偏重实践的C/C++程序设计教材建设的与实现

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【摘 要 】 针对应用型本科生的特点,介绍了偏重实践的“C/C++程序设计”教材的建设过程,以调动学生的主观能动性,加强编程、上机实践,提高学生发现问题、解决问题的实际动手能力.教材以非传统的组织结构和组织方式为主要创新点,以全程伴随并强化上机实践为主要特色,简洁、通俗、直观、易懂地讲述C/C++程序设计.基础知识部分以上机由易而难为顺序,逐渐展开,并介绍相关算法.对于C/C++中繁难的内容进行系统化总结,创新性地提出函数和类三部曲的概念,构造类型从数组引出结构体,进而引出类,C++其他内容按面向对象的三大特性组织,这些处理使繁杂的内容变得条理清晰,易于学习.

【关键字】 C/C++ 实践教学 创新教材 上机实践

一、引言

“C/C++程序设计”是理工科非计算机专业本科学生计算机系列课程的核心课程.内容抽象,概念和语法规则较多,要求学生能够编制有一定难度的实用程序,具有较高的上机实践能力和水平.高校的教学不能停留在高中那样以背诵为主的教学方式,应该想办法提高学生的思考能力、动手能力、上机实践能力.这对于刚从高中升到大学的大一学生,是一个艰巨的挑战.对于该课程的任课教师,要求有更好的应对思考与实践.长期以来,很多高校都在不断地探索和实践关于“C/C++程序设计”课程的教学改革,但仍然存在很多问题.以注重实践教学,更好地提高学生的动手能力、编程能力为出发点,对传统教材内容进行了重新组织,由易而难,尽最大努力帮助学生在上机实践中逐渐学习计算机编程的基本概念和方法,培养和提高编程实践能力.“C/C++程序设计”教材正是在此理念基础上编写而成.

二、教材建设的思考与实现

应用型本科生的C语言教学,要注重学生的上机实践能力的培养,培养学生脚踏实地、严格细致的工作作风、严密的逻辑思维能力,分析问题、解决问题的能力.作为学习效果的检验,多数高校要求学生参加全国高校计算机水平考试并获得通过,很多学校将水平考试的分数与学生最终的本科学位挂钩.全国高校计算机水平考试是由各省市教育厅组织的计算机证书考试.广东省每年举行两次,实行机考,概念部分只有四选一选择题,占20分,编程部分为4-5题的编程题,占80分.从考试形式和分值比例就可以看出,水平考试很好地考核了学生们的实际动手能力,突破了中国学生一贯死记硬背的应试考试模式,具有非常重要的意义.广东省的二级计算机水平考试只有C++,没有C语言.为了兼顾C语言教学和计算机二级水平考试的要求,我们编写了“C/C++程序设计”教材,已经由清华大学出版社出版.

2.1 合理取舍教材内容

C/C++语言的内容非常繁杂,而作为学生来说能够抓住主要问题,解决绝大部分问题,在获得基础知识和解决问题的基本能力之后,再深入细致地学习就容易得多.所以教材避开了一些偏和难的内容.


输入输出方面,在比较了C的printf、scanf函数和C++的cin、cout对象的使用特点后,选择了cin、cout来输入输出数据,简化了输入输出格式,避免学生们在输入输出格式方面花费太多的时间,影响基础知识的学习,这也满足C++编程的需求.教材的所有例题和习题也采用cin、cout输入输出格式.

指针是C语言区别于其他高级语言的重要特色,教材介绍了指针的基本特性、与一般变量的区别和在数组、函数中的应用后,没有像一般教材那样介绍链的概念、链的建立和删除等应用.一般来说这部分内容属于较复杂的编程应用,在掌握了指针基本知识基础后,再深入学习也不难.

从C的结构体(适当简化了结构体的内容)出发,通过类比的方法引入C++的类的概念,然后用众多具体例题讲述了面向对象程序设计的封装性、继承性和多态性,建立起C++编程的基本概念.

2.2 循序渐进安排教学内容

教材以非传统的组织结构为创新点,以全程伴随上机实践为特色,简洁、通俗、直观、易懂地讲述C/C++程序设计.

C语言的基础知识,包括数据类型、变量、表达式以及顺序、分支、循环三大结构语句及其编程[1-3].这部分内容是C/C++程序设计的基础内容,不打好这个基础,后面的学习几乎无从谈起.因此这部分内容的掌握是非常重要的[1-3].

教材在基础知识内容介绍方面打破传统的内容安排顺序,以“C/C++语言概述”、“编程基础Ⅰ”、“C语言基础知识”、“编程基础Ⅱ”和“编程进阶”五章,从简到难,循序渐进地增加学习难度,从一开始学习就可以辅以上机练习,使计算机――这个程序设计最好的老师全程伴随学习者,发挥最大的作用.既最大化地调动学生上机操作的积极性,又有助于各知识点的掌握以及学习兴趣的培养和良好的学习习惯的养成.

内容安排由简到难,逐步深入,免得学习者失去学习信心.一开始就使学习者可以上机实践,之后全程理论和实践互补学习,利于掌握程序设计的技巧,提高编程能力.

6-9章介绍C语言的重点部分,包括数组、函数和指针.10-12章是提高部分,包括结构体、类、文件系统等.

在引入类的概念之前,先讲解了结构数据类型的定义和使用,然后在结构体的基础上,引入类的概念,并仿照函数的三部曲讲解类的三部曲,进而介绍C++中面向对象程序设计的基本知识.

2.3 各部分知识点的系统化、条理化

知识点的适当总结有利于学生们的理解、记忆和应用,比如简单程序结构三步骤、循环结构三种形式、变量使用三步骤、函数三部曲、指针四大功能、类三部曲、面向对象程序设计的三大特性.将相关知识点的特征与数字联系起来,学生们能够记忆、联想相关内容.

每章也对本章的知识点进行了总结,并列表指出经常容易犯的错误,对上机实践很有帮助,全书最后还对各种数据类型和各种编程语言进行了对比总结.

2.4 注重程序的动态调试 学习基础知识,学习编程,从程序运行细节到程序结构的理解,都离不开对程序每一步运行情况的了解.因此,学会动态调试是学习C语言程序设计的重要手段.教材在第5章学习完基础知识和第8章又学完数组和函数后,两处增加了动态调试的方法和多个实例.

动态调试是综合训练学生动心、动脑、动手的一个过程,能够真正调动学生学习的主观能动性,提高发现问题、解决问题的实践能力.

2.5 适应学生的阅读习惯

现在的年轻人,已经是“读图”一代了.他们对于传统教材的大段文字描述没有多少耐心,故而我们在内容上尽量减少大段的文字描述,对重点内容加了阴影和警示,适时提出问题,讲究版面编排,尽量将程序、运行结果和相关解释组织在一起,增加重点概念的图解,更好地帮助学生们做最基本的实践――读书.

2.6 启发学生学会编程

在学习基本编程知识后,进行具体编程实践是学习C/C++程序设计的重要任务,而学习编程的过程,是从模仿开始到独立完成程序设计[6].教材增加了大量例题,引导学生自己学会如何编程,并且两次集中讲解和总结典型题目和经典难题.第一次,在三大结构讲完后,讲解了有关算法类程序设计,总结一般编程方法和技巧;第二次,在数组、函数讲完后,专设了第8章,本着“授人以鱼、不如授人以渔”的思想,形象地称之为“三根鱼竿儿”.

第一根鱼竿儿――顺竿儿爬,主要讲解编程思想,对一些感到无从下手的编程题,如何去思考?如何按照题目的叙述,把题目的叙述过程变换成程序的实现过程.

第二根鱼竿儿――一节节加长,主要讲解复杂程序的结构化实现,大程序的逐步完善犹如鱼竿,要一节节加长,逐步完善程序代码,化繁为简,逐步完成复杂题目的编程.

第三根鱼竿儿――盲人用杆儿步步试探,程序设计一般都要经过动态调试,检查逻辑错误,修改程序,完善程序,这样才可以编制出好的程序.

2.7 配套的Flash动画设计

针对教材中学生们比较难以理解的概念,我们还采用Flash动画的方式进行更为细致和形象的描述,比如三大循环结构、函数、数组、指针和类等.通过幽默的动画表达晦涩的概念,增强学生们的记忆,同时活跃了课堂气氛,提高了学生们的学习兴趣.

三、结束语

《C/C++程序设计》凝聚了作者多年的教学实践经验,在注重培养学生编程能力方面进行了有益的尝试,通过我校两届学生的使用,基本上实现了我们编写教材的目的,学生们的编程能力有了明显的提高,计算机水平考试成绩也有较大的进步.教材建设要结合学生的特点,让学生能看书、爱看书、看懂书,另外程序设计是一门实践性很强的课程,不要忘了“计算机”,这个默默无闻、无所不能的老师.本书试图让学生最大程度的受益于计算机这个老师.使计算机――这个程序设计最好的老师全程伴随学习者,发挥最大的作用.希望教材能使更多的老师和学生从中受益,有利于C/C++的教和学.

参 考 文 献

[1]谭浩强.《程序设计》(第四版)[M],北京:清华大学出版社,2010.

[2]王敬华.《C语言程序设计教程》(第二版)[M],北京:清华大学出版社,2010.

[3]王丽娟,荣政等.《C程序设计》[M],西安:西安电子科技大学出版社,2000.

[4]张正明,卢晶琦,王丽娟等.《C/C++程序设计》[M],北京:清华大学出版社,2013.

[5]谢竟博. “C语言程序设计教学中的问题及改革建议”[J]. 重庆:重庆邮电大学学报: 社会科学版, 2008, 20(2): 137-140.

[6]鲁红英,肖思和,孙淑霞. “C/C++语言程序设计”课程教学改革与实践[J].北京:计算机教育. 2013(7) 95-98.

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