基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“C++程序設(shè)計”課程的教學(xué)改革實踐與探索

摘要：為了能夠進一步提高“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)效果，探討在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下對“C++程序設(shè)計”課程進行教學(xué)改革的必要性和可行性。通過構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，引入互動式學(xué)習(xí)資源和項目驅(qū)動式教學(xué)方法，旨在提升學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握能力、編程實踐能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。通過對改革措施的實施分析及教學(xué)效果的綜合評估，充分論證了該教學(xué)改革方案的有效性。通過互動式學(xué)習(xí)資源和項目驅(qū)動式教學(xué)方法的應(yīng)用，有助于提高“C++程序設(shè)計”課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；C++程序設(shè)計；教學(xué)改革；混合式教學(xué)；項目驅(qū)動式教學(xué)

一、前言

“C++程序設(shè)計”課程作為計算機科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的核心課程之一，承載著培養(yǎng)高級程序設(shè)計思維和實踐創(chuàng)新能力的重要任務(wù)[1]。該課程以其深厚的理論基礎(chǔ)、靈活的面向?qū)ο筇匦约白吭降男阅鼙憩F(xiàn)，在軟件開發(fā)領(lǐng)域占據(jù)著不可或缺的地位，對于提升學(xué)生的底層編程素養(yǎng)和技術(shù)實現(xiàn)能力具有決定性影響。同時，該課程也是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、團隊協(xié)作能力和持續(xù)學(xué)習(xí)習(xí)慣的重要平臺，為未來的專業(yè)深造和職業(yè)生涯奠定堅實基礎(chǔ)。

當前，“C++程序設(shè)計”課程在高校教學(xué)實踐中存在一些問題。首先，理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象較為普遍，傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往側(cè)重于語言語法和編程原理的講解，而忽視了與實際工程應(yīng)用的緊密結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生雖然能夠掌握一定的理論知識，但在解決實際問題時卻表現(xiàn)出操作能力的欠缺。其次，傳統(tǒng)的講授型教學(xué)方法在一定程度上抑制了學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性，缺乏對問題求解過程的深度參與和探究式學(xué)習(xí)的機會，不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考和解決問題的能力。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，信息技術(shù)的發(fā)展為高等教育帶來了前所未有的變革契機[2]。“互聯(lián)網(wǎng)+”不僅推動了教育資源的共享化與個性化，還使得教學(xué)手段更加豐富、多元化。“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的應(yīng)用極大地拓展了教學(xué)時空邊界，可以有效彌補傳統(tǒng)教學(xué)中實踐環(huán)節(jié)的不足，增強學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)。此外，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)平臺能夠引導(dǎo)學(xué)生主動探索、自我驅(qū)動學(xué)習(xí)，促進學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動機的覺醒，從而改變被動接受知識的局面，提升教學(xué)質(zhì)量與效率。

因此，針對“C++程序設(shè)計”課程所存在的問題，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，充分利用信息技術(shù)進行教學(xué)改革顯得尤為重要，不僅可以革新教學(xué)理念與方法，打破理論與實踐之間的壁壘，還能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們面對復(fù)雜編程任務(wù)時所需的綜合素養(yǎng)，從而實現(xiàn)課程教學(xué)目標的全面提升[3]。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”教育

（一）“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的概念與特征

“互聯(lián)網(wǎng)+”教育作為一種新興的教育形態(tài)，是指在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的基礎(chǔ)上，構(gòu)建起智能化、個性化、開放化的新型教育模式[4]。該模式的核心特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.深度融合

“互聯(lián)網(wǎng)+”教育不僅僅是簡單的教育信息化，而是教育領(lǐng)域與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全方位、深層次的融合，包括但不限于在線教育平臺、大數(shù)據(jù)分析，以及虛擬現(xiàn)實等先進技術(shù)的應(yīng)用。

2.個性化教學(xué)

依托于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育能精準識別并滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供定制化的學(xué)習(xí)資源和路徑，助力實施因材施教的教學(xué)策略。

3.開放共享

互聯(lián)網(wǎng)打破了地域與時間的界限，使優(yōu)質(zhì)教育資源得以廣泛傳播與共享，促進了教育公平性和普及率的提高。

4.交互協(xié)同

“互聯(lián)網(wǎng)+”教育強化了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生間的實時交流與協(xié)作，通過線上討論、項目合作等方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升創(chuàng)新能力。

（二）“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用

首先，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)推動了教育資源的開放共享。借助于云計算、大數(shù)據(jù)，以及各類在線教育平臺，計算機類專業(yè)課程得以跨越地域限制，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的全球傳播與實時更新，極大地拓寬了學(xué)生接觸前沿技術(shù)、參與項目實踐的渠道。

其次，在線互動教學(xué)成為常態(tài)。“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)支撐的混合式教學(xué)模式廣泛應(yīng)用于計算機類課程，包括實時交互編程環(huán)境、虛擬實驗室等，使得學(xué)生能夠在模擬真實環(huán)境中動手實踐，提高學(xué)習(xí)效果與興趣。

最后，智能化教學(xué)輔助工具不斷涌現(xiàn)。例如，智能編程助手、自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)等，它們能依據(jù)學(xué)生個體差異提供定制化學(xué)習(xí)路徑，助力教師精準施教，提升計算機類課程的教學(xué)質(zhì)量和個性化培養(yǎng)水平。

三、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的課程教學(xué)改革策略

（一）教學(xué)理念革新

在基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)改革中，教學(xué)理念的革新是引領(lǐng)整個改革進程的基石。首先，積極倡導(dǎo)并踐行“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念[5]。該理念主張打破傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)模式，強調(diào)個性化學(xué)習(xí)和主動參與，教師的角色由單一的知識灌輸者轉(zhuǎn)為引導(dǎo)者和輔導(dǎo)者。利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和智能化教學(xué)平臺，可以設(shè)計靈活多樣的學(xué)習(xí)路徑，鼓勵學(xué)生自主探究、合作交流，提高其獨立解決問題的能力和終身學(xué)習(xí)的能力。

其次，強調(diào)并實施情境化學(xué)習(xí)。將抽象的編程理論與具體的現(xiàn)實生活情景相結(jié)合，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用C++編程技術(shù)。在實踐中，教師可以通過創(chuàng)建虛擬實驗室、設(shè)置模擬項目及實戰(zhàn)演練等形式，模擬真實的軟件開發(fā)場景，使學(xué)生在解決實際問題的過程中學(xué)習(xí)和掌握C++語言的各種特性及應(yīng)用場景。此外，“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺上的海量數(shù)據(jù)和實時更新的技術(shù)資訊為情境化學(xué)習(xí)提供了強大的支撐，使課程內(nèi)容與行業(yè)前沿保持同步，增強了學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性和競爭力。

（二）混合式教學(xué)模式構(gòu)建

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，構(gòu)建混合式教學(xué)模式，旨在整合線上線下優(yōu)勢資源，實現(xiàn)教學(xué)方式的深度變革與優(yōu)化。具體內(nèi)容如下：

首先，線上平臺建設(shè)與有效使用是改革的基礎(chǔ)。積極引入大規(guī)模開放在線課程（MOOCs）和其他優(yōu)質(zhì)在線編程平臺，將其作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)的重要補充。通過這些平臺，學(xué)生可以預(yù)先自主學(xué)習(xí)C++語言基礎(chǔ)理論知識及編程技能，觀看名師講解視頻，完成實戰(zhàn)訓(xùn)練項目，實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”，讓線下課堂時間更多用于答疑解惑和深化理解。

其次，線下課堂活動創(chuàng)新是改革的核心。為了強化學(xué)生的實踐操作能力和團隊協(xié)作意識，精心設(shè)計一系列互動性強的研討課與實驗課環(huán)節(jié)。例如，組織小組合作解決實際編程問題，開展C++代碼審查和討論會，采用案例分析法引導(dǎo)學(xué)生探討復(fù)雜編程任務(wù)的解決方案。同時，教師適時點撥和指導(dǎo)，增強課堂活躍度，提升學(xué)生解決問題的能力。

（三）項目驅(qū)動式教學(xué)

首先，課程設(shè)計圍繞實際應(yīng)用場景，精心策劃一系列C++編程項目，涵蓋基礎(chǔ)語法到高級應(yīng)用領(lǐng)域，力求使學(xué)生在解決實際問題的過程中深入理解并熟練掌握C++語言。每個項目均強調(diào)實戰(zhàn)演練，鼓勵學(xué)生獨立思考、動手實踐，同時注重團隊協(xié)作、模擬軟件開發(fā)的真實工作流程，培養(yǎng)學(xué)生的團隊溝通能力和項目管理意識。

其次，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)賦能教學(xué)實踐，通過引入在線協(xié)作編程平臺及代碼審查工具，實現(xiàn)實時的遠程協(xié)同編程。學(xué)生不僅能跨越空間限制共享代碼、即時交流意見，還能通過代碼審查機制，在教師和其他同學(xué)的指導(dǎo)下逐步完善項目，提升編碼質(zhì)量與規(guī)范性，從而達到知識技能與職業(yè)素養(yǎng)同步提升的效果。

（四）自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

借助互聯(lián)網(wǎng)資源與技術(shù)手段，能夠有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，并通過實踐活動培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

首先，建立活躍的線上學(xué)習(xí)社區(qū)是實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的重要一環(huán)。借助論壇、學(xué)習(xí)平臺、社交媒體群組等互聯(lián)網(wǎng)工具，搭建一個供學(xué)生自由交流、分享C++編程知識的空間，鼓勵學(xué)生提問、討論、解答疑惑，形成互助互學(xué)的良好氛圍，不僅有利于鞏固課堂教學(xué)成果，更能在互動中催生新的認知火花，培養(yǎng)學(xué)生的主動探究精神和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣。

其次，積極推廣編程挑戰(zhàn)賽、開源項目等實踐活動，讓學(xué)生在實戰(zhàn)中磨礪技能、積累經(jīng)驗。此類活動憑借互聯(lián)網(wǎng)的廣泛連接性，讓學(xué)生有機會參與到真實世界的編程項目中，通過解決具體問題來鍛煉和提升自身的編程能力、分析能力和解決問題的能力。

此外，參與開源項目的貢獻可以提升學(xué)生的社會適應(yīng)力和團隊協(xié)作能力，為其未來職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

四、教學(xué)改革方案實施難點分析

首先，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的深度融合并非一蹴而就的過程，其中涉及的技術(shù)瓶頸與操作障礙不容忽視。一方面，技術(shù)硬件設(shè)施的配備與升級、教學(xué)平臺的穩(wěn)定運行與維護成為首要難題，需要學(xué)校加大投入，引進先進的信息化教學(xué)設(shè)備，并對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行全面優(yōu)化。另一方面，教師與學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)亟待提升，包括熟悉在線教學(xué)工具的使用、掌握教育資源的整合與共享，以及合理利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段輔助教學(xué)決策。對此，提出開展定期培訓(xùn)、搭建技術(shù)支持團隊，以及構(gòu)建校企合作機制，確保技術(shù)融合得以順利推進。

其次，在“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式下，教師的角色定位發(fā)生了顯著變化，從單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者與協(xié)作者。這一轉(zhuǎn)變意味著教師不僅要精通C++程序設(shè)計專業(yè)知識，更要具備高效運用“互聯(lián)網(wǎng)+”工具開展混合式教學(xué)的能力。為此，學(xué)校應(yīng)當注重教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，通過研修班、工作坊等活動提升其教學(xué)設(shè)計水平。

再次，面對多樣化的學(xué)生群體，如何實施差異化的培養(yǎng)策略以適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)環(huán)境至關(guān)重要。一方面，要引導(dǎo)學(xué)生樹立自主學(xué)習(xí)意識，培養(yǎng)良好的自我管理習(xí)慣。另一方面，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺的優(yōu)勢，實施分層教學(xué)和個性化輔導(dǎo)，針對不同層次和興趣點的學(xué)生提供定制化的學(xué)習(xí)資源與任務(wù)。同時，強化實踐環(huán)節(jié)，通過虛擬仿真、在線編程競賽等方式鍛煉學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

最后，傳統(tǒng)的終結(jié)性評價難以全面反映“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果，改革評價體系勢在必行。應(yīng)結(jié)合過程性評價與終結(jié)性評價，形成更為公正、全面的評價標準。通過構(gòu)建多元化評價體系，不僅能夠客觀評價學(xué)生對C++程序設(shè)計知識的掌握程度，更能考核其在復(fù)雜環(huán)境中解決問題的能力及綜合素質(zhì)。

五、教學(xué)改革方案實施與成效評估

（一）實施步驟與資源配置

首先，規(guī)劃階段明確改革目標。將“互聯(lián)網(wǎng)+”理念融入課程體系重構(gòu)，結(jié)合線上教育資源與線下教學(xué)優(yōu)勢，設(shè)計混合式教學(xué)模式，如搭建線上學(xué)習(xí)平臺、整合優(yōu)質(zhì)教程資源與實時交互式編程環(huán)境。

其次，執(zhí)行階段分步驟落實改革措施。一是配置并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，確保線上教學(xué)的穩(wěn)定性和高效性；二是組織教師培訓(xùn)，提升教師運用現(xiàn)代信息技術(shù)開展教學(xué)的能力；三是引導(dǎo)學(xué)生積極參與線上學(xué)習(xí)社區(qū)和實踐活動，如編程競賽、在線項目合作等。

再次，資源配置方面。著重投入于數(shù)字化教學(xué)工具研發(fā)與維護、師資隊伍能力建設(shè)、校外企業(yè)及開源社區(qū)合作拓展等方面，力求打破傳統(tǒng)課堂局限，拓寬學(xué)生實踐領(lǐng)域。

最后，成效評估環(huán)節(jié)。采用定性與定量相結(jié)合的方式，通過對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績提高、編程能力提升、自主學(xué)習(xí)積極性變化、社會適應(yīng)力增強等方面的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及師生反饋意見的收集整理，全面評價教學(xué)改革的實際效果和持續(xù)改進方向。

（二）教學(xué)效果對比分析

在實施“互聯(lián)網(wǎng)+”引領(lǐng)“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)的改革后，從多個關(guān)鍵層面系統(tǒng)地對比分析了改革前后教學(xué)效果的顯著變化。

首先，從學(xué)生學(xué)業(yè)成績角度，對連續(xù)幾學(xué)期的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。通過表1看出，改革后學(xué)生的期末考試平均分較改革前提高了約19.6%，且優(yōu)秀率有明顯上升，直接反映了新教學(xué)模式在增強學(xué)生理論知識理解和實際應(yīng)用能力上的有效性。同時，課程設(shè)計環(huán)節(jié)的學(xué)生作品質(zhì)量和復(fù)雜度也呈現(xiàn)出顯著增長趨勢，體現(xiàn)了改革后更加注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

其次，課堂參與度與學(xué)習(xí)動力的提升也是改革效果的重要體現(xiàn)。通過課堂互動數(shù)據(jù)統(tǒng)計和線上學(xué)習(xí)平臺的活躍度分析，改革后學(xué)生的在線學(xué)習(xí)投入時間平均增加了約52.4%，且互動討論次數(shù)翻倍（見表1），表明新的教學(xué)方法成功激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

再次，采用定量與定性結(jié)合的方法，對改革前后學(xué)生滿意度進行了詳盡的調(diào)查，設(shè)計并發(fā)放了針對學(xué)生學(xué)習(xí)體驗及教師教學(xué)感受的調(diào)查問卷。表2中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，超過96%的學(xué)生認為改革后的教學(xué)模式更有利于他們的個性化學(xué)習(xí)和團隊協(xié)作能力的發(fā)展，反映出教學(xué)改革方案深受學(xué)生歡迎并切實提升了教學(xué)體驗。此外，91%以上的教師反映此種教學(xué)改革方案有效減輕了他們在語言基礎(chǔ)知識方面的教學(xué)負擔，使他們能更多關(guān)注學(xué)生的個性化指導(dǎo)以及工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

最后，通過對教學(xué)資源利用率的深度挖掘，發(fā)現(xiàn)改革后課程資源點擊量和下載量大幅增加，且線上與線下教學(xué)活動的融合度顯著提高，顯示出教學(xué)改革在優(yōu)化資源配置、推動混合式教學(xué)發(fā)展方面取得了實質(zhì)性突破。

總而言之，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)改革實踐已初見成效，通過多維度、數(shù)據(jù)化的對比分析，進一步證實了改革方案對于提升教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)適應(yīng)新時代需求的計算機專業(yè)人才所發(fā)揮的積極作用。

（三）持續(xù)改進與策略優(yōu)化

首先，針對教學(xué)內(nèi)容的適時調(diào)整。運用在線平臺的大數(shù)據(jù)分析功能，實時追蹤學(xué)生對不同知識點的掌握情況，據(jù)此優(yōu)化課程模塊分配，強化薄弱環(huán)節(jié)的教學(xué)深度與廣度。

其次，在教學(xué)模式上，根據(jù)教學(xué)效果評估數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整線上線下活動比例及互動形式。通過定期開展師生研討會，收集學(xué)生對教學(xué)活動的意見與建議，促使課堂教學(xué)更加貼合學(xué)生個性化需求，進而提高整體教學(xué)效率。

此外，建立完善的教學(xué)評價機制，引入形成性評價體系，不僅關(guān)注期末考核成績，還重視過程性評價數(shù)據(jù)，以此作為教學(xué)策略優(yōu)化的依據(jù)。

六、結(jié)語

通過對基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)改革實踐深入探討，系統(tǒng)梳理并驗證了利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段革新傳統(tǒng)教學(xué)模式的有效路徑。“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在此次改革中發(fā)揮了核心引擎的作用，不僅賦能于課程內(nèi)容的重構(gòu)與豐富，還促進了教學(xué)方法的多元化與交互性，從而顯著提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與編程實踐能力。然而，面對快速發(fā)展的科技環(huán)境和不斷變化的學(xué)生需求，教學(xué)改革仍需與時俱進。在未來的教學(xué)實踐中，將繼續(xù)深化“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)中的融合應(yīng)用。同時，積極探索更具前瞻性的教學(xué)改革之路，為高等教育創(chuàng)新與人才培養(yǎng)做出更大貢獻。

參考文獻

[1]羅芳，郭小兵，石兵.工程教育認證背景下面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的程序設(shè)計課程群改革[J].計算機教育，2024（02）：31-36.

[2]董洪亮.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高等教育管理的創(chuàng)新與實踐[J].綏化學(xué)院學(xué)報，2023，43（12）：97-99.

[3]梁衛(wèi)芳，李賽紅.工程教育認證下應(yīng)用型本科高校程序設(shè)計課程體系構(gòu)建研究[J].信息系統(tǒng)工程，2023（12）：149-152.

[4]陳明橋.在線教育與優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的融合：促進文化自信的互聯(lián)網(wǎng)+教育模式[J].知識文庫，2023，39（24）：55-58.

[5]譚義紅，曾潔，王雷，等.以學(xué)生為中心的“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”混合式教學(xué)改革與實踐[J].高教論壇，2023（05）：34-38.

基金項目：1.國家自然科學(xué)基金面上項目“基于多分辨率體素膠囊網(wǎng)絡(luò)的三維點云目標檢測”（項目編號：62076107）；2.江蘇省自然科學(xué)基金面上項目“基于注意力膠囊特征金字塔網(wǎng)絡(luò)的三維點云目標檢測”（項目編號：BK20211365）

作者單位：淮陰工學(xué)院

■ 責任編輯：王穎振、楊惠娟