《高級程序設(shè)計語言C++》實驗教學模式改革

郭芬++張安定++李靜鍇

摘要：針對目前高校《高級程序設(shè)計語言C++》實驗教學存在的問題，本文結(jié)合近年來的實驗課程教學經(jīng)驗，從課程實驗教學實際出發(fā)，在實驗教學環(huán)節(jié)中引入競賽理念，利用在線評價系統(tǒng)，并結(jié)合科研項目中探索性實驗內(nèi)容，切實提高實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力和創(chuàng)新能力，促進學生的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：實驗教學；競賽理念；在線評價系統(tǒng)；探索性實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0254-02

引言

《高級程序設(shè)計語言C++》是計算機專業(yè)課程中非常重要的一門學科基礎(chǔ)課。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，該課程不僅成為了許多計算機專業(yè)課程的先修課，同時也成為了非計算機專業(yè)的必修課。學習好這門課程對于學習其他計算機課程，比如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程等有非常大的幫助。由于C++語言本身的特點決定了該課程的學習需通過上機編程調(diào)試程序，因此實驗教學環(huán)節(jié)在該課程的教學過程中是關(guān)鍵，有效的實驗不僅可以鞏固理論學習的概念和原理，而且還可以培養(yǎng)學生的實踐應(yīng)用能力和計算思維能力。

目前有不少高校教師和學者對此課程的教學進行了一定的研究和探索，提出了一些可行的方法和措施[1-2]，但專門針對課程的實驗教學的研究和改革仍需進一步加強。筆者所在高校盡管在近年來針對該課程的教學計劃和培養(yǎng)方式進行了一定的改革，在該課程上的實驗、實訓等相關(guān)環(huán)節(jié)的教學上進行了一定的創(chuàng)新和改革，然而這些環(huán)節(jié)相互之前仍然沒有連續(xù)性，教學計劃與就業(yè)導向、學科發(fā)展相互脫離，急需由上至下環(huán)節(jié)的整合。本文結(jié)合近年來的實驗課程教學經(jīng)驗，從計算機相關(guān)專業(yè)的“C++程序設(shè)計”課程實驗教學實際出發(fā)，針對實驗教學中存在的問題，探討如何才能更合理的設(shè)計實驗課程內(nèi)容，切實提高實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計能力和創(chuàng)新能力，促進學生的全面發(fā)展。

一、實驗教學過程改革

（一）引入競賽理念，提高積極性，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力

目前的程序設(shè)計語言課程的實驗教學基本上是理論驗證性實驗，無論從實驗目的、實驗內(nèi)容、實驗方法還是實驗步驟都由實驗指導大綱提前規(guī)定好，學生被動地上機實踐，完成教師布置的作業(yè)，導致學生的參與積極性不高，常常出現(xiàn)為交作業(yè)而交作業(yè)的情況，且在一定程度上限制了學生獨立思索與能力提高，也不利于挖掘?qū)W生的思維能力與想象能力，不利于針對目前就業(yè)導向、就業(yè)能力需求培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。目前IT業(yè)急需具有一定團隊合作能力，協(xié)同工作能力的綜合性人才。因此將基于ACM的競賽模式引入實驗教學中，讓學生組隊完成綜合試題，從而在一定程度上培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力。

因此，針對這一問題，同時考慮軟件工程專業(yè)持點，我們采用“競賽—探索性實驗—實訓”[3-6]的實驗教學流程。將ACM程序設(shè)計大賽模式引入C++程序設(shè)計課程的實驗環(huán)節(jié)中，利用在線評價系統(tǒng)平臺建立試題庫，實驗穿插學生個人與組隊模式完成題目，實時刷新排行榜，此種模式基于在線評價系統(tǒng)的競賽機制突出學生的主體地位，因而學生在課程實驗中能由淺入深地掌握基礎(chǔ)理論知識。該在線評價系統(tǒng)對學生開放使用，允許學生登陸系統(tǒng)刷題練習，并記錄給同學的刷題量，此種模式一定程度上提高了學生的參與度，激發(fā)了學生的熱情，也有利于學生綜合能力的培養(yǎng)。

（二）引入在線評價系統(tǒng)，依托科研項目，進行探索性實驗

除此之外，該模式引入在線評價系統(tǒng)，在競賽試題中結(jié)合科研項目引入一些探索性實驗題目[7]，從而既能挖掘高水平程序設(shè)計人才，又能推動科研項目的進行，從而將學科建設(shè)的推動、學生綜合能力及團隊合作能力的培養(yǎng)結(jié)合起來[8，9]。教師還可以在后續(xù)教學環(huán)節(jié)（例如實訓環(huán)節(jié)）針對學生的實驗學習情況制定相應(yīng)的內(nèi)容，從而讓理論教學、實驗教學、實訓等環(huán)節(jié)綜合起來鞏固學生的程序設(shè)計能力。

二、實驗成績評價方法改革

該課程實驗成績結(jié)合在線評定機制綜合考慮學生的實驗能力，包括學生的基礎(chǔ)能力和拓展能力，考核體系[5，10]如圖1所述。

（一）基礎(chǔ)能力考核

根據(jù)個人帳號在在線評價系統(tǒng)的競賽記錄，教師將個人考勤、個人競賽排行榜和個人刷題題量總數(shù)加權(quán)綜合計算得出個人的基礎(chǔ)能力考核分。學生的考勤體現(xiàn)了學生的學習態(tài)度，而學生的個人排行榜和刷題量在一定程度上體現(xiàn)了學生的學習動態(tài)，對知識點的掌握程序，因此三者組成了基礎(chǔ)能力的綜合評價要素。

（二）拓展能力考核

在線評價系統(tǒng)中結(jié)合科研項目引入了一些探索性實驗題目，這些題目為可選題目，在計劃外的實驗機動時間內(nèi)允許學生組隊以競賽方式完成。這種策略既能鍛煉學生的團隊合作能力，又能挖掘高水平程序設(shè)計人才。根據(jù)學生在團隊競賽中的團隊排行榜、學生在團隊中的貢獻度（由團隊內(nèi)部互評分數(shù)決定）、完成的探索性實驗題量三者加權(quán)綜合計算得出個人的拓展能力考核分。

（三）教學效果

基于競賽模式的高級程序設(shè)計語言C++實驗教學在本人所在學院已在2屆本科生上實施，實驗教學效果已從以下幾個方面得到提高。

●學生參與實驗的主動性得到較大的提升，學生完成規(guī)定的競賽題目后，學生能通過排行榜實時了解自己的學校效果，即在班級中的相對學習效果。

●部分學生通過在在線評價系統(tǒng)的刷題訓練，加入了學院的ACM集訓隊，參加國內(nèi)和國際比賽，取得了一定的成績。

●在線評價系統(tǒng)通過加入探索性實驗題目，促進了學生的科研興趣萌芽，促使一些學生通過SRP項目進入實驗室進行科研輔助工作，促進了本學院學科的發(fā)展。

三、結(jié)束語

實驗教學是高等院校應(yīng)用性人才培養(yǎng)的重要途徑和手段。建立基于競賽模式的高級程序設(shè)計語言C++實驗教學，旨在引入競賽理念，結(jié)合在線評價系統(tǒng)，加入探索性實驗元素，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力，提高學生的團隊協(xié)作能力和主動意識。最后結(jié)合實驗考核方式改革，提升了學生的專業(yè)素質(zhì)，進一步促進了學科發(fā)展。

參考文獻：

[1]魏玉芬，丁艷清，袁玉萍.C++程序設(shè)計實驗教學方法研究[J].高師理科學刊，2016，（06）.

[2]張曉孿.基于實踐的C++程序設(shè)計實驗教學模式探索[J].微型電腦應(yīng)用，2016，（08）.

[3]彭源，田秀霞，張安勤，等.基于ACM競賽理念的C++程序設(shè)計教學模式改革[J].計算機教育，2013，（07）：70-73.

[4]祝昌宇，陳廣貴.從ACM競賽談計算機實驗教學改革[J].實驗科學與技術(shù)，2011，（S1）：300-302.

[5]齊文.基于ACM競賽理念的C程序設(shè)計教學改革[J].軟件導刊，2011，（11）：180-181.

[6]王月海，王偉賓，王景中.競賽驅(qū)動的地方高校電子信息類實踐教學體系建設(shè)[J].實驗技術(shù)與管理，2015，（12）：190-193.

[7]姚芬，張艷美，彭青，等.探索性實驗教學的體會與思考[J].當代醫(yī)學，2009，（13）：154-155.

[8]何麗明，蔣群，閆曉梅，等.實驗教學對提高本科生科研素質(zhì)的探索[J].實驗室研究與探索，2016，（08）：197-199.

[9]郭嵩山，王磊，張子臻.ACM/ICPC與創(chuàng)新型IT人才的培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2007，（12）：188-192.

[10]劉群，李堅.“C++語言程序設(shè)計”實驗教學的改革與實踐[J].實驗室科學，2012，（02）：22-24.