應(yīng)用型本科院?！禖++程序設(shè)計(jì)》課程體系教學(xué)整合研究

喻洋平

摘 要：《C++程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)一直是基于語(yǔ)法體系的，采用在課堂講授語(yǔ)法、上機(jī)驗(yàn)證程序，強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法規(guī)則的掌握。課程應(yīng)從宏觀上把握課程教學(xué)體系，堅(jiān)持整體性原則，注意和其他相關(guān)課程之間的橫向聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)教學(xué)的目應(yīng)該使學(xué)生逐步掌握程序設(shè)計(jì)的思想和方法，即算法。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，必須及時(shí)整合課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和考核方式，構(gòu)建《C++程序設(shè)計(jì)》大課程教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：C++程序設(shè)計(jì)；算法；整合

本課題是江西教育考試招生“十二五”規(guī)劃課題《應(yīng)用型本科院校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系建設(shè)的研究與實(shí)踐-----以江西科技學(xué)院試點(diǎn)本科為例》階段性成果之一（課題批準(zhǔn)號(hào)：1361）

1 《C++程序設(shè)計(jì)》及相關(guān)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題---片面強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法

第一、學(xué)校在教學(xué)計(jì)劃中設(shè)置了多門程序語(yǔ)言的課程，目的是使學(xué)生掌握更多的語(yǔ)言，便于就業(yè)。但在這些程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)大綱中過(guò)多地強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法，對(duì)付考試，這就導(dǎo)致了程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)重點(diǎn)出現(xiàn)偏差，甚至本末倒置，喪失了學(xué)習(xí)語(yǔ)言課的目標(biāo)；第二、由于現(xiàn)在的課程教學(xué)是基于語(yǔ)法體系的，并且采用在課堂語(yǔ)法、上機(jī)通程序的教學(xué)模式，教師只能將課本的程序語(yǔ)法規(guī)則和程序設(shè)計(jì)例題講解給學(xué)生，把教材作為指定的讀本，學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)也是一種驗(yàn)證式的工作。在這種教學(xué)模式下，教師往往把很大力，甚至是主要精力放在特定語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則和語(yǔ)義上。這樣做其實(shí)是不自覺(jué)地把程序設(shè)計(jì)課上成了程序語(yǔ)言課，沒(méi)有真正去區(qū)別程序設(shè)計(jì)和程序語(yǔ)言這兩者之間的不同。第三、在教學(xué)過(guò)程中，程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)一般圍繞語(yǔ)言本身的體系展開(kāi)，孤立地教授語(yǔ)言本身的語(yǔ)法知識(shí)，把低級(jí)語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言硬性割裂開(kāi)來(lái)，把面向過(guò)程的語(yǔ)言與面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言硬性割裂開(kāi)來(lái)分，把各種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言硬性割裂開(kāi)來(lái)分，把語(yǔ)言課程與算法課程硬性割裂開(kāi)來(lái)分。

2 《C++程序設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容整合研究

2.1 教學(xué)內(nèi)容整合思路

依據(jù)程序設(shè)計(jì)課程特點(diǎn)和實(shí)際需要，在教學(xué)過(guò)程中，注重學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力培養(yǎng)，將理論課與實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行整合，使學(xué)生感覺(jué)到堂堂都是實(shí)驗(yàn)課，調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。這樣即保證了課程內(nèi)容的充實(shí)，又能作到信息量大；即避免了理論和實(shí)踐的脫節(jié)，又避免了內(nèi)容的重復(fù)講授，使學(xué)生感到學(xué)有所值，學(xué)有所用。為此，我們精選了大量的教學(xué)案例，制訂了課程知識(shí)點(diǎn)教學(xué)大綱，同時(shí)申報(bào)了院級(jí)網(wǎng)絡(luò)課件的項(xiàng)目，并將成果軟件運(yùn)用于實(shí)踐教學(xué)。一年的實(shí)踐表明，學(xué)生的編程能力有顯提高，學(xué)習(xí)興趣較之以前有了大幅度提高。

2.2 C和C++語(yǔ)言的語(yǔ)法內(nèi)容整合思路

C++的概念龐雜，難以理解，不容易深入，同時(shí)，C++新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)使C++和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)順序發(fā)生沖突：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先修課是C++，而C++的新特性中包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，它們互為前提。要有效地解決這兩個(gè)問(wèn)題，必須把C、C++和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)整合。需要注意的是，把C 作為C++的元語(yǔ)言，這時(shí)C++的概念就可以用C 程序嚴(yán)格地描述，避免C++解釋中的歧義性和模糊性，有利于理解，而且C++也就不必從開(kāi)頭講起，我們可以直接講授C++相對(duì)C 的修正和補(bǔ)充部分，有利于深入。

2.3 語(yǔ)法教學(xué)內(nèi)容難重點(diǎn)教學(xué)思想

語(yǔ)法是算法的基礎(chǔ)。從發(fā)展辯證的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)語(yǔ)言中的地址、指針、數(shù)組等內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于語(yǔ)言本質(zhì)的把握具有良好的指導(dǎo)作用。

（1）指針的重要性

指針為C 語(yǔ)言編程提供了強(qiáng)大的支持，一個(gè)很好地利用了指針的程序會(huì)非常高效、簡(jiǎn)潔和精致。學(xué)好指針也是為通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和具體的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，因?yàn)镃++的STL 迭代器的機(jī)制是模擬指針的操作而設(shè)計(jì)[3]，迭代器是指針的高級(jí)形式。事實(shí)上，指針是數(shù)據(jù)和處理的中介：計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是為了處理，處理一般通過(guò)指針找到存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)。程序語(yǔ)言的發(fā)展都會(huì)反映在指針的發(fā)展上。

指針在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，早期的體現(xiàn)形式就是匯編語(yǔ)言的物理地址，如何存儲(chǔ)和表示地址是指針演變的前提，于是，指針作為處理地址相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型就應(yīng)運(yùn)而生，隨著程序語(yǔ)言的發(fā)展，指針也在不斷豐富和抽象，在C++語(yǔ)言中，則發(fā)展為引用，迭代器，功能更加豐富和強(qiáng)大。在指針語(yǔ)法講解的時(shí)候，采用簡(jiǎn)單圖示教學(xué)，形象易于理解。比如：指針是一種數(shù)據(jù)類型，在講解時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生將其同基本的數(shù)據(jù)類型的認(rèn)識(shí)要統(tǒng)一起來(lái)，只不過(guò)它所處理的數(shù)據(jù)不同，是地址相關(guān)的信息。在基本概念理清后，確定幾條基本的學(xué)習(xí)定式并輔助于圖形理解：

指針包含了兩層含義：存儲(chǔ)了地址和指向了某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，指向的位置依賴于基類型和存儲(chǔ)的地址。例如整型指針變量P，存放了整型變量a的地址，p=&a;。

（2）指針和地址的關(guān)系

對(duì)于指針運(yùn)算符、指針和數(shù)組的聯(lián)系，主要涉及到的運(yùn)算符是&（取地址）和間接指向*。指針和數(shù)組的聯(lián)系中，要特別強(qiáng)調(diào)，數(shù)組是一種特殊的指針，是指針常量，數(shù)組名里面的存放的地址不能被改變，即不能作為左值。

需要注意的是，C語(yǔ)言語(yǔ)法學(xué)習(xí)和熟練是必須的，但是在教學(xué)內(nèi)容的講授方面，普遍容易進(jìn)入一個(gè)教學(xué)誤區(qū)：即以語(yǔ)法教學(xué)為主，算法教學(xué)次之。這樣一來(lái)，課程的教學(xué)方向和重點(diǎn)就發(fā)生了偏移，脫離了以實(shí)踐能力為培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)要求。這點(diǎn)在學(xué)時(shí)安排上需要注意分配。因此，通過(guò)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，將《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和先行課作為一個(gè)有機(jī)整體，使得相關(guān)課程教學(xué)計(jì)劃和進(jìn)度進(jìn)行針對(duì)性的關(guān)聯(lián)統(tǒng)一，突出語(yǔ)法為基礎(chǔ)，算法為重心。

機(jī)器語(yǔ)言發(fā)展到C 語(yǔ)言，作為機(jī)器語(yǔ)言要素的地址就要發(fā)展為C 語(yǔ)言的要素，這就是指針類型。指針是C 的類型，就應(yīng)該和整型、字符型等語(yǔ)言內(nèi)置類型一樣，具有自己的常量，因此，指針字面值常量的引入是不可避免的。而處理的需要又使指針一但出現(xiàn)就和數(shù)組構(gòu)成一個(gè)整體，它們都以對(duì)方的存在作為自己存在的前提。這種整體性要求把一個(gè)變量等價(jià)于一個(gè)長(zhǎng)度為1 的數(shù)組，把指向一個(gè)變量的指針看作是指向一個(gè)長(zhǎng)度為1 的數(shù)組的指針。這種整體性的科學(xué)性需要二維指針和二維數(shù)組的定義來(lái)檢驗(yàn)，例如，二維數(shù)組必須是一維數(shù)組的推廣，就像二重積分是一重積分的推廣一樣，而且它們?cè)谝欢l件下可以互相轉(zhuǎn)化。

（3）指針和數(shù)組--相互依賴、相互作用的關(guān)系

相互作用是事物真正的終極原因。指針和數(shù)組是辯證的關(guān)系，那么把這種關(guān)系包含在指針和數(shù)組的定義中，這樣兩者之間聯(lián)系得到了統(tǒng)一。兩者的關(guān)鍵橋梁是：數(shù)組名（指針常量）。