遞進(jìn)案例在面向對象程序設計教學(xué)應用論文
遞進(jìn)案例在面向對象程序設計教學(xué)應用論文
摘要：《面向對象程序設計》是計算機專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的基礎課程，較強的理論性與語(yǔ)法的復雜性給學(xué)生的學(xué)習帶來(lái)困難。分析以往教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題及原因，淺談如何設計、運用遞進(jìn)案例，使得學(xué)生從以教材語(yǔ)法為中心的學(xué)習重心轉移到案例的分析和領(lǐng)會(huì )上，到達學(xué)生主動(dòng)學(xué)習、對知識點(diǎn)融會(huì )貫通的目的。
關(guān)鍵詞：面向對象程序設計；遞進(jìn)案例
0引言
《面向對象程序設計》是計算機專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的基礎課程，是編程語(yǔ)言教學(xué)中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。該課程要求學(xué)生了解面向對象程序設計的基本思想、掌握面向對象編程的技術(shù)，為大型應用軟件設計與開(kāi)發(fā)打下良好的理論和實(shí)踐基礎。在教學(xué)實(shí)踐中，有學(xué)生反映課程很難學(xué)，甚至有個(gè)別學(xué)生對編程產(chǎn)生畏懼的情緒。筆者結合實(shí)際的教學(xué)工作，分析課程教學(xué)過(guò)程中碰到的主要問(wèn)題和成因，淺談如何引入遞進(jìn)案例方法提高教學(xué)質(zhì)量。
1教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題及原因
以往在教學(xué)過(guò)程中主要存在的問(wèn)題及原因如下：（1）學(xué)生對面向對象程序設計的學(xué)習的目標不明確，學(xué)習動(dòng)力不強。由于學(xué)生相對欠缺項目經(jīng)驗，對面向過(guò)程程序設計在大型軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的代碼難維護、難擴充等問(wèn)題意識不足，僅從軟件功能的角度看問(wèn)題，以為已經(jīng)有面向過(guò)程編程的方法已經(jīng)可以寫(xiě)軟件了，不理解為什么需要學(xué)習面向對象程序設計。（2）教材對面向對象程序設計技術(shù)的描述過(guò)于側重語(yǔ)法，缺乏思維引導和結合應用的分析，較少?lài)@“為什么面向對象程序設計包含了這個(gè)技術(shù)點(diǎn)?”“什么情況下需要使用這個(gè)技術(shù)點(diǎn)？”“如何使用這個(gè)技術(shù)點(diǎn)？”等問(wèn)題展開(kāi)討論，導致學(xué)生停留在“知其然而不知其所以然”的階段，即使掌握了面向對象程序設計的語(yǔ)法，還是沒(méi)領(lǐng)會(huì )到面向對象程序設計的思想精髓，不懂運用。（3）教材和課后習題以每一章節的知識點(diǎn)為目標設計，缺乏系統性與連貫性，缺少對知識綜合運用能力的訓練。
2引入遞進(jìn)案例提高教學(xué)質(zhì)量
針對上述問(wèn)題，筆者在教學(xué)中使用遞進(jìn)案例，根據教學(xué)目標和內容需要，采用案例組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習、研究、鍛煉，把教授和學(xué)習的重心放在案例的分析和領(lǐng)會(huì )上，而不是以教材的理論知識點(diǎn)為中心[1-2]。旨在讓學(xué)生在理解案例所涵蓋的知識點(diǎn)后，通過(guò)模仿案例到靈活運用設計創(chuàng )新，到達學(xué)習的目的。本節討論遞進(jìn)案例設計和運用過(guò)程。（1）案例的編寫(xiě)首先，案例保持內容的連貫性與遞進(jìn)性[3]。案例以編寫(xiě)某個(gè)軟件為目標，與教材內容章節順序保持一致，在前一次課完成的功能的基礎上，提出豐富軟件功能的新需求，引入新的知識點(diǎn)學(xué)習。整個(gè)過(guò)程由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)，將知識點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，引導學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中承前啟后、舉一反三。同時(shí)，案例的設計要考慮趣味性[4]、實(shí)用性和可操作性。例如，計算機專(zhuān)業(yè)的學(xué)生通常喜歡游戲，可以以游戲為例子吸引學(xué)生。此外，案例的編寫(xiě)要詳盡，對于每個(gè)知識點(diǎn)，需要寫(xiě)清楚它的作用、適用場(chǎng)景和相關(guān)代碼，使得學(xué)生在課后能通過(guò)閱讀案例深入理解、掌握知識點(diǎn)，并會(huì )模仿、應用。（2）案例的運用筆者在使用遞進(jìn)案例進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，采用“提出需求、拋出問(wèn)題、分析問(wèn)題、講授知識點(diǎn)、布置任務(wù)”的路線(xiàn)進(jìn)行講解。首先，在第一次上課的時(shí)候向學(xué)生介紹案例的內容，說(shuō)明要實(shí)現一個(gè)什么樣的軟件，具體要實(shí)現哪些功能。然后，給學(xué)生布置課程設計，讓學(xué)生實(shí)現與案例軟件相關(guān)的另一個(gè)模塊，要求在后續的學(xué)習過(guò)程中每次學(xué)到新技術(shù)后，能模仿案例將新技術(shù)點(diǎn)用到課程設計中。每次課堂按以下步驟展開(kāi)：①提出需求。結合新知識點(diǎn)，提出給軟件增加某個(gè)功能，要求學(xué)生采用以前學(xué)過(guò)的面向過(guò)程程序設計的方法實(shí)現。②提出問(wèn)題。要求學(xué)生思考：在用面向過(guò)程程序設計方法實(shí)現該功能的時(shí)候，遇到什么困難？提示學(xué)生從代碼管理、代碼可擴充性等方面思考。③分析問(wèn)題。要求學(xué)生分析困難出現的原因，總結面向過(guò)程程序設計在大型軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的不足之處，讓學(xué)生領(lǐng)悟到：“在這種應用場(chǎng)景下，需要利用面向對象程序設計的技術(shù)去解決這個(gè)問(wèn)題�！�，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。④引入新知識點(diǎn)。結合教材的例子講解知識點(diǎn)的語(yǔ)法。在講解過(guò)程中，對于部分難以理解的內容，像構造函數、析構函數、拷貝構造函數、動(dòng)態(tài)內存分配等，可以采用動(dòng)畫(huà)形式演示，讓學(xué)生對這些抽象的過(guò)程有較具體的理解。然后結合案例演示知識點(diǎn)的運用將知識點(diǎn)擴大為知識面，最后由形象到抽象，揭示概念本質(zhì)。⑤布置任務(wù)。任務(wù)分兩部分內容。首先，要求學(xué)生完成教材的習題，通過(guò)語(yǔ)法關(guān)。然后，要求學(xué)生模仿案例，將新知識點(diǎn)運用到課程設計中。
3一個(gè)具體的案例
本節分享筆者在教學(xué)中使用的遞進(jìn)案例。在我院，《C++面向對象程序設計》這門(mén)課安排在一年級第二學(xué)期上，作為《C語(yǔ)言程序設計》的后續課程。筆者在上《C語(yǔ)言程序設計》的時(shí)候，要求學(xué)生用面向過(guò)程程序設計的方式實(shí)現一些小游戲，例如猜數字游戲、打字游戲等。由于學(xué)生對游戲都比較感興趣，所以收集了不少優(yōu)秀作品。在面向對象程序設計課程中，筆者設計了一個(gè)實(shí)現“小游戲集錦”的遞進(jìn)案例，要求學(xué)生在學(xué)習完整套案例后，實(shí)現游戲玩家管理的模塊。教材一般按照類(lèi)的封裝性、繼承性、多態(tài)性的順序組織內容，對應地，案例的內容設計也基本按照上述順序展開(kāi)。（1）類(lèi)和對象的概念。將多個(gè)小游戲的代碼分發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生把代碼匯總成一個(gè)“小游戲集錦”的程序。讓學(xué)生設計一個(gè)菜單入口，在菜單中選擇游戲，進(jìn)入相應的游戲界面。讓學(xué)生體會(huì )到，這個(gè)貌似幾行代碼能解決的問(wèn)題，會(huì )碰到諸如“全局變量名沖突、數據和函數的關(guān)系不明顯”等的麻煩。接下來(lái)，引入類(lèi)和對象的概念，介紹類(lèi)的作用，再講解類(lèi)的語(yǔ)法。在案例中演示如何將每個(gè)游戲單獨寫(xiě)成一個(gè)類(lèi)。要求學(xué)生在掌握了類(lèi)的語(yǔ)法后，寫(xiě)一個(gè)玩家類(lèi)。（2）類(lèi)的封裝性。舉一個(gè)“竄改代碼關(guān)鍵變量”的例子，讓學(xué)生理解封裝性的作用。要求學(xué)生在玩家類(lèi)里實(shí)現對玩家數據信息的封裝。（3）構造函數、析構函數、拷貝構造函數、靜態(tài)成員等。結合某個(gè)游戲類(lèi)，對類(lèi)增加恰當的需求應用，展開(kāi)對這些知識點(diǎn)的講解。例如，在游戲集錦中，僅要求每個(gè)游戲類(lèi)生成一個(gè)對象�？捎纱诵枨笠腱o態(tài)成員的知識點(diǎn)進(jìn)行講解，然后演示如何設計單例模式解決這個(gè)問(wèn)題。（4）類(lèi)的繼承與派生。要求增加功能：統計每個(gè)游戲的進(jìn)入次數。用戶(hù)每進(jìn)入一次游戲，該游戲的進(jìn)入次數加一。在學(xué)習類(lèi)的繼承與派生之前，學(xué)生只能在逐個(gè)游戲類(lèi)里面添加私有變量intcount，并在各個(gè)類(lèi)的游戲入口函數處增加count++的語(yǔ)句。提問(wèn)學(xué)生：如果有一百個(gè)小游戲，是否需要分別在一百個(gè)類(lèi)里面做重復的定義count和count++的操作？如果有一個(gè)類(lèi)忘記對count加1會(huì )出現什么情況？引入面向對象程序設計的另一個(gè)重要特點(diǎn)——繼承。在案例中，定義一個(gè)游戲基類(lèi)Game類(lèi)，Game類(lèi)包含成員count，再派生出各個(gè)小游戲類(lèi)。要求學(xué)生掌握類(lèi)的繼承與派生之后，寫(xiě)一個(gè)游戲的游客類(lèi)。游客類(lèi)與玩家類(lèi)的區別在于，游客類(lèi)每的對象每次登錄游戲集錦時(shí)，分數清零；玩家類(lèi)的分數不清零。要求思考該如何對游客類(lèi)和玩家類(lèi)的代碼進(jìn)行重構、設計。（5）類(lèi)的多態(tài)性。多態(tài)是面向對象程序設計最復雜也最難詮釋的一個(gè)特點(diǎn)。在案例中，要求增加功能：菜單按游戲的熱門(mén)程度（進(jìn)入游戲的次數）排序。提問(wèn)若采用已學(xué)過(guò)的知識，這種做法是否方便：定義一個(gè)數組統計各類(lèi)小游戲的訪(fǎng)問(wèn)次數，然后對數組進(jìn)行排序，得到小游戲的菜單列表，再根據用戶(hù)輸入的選擇找到相應的游戲入口函數。引入基類(lèi)指針指向派生類(lèi)對象和多態(tài)的知識點(diǎn)，提出可以將Game類(lèi)設計成虛基類(lèi)，采用Game類(lèi)指針數組存儲指向各個(gè)小游戲的對象的指針，則可以方便地對指針數組排序，實(shí)現按游戲熱門(mén)程度排序的功能。要求學(xué)生掌握多態(tài)性的知識點(diǎn)后，寫(xiě)一個(gè)在線(xiàn)玩家（包括游客）的列表，要求將在線(xiàn)玩家和游客按游戲成績(jì)排名顯示。
4結語(yǔ)
《面向對象程序設計》是計算機專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的基礎課程，該課的學(xué)習質(zhì)量直接影響專(zhuān)業(yè)后續課程的學(xué)習。本文探討了教學(xué)過(guò)程遇到的一些問(wèn)題，分析了學(xué)生學(xué)習困難的原因，討論如何用遞進(jìn)案例教學(xué)，通過(guò)遞進(jìn)案例讓學(xué)生脫離枯燥的語(yǔ)法學(xué)習，將學(xué)習重心轉移到對知識點(diǎn)的領(lǐng)悟與運用上，提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻：
[1]廖湖聲．面向對象程序設計課程的教學(xué)改革探討[J].計算機教育，2016.3.
[2]王文冰，李輝.以實(shí)例貫穿課堂的面向對象程序設計課程教學(xué)改革[J].計算機教育，2011.1
[3]肖志嬌.以游戲為實(shí)例進(jìn)行面向對象程序設計趣味教學(xué)[J].現代計算機，2011（1）：14-16.
[4]王婧.游戲案例在面向對象程序設計教學(xué)中的應用[J].電腦知識與技術(shù)，2016,12（2）：124-126.
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