卓越计划下C++程序设计双语教学改革与实践

计划人才的重要特质之一是具备工程能力和创新能力，这些特质的培养是在专业课程教学过程中完成的。文章针对c++程序设计双语教学中的困难和不足，探讨以工程和实践能力培养为核心的课程改革方案，提出采用重组知识体系、设计分层次案例、强化工程实践、改革教学方法、加强过程考核等方法，培养学生的面向对象程序设计能力、工程化实践能力以及创新和探索精神。

关键词：卓越计划；c++程序设计；工程案例；双语教学；教学改革

0.引言

“卓越工程师教育培养计划”（简称卓越计划）是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，致力于面向工业界、面向世界和面向未来，培养造就一大批创新能力强和适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。卓越计划旨在通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，这是对我国高等工程教育提出的更高要求和挑战。

1.课程背景分析

卓越计划着力推行符合工程能力培养规律的学习方法，其课程设置和教学内容应该突出“工程”特色；而软件工程专业的特色就在于跟踪和掌握国际先进的软件开发技术，注重实际软件开发能力的培养，同时强调创新能力的养成。现有课程体系中，学生进行工程实践的机会明显不足，并且对企业工程项目的相关知识了解不够。c++程序设计是软件工程专业一门实践性很强的专业基础课，在整个课程体系中占有非常重要的地位，下接专业基础教育，上承专业核心能力培养，可以为后继专业核心课程的学习打下良好的基础。

参与卓越计划的学生为精心挑选的优秀学生，具有良好的基础和较好的领悟能力，因此，针对双语c++程序设计课程，教师可以从以下几方面进行探索和改革，以培养学生的工程实践能力和创新思维能力：①进一步精减教学内容，突出c++核心知识。由于c++程序设计是c语言的一个自然延伸，目前主流的教材都是由c切入，c语言语法知识占了大量篇幅，因此可采取删减c语言知识以达到突出重点的目的。②改变传统以讲授为主的教学模式，引导学生自主学习，以探究的方式获取知识和解决实际问题，培养创新意识。③根据教学进度，组建学生项目团队，设计不同层次的工程案例，突出学生的个性化特质和团队精神。④以培养学生的技术文档阅读能力为导向，组织双语或者英语教学，避免词汇和语法细节。⑤改变一张考卷决定命运的考核方式，强调教学环节中的过程考核，一者真正考出水平和能力，二者注重平时的学习实践。

2.课程框架设计

按照卓越计划和CDIO的教学理念，结合课程特点，对c++程序设计进行课程体系、教学内容、教学方法、实践考核等方面的改革，可紧密围绕卓越计划的核心需求——52程实践能力，构建新的理论与实践相融合的课程体系，如图1所示。

在新构建的课程体系中，横向以教学环节划分为教材、开发平台和知识体系3个层次，包含教材的先进性、平台的专业性和知识的系统性3个特点；纵向以知识体系划分为理论和工程实践两条主线，贯穿各个教学环节，在重点知识单元结束时都有工程训练项目，并且随着时间的推移，项目中所涉及的c++内容逐步增多。这种课程体系架构的设计不仅可以解决c++程序设计内容庞杂和知识点分散、学生学习困难以及教学效果不理想的问题，而且能有效训练学生运用C++解决实际工程问题的能力。

3.课程改革实践

c++程序设计是软件工程专业的一门主干专业基础课程，主要介绍基本的面向对象程序设计技术（OOP），采用双语教学，目的是提高学生阅读英文文献和使用英语处理计算机工程问题的能力，使学生了解面向对象程序设计的基本原理，学会使用面向对象的方法思考和分析问题。这更类似于人类的思维活动，可以使复杂现实问题更容易解决。

针对卓越班的特点，该课程基础平台采用更为专业的Linux操作系统，开发工具采用CodeBloeks或者Vim和g++。在课程的教学活动中，为了让学生对软件开发规范化方法、软件开发流程、团队合作、文档写作与成果展示、口头书面交流等工程实践环节有一个初步的体验和认识，教师可根据c++程序设计课程的特点和工程背景，以工程实践为主线，对理论和实践教学体系进行重构，构建适合卓越计划的突出工程能力培养的课程体系。

3.1重组教学内容，突出面向对象思想和方法

根据软件工程专业卓越计划人才培养方案，学生应在第1学期完成c语言程序设计的学习，掌握基本的结构化程序设计方法；在第2学期修读c++课程，目的是学习面向对象程序设计方法和技术。考虑到C和c++的一致性以及普通班学生c语言的基础，我们在普通班的c++课程教学大纲中设置16学时的C语言内容，占总学时的1/4，合计7章，占1/2；在卓越班的课程体系中将c语言知识降到6学时（见表1中下划线学时），含2学时实践，占总学时的1/10，进一步突出c++核心知识并留出大量时间给工程实践，同时解决了c++学时紧张的问题。具体学时划分见表1。

3.2分层次设计团队项目实战，强化软件开发能力

C++程序设计的实验教学往往以知识型和验证型为主，设计型和综合型较少。在实践过程中，学生对知识掌握程度的训练较多，对工程和设计能力的训练较少。参与卓越计划的学生均来自各专业的优秀学生，具有很好的学习和领悟能力，因此系统地设计分层次的团队项目，更有助于学生工程和设计能力的培养。

教师可根据教学进度系统地设计多个不同层次的工程项目，采用循序渐进和逐步推进的方式构建一个阶梯式的项目群，使上一阶工程项目是基于下一阶工程项目并且融入新的知识单元，形成—个由简单到复杂、由模拟到真实的环环相扣的工程化培养过程，从而将工程实践和团队合作贯穿于整个教学过程，有效地训练和提高学生的工程能力和设计能力。项目的实施以小组进行，每组选组长1名，成员3-5人，成员之间要有明确的任务和分工。在实施不同项目时，各个小组必须进行重新划分，以保证学生在不同的项目中可以担任不同的角色，扩展学生交流和沟通的范围。

成绩的评定采用分级方式，不仅比较符合实际的工作考核，而且可以减少任课教师的工作量。具体分为两个类别：①组长/项目考核。任课教师对项目进行评定，并将评定结果作为组长成绩。②成员考核。各小组长根据组内成员的表现给出每个人的成绩权值，组长权值为1，其余成员权值不能高于组长。

3.3采用双语教学，定位文档阅读

IT技术发展日新月异，变化极其迅速，对于知识的获取显得尤为重要。及时学习国外的先进知识和技术，开展对外学术交流也是卓越人才必备的重要能力。在南阳理工学院软件工程专业卓越计划的课程体系中，c++程序设计不仅承担着培养学生利用面向对象技术进行程序设计的能力的任务，而且承担着专业外语的教学任务，特别是专业文献的阅读。

该课程教材采用中外合编的《双语版c++程序设计》，不仅具有英文的规范性和简洁性，而且又适合中国学生的实际情况。主要有以下几个特点：①以英文编写，中文附后注，并不是全篇的翻译，正适合学生作专业阅读；②各知识章节均附有语法要点，便于复习和巩固；③所有内容章节都包含常犯错误分析，适合初学者学习。这本教材在帮助初学者熟悉相关概念和内容的同时，还可以帮助学生熟悉和掌握基础科技英文语法和专业词汇。

为了突出英文阅读能力的培养，教师可在教学过程中采用分阶段教学法：①在第1-2周采用逐段串讲方式，让学生一是有一个适应的过程，二是了解科技文献的基础语法，三是熟悉一些基础的计算机专业词汇；②在第3-14周采用英语讲授知识要点，对于核心知识和难点知识配以中文解释；③在第15-16周进行科技文献基础语法及专业词汇回顾，课外扩展阅读，进一步巩固学生所学的专业英语知识；④试卷采用中英文结构，要求英文试题比例不低于15%，根据课程开设的学期和学生基础，也可提高该比例。

3.4引发学生主导讨论，培养自主学习意识

在课程教学后期，学生有了一定的专业基础。为了培养学生的自主探索和学习能力，不仅需要学生了解知识的来龙去脉，掌握知识的发展脉络，而且要学生探究性地学习和研究教材之外的相关知识。通过自主学习，学生一方面可以增强对现有知识的理解，培养自我解决问题的能力；另一方面可以融会贯通地应用所学的理论知识解决实际的工程问题。

在教学活动的组织中，教师应打破传统的以教师为主导的教学模式，采用以学生为主导的自主学习方式，充分调动学生的参与度和学习主动性；在学习讨论的前2周，向学生布置讨论的主题和任务，提出具体的要求。学习讨论的主题范围必须是课堂上没有学过的，以保证学习过程的探究性和学习内容的新颖性。学生在学习过程中仍分小组并参考工程项目的分组和考核方法。

3.5加强过程考核，彰显平时工夫

在课程考核上，教师应加大平时的过程和实践考核，改革传统的平时加试卷考核模式，建立以培养学生工程和实践能力为主的教学评价体系，重点突出过程考核以及形式的多样性，体现考核的客观性和公正性。考核环节包括作业实验（占20%）、工程实践（占30%）和理论知识（占50%）三大类。作业实验以正确性和独立性作为考核的依据；工程实践以学生演示和答辩为依据，从工作量、实用性、创新性、合作性、规范性等多个角度进行考评；学生主导的讨论以任课教师评判为主，从内容的透彻性、实用性、条理性以及表现的活泼性方面进行考评；理论考试着重考查学生对基本概念的理解和对基础知识的掌握，由平时作业和期末考试组成，并且期末考核采用教考分离的方式。

作业及课堂练习不仅可以有效地帮助教师了解教学实况，及时调整教学进度和教学方法，而且可以帮助学生了解自身学习过程中存在的问题，以有针对性地解决问题。实验着重考查学生的基本动手能力，由实践教学综合管理平台协助完成。工程实践主要考查学生的工程能力、知识综合运用能力以及解决实际问题能力，由任课教师以答辩形式检查和验收学生小组的项目。多元化考核可以激励学生自主学习，从而全面提高教学质量。期末考试由经验丰富的教师组成c++程序设计试卷命题组，负责统一命题并完善试题库，以保证考试的客观性和公正性。

4.教改效果

在新构建的课程体系中，通过精简教学内容、强化工程案例、加强过程考核，以分层次的工程应用为主线培养学生的实践能力以及解决简单的结构化问题及复杂的应用项目问题，学生逐步掌握了面向对象程序设计的基本原理、概念和方法；通过精心设计的工程案例掌握了c++语言的基本知识以及基本的面向对象程序设计过程和技巧，具备了一定的面向对象程序设计能力，达到了课程的教学目的。

在新设计的课程体系中，层次化的工程实践和自主学习过程不仅能够有效地激发学生对工程知识的学习兴趣，而且对培养学生在工程实践中发现、研究和解决问题的能力有很大的帮助。这种工程实践和创新能力的培养为学生今后在相关领域的工作和进一步的专业学习打下一个坚实的基础，同时在一定程度上也提高他们的核心职业竞争力。调查问卷、学生反馈、考核等多个环节也证明了该课程体系的合理性和实用性，达到了预期的教学效果。

5.结语

南阳理工学院软件工程专业作为第2批获批卓越计划的试点专业，在培养卓越工程师的核心能力——创新能力和工程实践能力方面进行了积极的探索和大胆的尝试，并结合卓越计划制定软件工程专业教学改革方案，满足了本专业卓越工程师工程能力培养的需要。根据卓越计划突出创新和工程实践能力培养的要求，结合南阳理工学院软件工程专业c++程序设计课程的实际，我们开展该门课程的理论教学、双语教学、工程实践、教学方法、过程考核等方面的改革与实践，极大地调动学生学习的积极性和主动性，有效地培养学生的工程和团队意识，逐步训练学生利用c++解决实际问题的能力，为软件工程专业卓越计划的进一步实施进行了有益探索。

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