得到進一步的擴展。在控制過程中采集到的數據可以使用數據庫管理，提高數據應用的效率。

3 項目實例

[名稱]：室溫監控平臺設計實驗。

[實驗目的]：通過PC機實現對上位機室溫監控硬件端的圖像顯示、數據分析、數據存儲以及數據打印等操作。

[系統組成]：數據采集系統(硬件部分)、RS-232串口通信線、PC機、數據顯示分析系統(軟件部分)，如圖1所示。

[實驗要求]：

(1)將前期課程設計或實踐環節所制的數據采集硬件端通過RS-232申口數據線與PC機連接；

(2)掌握MSComm控件、圖形圖表控件的使用；

(3)合理設計軟件界面，選擇適當控件實現數據傳輸、數據顯示、數據分析、數據存儲以及數據打印等功能；

[實驗效果]：將自制硬件設備帶入實驗，原有硬件實現的功能可以采用更豐富的軟件表現形式，這種軟硬件相結合的實驗方式讓學生將掌握的知識有機地融合起來，培養了學生學以致用的能力，明顯增強了學生學習的積極性和主動性。

4 結束語

面向對象程序設計課程實驗內容的設置如果不能體現專業特色，就容易使非計算機類學生產生學而無用的思想及學而不會用的問題。我們在電子信息工程專業的實驗教學中，壓縮了傳統的、常規的實驗內容，增加了專業應用性強的實驗項目，將硬件設備帶入實驗，取得了較好教學效果，讓學生對課程的學習有了更深刻的理解和掌握，激發了學生學習的積極性和主動性，同時培養了學生分析問題和解決問題能力和科學創新意識，為今后專業應用奠定了良好基礎。