问题求解与程序设计

第 5 届 全 国 高 等 学 校 计 算 机 程 序 设 计 课 程 研 讨 会 厦 门 大 学 清 华 大 学 出 版 社 联 合 承 办 2015 年 12 月 4 日 -6 日 厦 门 大 学 问 题 求 解 与 程 序 设 计 福 建 工 程 学 院 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 建 设 简 介 福 建 工 程 学 院 信 息 科 学 与 工 程 学 院 鲍 春 波

福 建 工 程 学 院 简 介 福 建 工 程 学 院 是 福 建 省 人 民 政 府 举 办 的 以 工 为 主, 涵 盖 工 管 文 理 经 法 艺 等 多 学 科 的 全 日 制 普 通 本 科 高 校 是 入 选 教 育 部 首 批 卓 越 工 程 师 教 育 培 养 计 划 的 试 点 高 校 是 福 建 省 重 点 建 设 高 校 2013 年, 经 国 务 院 学 院 学 位 委 员 会 批 准 为 硕 士 学 位 授 权 单 位,2014 年 开 始 招 生

办 学 定 位 办 学 类 型 定 位 : 教 学 型 区 域 性 的 应 用 技 术 型 大 学 办 学 层 次 定 位 : 以 本 科 教 育 为 主 体, 积 极 发 展 研 究 生 教 育 学 科 发 展 定 位 : 以 工 为 主, 工 管 结 合 工 文 渗 透 工 管 文 理 经 法 艺 等 多 学 科 协 调 发 展 人 才 培 养 目 标 定 位 : 培 养 笃 志 求 真 诚 实 守 信 勤 奋 耐 劳 勇 于 创 新 的 应 用 技 术 型 高 级 专 门 人 才 服 务 面 向 定 位 : 立 足 福 建, 面 向 基 层, 贴 近 行 业, 服 务 社 会

信 息 科 学 与 工 程 学 院 是 福 建 工 程 学 院 的 20 个 院 系 ( 部 ) 之 一 1. 机 械 与 汽 车 工 程 学 院 2. 材 料 科 学 与 工 程 学 院 3. 土 木 工 程 学 院 4. 建 筑 与 城 乡 规 划 学 院 5. 生 态 环 境 与 城 市 建 设 学 院 6. 交 通 运 输 学 院 7. 管 理 学 院 8. 国 际 学 院 9. 人 文 学 院 10. 法 学 院 11. 设 计 学 院 12. 数 理 学 院 13. 信 息 科 学 与 工 程 学 院 14. 思 想 政 治 理 论 课 教 研 部 15. 体 育 教 研 部 16. 继 续 教 育 学 院 17. 职 业 教 育 学 院 18. 海 峡 工 学 院 19. 国 脉 信 息 学 院 20. 软 件 学 院

信 息 科 学 与 工 程 学 院 10 个 本 科 专 业 电 气 工 程 及 其 自 动 化 电 子 信 息 工 程 通 信 工 程 电 子 科 学 与 技 术 建 筑 电 气 与 智 能 化 计 算 机 科 学 与 技 术 信 息 管 理 与 信 息 系 统 网 络 工 程 软 件 工 程 物 联 网 工 程 其 中 有 一 半 是 计 算 机 类 的 专 业 在 大 一 第 一 学 期 开 设 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 64 学 时, 其 中 有 20 学 时 实 验,44 学 时 理 论

高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 定 位 众 所 周 知, 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 是 计 算 机 类 各 专 业 的 核 心 基 础 课 具 体 体 现 在 : 1 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 既 是 专 业 的 入 门 课 ( 启 蒙 ), 通 过 程 序 设 计 初 步 认 识 计 算 机 科 学, 了 解 计 算 机 的 应 用 2 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 是 后 续 专 业 课 的 基 础, 这 门 课 的 好 坏 直 接 影 响 后 续 课 程 的 学 习 3 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 又 是 专 业 训 练 的 基 础 课, 肩 负 着 专 业 基 本 功 的 训 练 任 务 4 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 还 有 一 个 兴 趣 培 养 的 任 务, 通 过 程 序 设 计 让 学 生 产 生 学 习 计 算 机 专 业 的 兴 趣

课 程 建 设 的 指 导 思 想 完 全 围 绕 学 校 应 用 技 术 型 高 级 人 才 的 培 养 目 标 进 行 课 程 建 设 首 先 应 该 明 确 应 用 技 术 型 计 算 机 人 才 的 培 养 目 标, 明 确 应 用 型 计 算 机 人 才 的 市 场 需 求

简 单 来 说 应 用 技 术 型 计 算 机 人 才 就 是 各 行 各 业 需 要 的 计 算 机 工 程 师 进 一 步 分 析, 应 该 是 具 备 下 面 几 个 特 征 的 专 门 人 才 ³ 具 有 扎 实 的 专 业 知 识 ³ 具 有 较 强 的 能 力 业 务 能 力 即 分 析 问 题 解 决 问 题 的 能 力 -- 计 算 思 维 能 力 系 统 设 计 开 发 能 力 算 法 设 计 分 析 能 力 等 学 习 能 力 工 作 能 力 和 创 新 能 力 等 ³ 具 备 良 好 的 素 质 ( 较 好 的 人 文 社 会 科 学 素 养, 较 强 的 社 会 责 任 感 和 良 好 的 工 程 职 业 道 德 )

为 了 培 养 好 应 用 技 术 型 的 计 算 机 人 才, 从 第 一 门 计 算 机 课 高 级 语 言 程 序 设 计 开 始 就 要 踏 踏 实 实 地 有 意 思 地 履 行 既 定 的 培 养 目 标

首 先 要 有 优 秀 的 师 资 师 资 队 伍 建 设 师 资 是 实 现 培 养 目 标 的 基 本 保 障 教 师 本 身 要 过 硬, 要 具 备 实 战 经 验, 应 该 具 有 良 好 的 应 用 工 程 意 思 教 师 本 身 先 达 到 应 用 技 术 型

高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 由 我 们 软 件 工 程 教 研 室 承 担 的, 教 研 室 的 师 资 力 量 比 较 雄 厚, 具 有 较 好 的 梯 队 和 良 好 的 学 缘 教 授 2 人, 副 教 授 ( 高 级 工 程 师 )7 人, 讲 师 ( 工 程 师 )5 人 其 中 具 有 博 士 学 位 的 7 人, 有 9 位 是 双 师 型 的, 具 有 企 业 软 件 公 司 的 任 职 经 历 近 几 年 有 4 位 先 后 到 国 内 外 知 名 高 校 访 学 有 4 位 教 师 已 获 得 Oracle 教 师 资 格 并 可 使 用 Oracle Academy 教 学 资 源 引 进 2 位 具 有 丰 富 工 程 实 践 及 教 育 经 验 的 台 籍 教 师

教 研 室 非 常 重 视 学 生 第 一 门 计 算 机 课 程 的 教 学, 配 备 了 较 好 的 师 资 力 量 ( 副 教 授 3 位 + 讲 师 2 位 ) 为 了 更 好 的 开 展 工 作, 专 门 组 建 了 程 序 设 计 类 的 课 程 团 队 ( 含 高 级 语 言 程 序 设 计 面 向 对 象 的 程 序 设 计 算 法 与 数 据 结 构 结 构 化 程 序 设 计 实 训 可 视 化 程 序 设 计 等 ) 课 程 团 队 成 员 统 一 认 识, 充 分 理 解 应 用 技 术 型 计 算 机 人 才 的 培 养 目 标

课 程 内 容 建 设 ( 教 材 建 设 ) 应 用 技 术 型 计 算 机 人 才 的 培 养, 课 程 内 容 建 设 ( 教 材 建 设 ) 是 核 心 确 定 了 培 养 目 标, 明 确 了 课 程 肩 负 的 责 任, 就 要 再 进 一 步 确 定 课 程 到 底 学 什 么 才 能 符 合 目 标 的 要 求, 符 合 责 任 的 要 求

选 择 什 么 程 序 设 计 语 言? 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 ( 第 一 门 课 程 ) 并 没 有 限 制 一 定 要 用 什 么 语 言 国 外 的 高 校 ³ 有 的 学 校 选 择 Java ³ 有 的 选 Python ³ 较 早 的 时 候 有 的 学 校 选 择 Scheme(Lisp) 国 内 的 高 校 ³ 有 的 选 C, C++ ³ 有 的 选 Java ³ 现 在 也 有 的 选 Python( 哈 工 大 ) ³ 大 多 数 还 是 选 择 C

参 考 : 车 万 翔, 苏 小 红 等 计 算 机 教 育 计 算 机 专 业 高 级 语 言 程 序 设 计 课 程 改 革 探 索

根 据 学 校 的 培 养 目 标, 按 照 企 业 的 真 实 需 求 ( 星 网 锐 捷 网 龙 等 ), 我 们 选 择 了 C 语 言 和 C++ 结 构 化 程 序 设 计 部 分 从 应 用 技 术 型 目 标 出 发, 制 定 了 以 问 题 求 解 为 核 心 的 高 级 语 言 程 序 设 计 教 学 大 纲

课 程 章 节 安 排 第 1 章 计 算 机 与 程 序 设 计 (2 学 时 ) 第 2 章 数 据 类 型 与 变 量 程 序 设 计 入 门 (4 学 时 ) 第 3 章 判 断 与 决 策 选 择 程 序 设 计 (4 学 时 ) 第 4 章 重 复 与 迭 代 循 环 程 序 设 计 (6 学 时 ) 第 5 章 分 而 治 之 模 块 化 程 序 设 计 (6 学 时 ) 第 6 章 批 量 数 据 处 理 数 组 程 序 设 计 (6 学 时 ) 第 7 章 内 存 单 元 的 地 址 指 针 程 序 设 计 (6 学 时 ) 第 8 章 客 观 对 象 的 描 述 结 构 程 序 设 计 (4 学 时 ) 第 9 章 数 据 的 永 久 存 储 文 件 程 序 设 计 (4 学 时 ) 第 10 章 位 运 算 低 级 程 序 设 计 (2 学 时 )

基 本 特 点 1 每 一 章 围 绕 几 个 典 型 问 题 的 求 解 展 开, 在 分 析 设 计 实 现 的 过 程 中 融 入 相 关 的 知 识 点, 融 入 软 件 工 程 的 思 想 例 如 第 2 章 给 出 6 个 问 题 ³ 在 屏 幕 上 显 示 信 息 ³ 计 算 两 个 固 定 整 数 的 和 与 积 ³ 计 算 任 意 两 个 整 数 的 和 与 积 ³ 温 度 转 换 ³ 求 两 个 整 数 的 平 均 值 ³ 求 圆 的 周 长 和 面 积

基 本 特 点 2 淡 化 语 法 描 述, 突 出 分 析 问 题 的 过 程 描 述 和 解 决 问 题 的 方 法 描 述 每 个 问 题 的 求 解 均 按 照 下 面 的 形 式 展 开 ³ 问 题 分 析 : 分 析 各 种 可 能 的 情 况 ³ 算 法 设 计 : 伪 码 表 示 或 流 程 图 表 示 ³ 程 序 实 现 : 完 整 的 程 序 实 现 代 码 ³ 运 行 结 果 : 由 读 者 自 己 完 成 ³ 几 个 小 节 的 相 关 知 识 点 描 述 和 注 意 事 项

基 本 特 点 3 采 用 循 序 渐 进 的 原 则 安 排 内 容 传 统 的 教 材 一 般 是 集 中 介 绍 某 类 语 法 我 们 采 用 分 散 循 序 渐 进 的 形 式 例 如 ³ 变 量 类 型 分 散 在 不 同 的 问 题 求 解 当 中 ³ 指 针 ( 地 址 ) 在 不 同 的 章 节 问 题 中 逐 渐 展 开 ³ 还 有 变 量 的 存 储 类 别 和 作 用 域

基 本 特 点 4 为 了 严 格 训 练 基 本 功, 教 材 的 例 题 和 习 题 均 采 用 ACM 程 序 设 计 的 风 格 ³ 问 题 描 述 : ³ 输 入 样 例 : ³ 输 出 样 例 : 一 个 程 序 正 确 与 否, 完 全 通 过 测 试 用 例 是 否 通 过 决 定

基 本 特 点 5 求 解 的 问 题 贴 近 实 际, 兼 顾 后 续 课 程, 有 些 内 容 比 一 般 教 材 更 加 丰 富 ³ 字 符 串 处 理 : 键 盘 输 入, 动 态 申 请 内 存 ³ 指 针 参 数 传 递, 函 数 返 回 指 针 和 函 数 内 动 态 申 请 空 间 问 题 ³ C++ 的 引 用 参 数 传 递, 算 法 与 数 据 结 构 问 题 描 述 经 常 采 用 ³ 库 接 口 与 库 实 现, 多 文 件 应 用 程 序

基 本 特 点 6 拓 宽 学 生 的 视 野, 增 强 专 业 基 本 功 训 练, 给 出 了 一 些 课 外 学 习 的 资 源 ( 实 验 指 导 ) ³ 如 何 建 立 自 己 的 库 ³ 程 序 设 计 工 程 化 ³ 命 令 行 和 专 业 编 辑 器 vim 相 结 合 的 开 发 模 式 ³ makefile 和 make 命 令 的 使 用 方 法 ³ 简 单 易 用 的 C/C++ 图 形 库 GRX 介 绍, 用 gcc 进 行 图 形 程 序 设 计

基 本 特 点 7 第 一 次 课 非 常 重 要, 第 一 次 课 上 什 么, 怎 么 上 对 学 生 影 响 很 大 首 先 讨 论 什 么 是 计 算 机? 让 学 生 认 识 到 存 储 程 序 + 二 进 制 是 计 算 机 科 学 的 基 础, 程 序 ( 软 件 ) 在 计 算 机 系 统 中 的 重 要 性 然 后 演 示 几 个 用 C/C++ 语 言 实 现 的 典 型 实 例 ³ 一 个 命 令 行 的 猜 数 游 戏 程 序 ³ 一 个 图 形 绘 制 程 序 ³ 一 个 窗 口 程 序 ³ 一 个 简 单 的 嵌 入 式 程 序 ³ 一 个 网 络 应 用 程 序 ³ 让 学 生 从 中 体 会 到 程 序 设 计 的 乐 趣, 产 生 学 习 这 门 课 的 动 力, 认 识 到 学 好 这 门 课 可 以 取 得 的 成 就 最 后 讨 论 怎 么 样 进 行 程 序 设 计, 使 学 生 懂 得 一 个 程 序 要 经 过 编 辑 编 译 链 接 才 能 成 为 计 算 机 能 够 运 行 的 程 序 ( 软 件 )

第 一 次 实 验 课 同 样 重 要 实 验 目 的 : 让 学 生 熟 悉 环 境, 体 现 几 个 基 本 功 的 训 练 1 检 查 学 生 的 打 字 功 ( 盲 打 ) 2 使 用 命 令 行, 学 习 常 用 的 DOS/Linux 命 令 3 编 辑 器 ( 记 事 本 ) 的 使 用, 建 立 文 本 ( 含 源 程 序 ) 文 件, 保 存 4 在 命 令 行 环 境 使 用 编 译 器 进 行 编 译 链 接 运 行 5 熟 悉 课 程 网 站 ( 注 册 )

教 材 出 版 根 据 应 用 技 术 型 人 才 培 养 目 标, 总 结 多 年 的 教 学 经 验, 编 写 出 版 了 比 较 有 特 色 的 教 材

课 程 平 台 建 设 配 合 教 材, 基 于 Moodle (https://moodle.org/ 开 源 系 统, 搭 建 了 一 个 自 主 学 习 平 台 http://cms.fjut.edu.cn/ 该 平 台 可 以 发 布 各 种 教 学 资 源 ( 如 教 学 大 纲 课 件 ), 可 以 在 线 自 动 评 测 程 序 设 计 习 题 ( 并 有 抄 袭 检 测 模 块 ), 可 以 提 交 实 验 报 告, 还 可 以 进 行 各 种 测 验 该 平 台 还 可 以 进 行 师 生 互 动 ( 发 布 通 知 写 博 文 留 言 ) 该 平 台 给 学 生 提 供 了 一 个 自 主 学 习 的 环 境, 记 录 了 学 生 学 习 的 轨 迹, 教 师 可 以 查 看 学 生 学 习 的 状 况, 进 行 各 种 统 计 现 在 正 建 设 基 于 moodle 的 高 级 语 言 程 序 设 计 mooc 课 程 资 源

教 学 方 法 改 革 真 正 的 问 题 驱 动, 课 程 的 每 个 章 节 均 是 从 一 个 问 题 描 述 开 始, 并 给 出 明 确 的 输 入 输 出 要 求 然 后 跟 同 学 们 一 起 分 析 问 题 到 底 要 做 什 么? 分 析 该 如 何 解 决 这 个 问 题 在 分 析 过 程 中 引 导 学 生 逐 渐 养 成 用 计 算 思 维 思 考 问 题 的 习 惯 初 学 者 往 往 对 于 给 定 的 问 题 不 知 道 该 怎 样 下 手, 究 其 原 因 就 是 不 知 道 如 何 用 计 算 思 维 表 达 问 题, 也 就 是 说 不 能 从 问 题 当 中 抽 象 出 程 序 的 顺 序 结 构 选 择 结 构 和 循 环 结 构, 不 知 道 该 用 什 么 样 的 数 据 结 构 存 储 数 据, 不 知 道 怎 样 把 问 题 模 块 化 等 等

程 序 演 示 和 ppt 相 结 合 经 过 分 析 之 后, 确 定 求 解 算 法 ( 文 字 描 述 或 流 程 图 ) 用 ppt 进 行 介 绍 算 法 然 后 直 接 给 出 完 整 的 程 序 设 计 实 现, 编 译 运 行 看 效 果, 这 时 不 关 心 实 现 的 细 节 最 后 针 对 实 现 的 关 键 代 码, 展 开 几 个 知 识 点 的 (ppt)

在 教 学 中 注 意 渗 透 专 业 的 素 质 教 育, 职 业 道 德 规 范 如 开 发 环 境 使 用 开 源 免 费 软 件, 杜 绝 盗 版, 介 绍 软 件 的 版 权 知 识 培 养 软 件 开 发 的 团 队 精 神 ( 合 作 完 成 专 周 ) 注 意 以 身 作 则, 做 好 示 范, 培 养 学 生 程 序 设 计 的 良 好 习 惯

实 验 教 学 方 法 每 一 章 安 排 一 个 实 验, 计 10 个 实 验 除 第 一 章 的 实 验 外, 每 个 实 验 都 由 三 个 组 成 部 分 第 一 部 分 是 程 序 基 础 练 习, 主 要 做 一 些 阅 读 程 序 练 习 和 修 改 程 序 练 习, 通 过 练 习 使 学 生 理 解 相 关 的 基 本 概 念 第 二 部 分 是 改 错 练 习, 通 过 修 改 调 试 有 错 误 的 程 序, 训 练 学 生 的 程 序 调 试 能 力 第 三 部 分 是 问 题 求 解, 针 对 问 题 描 述 和 测 试 样 例 的 要 求, 给 出 完 整 的 程 序 设 计 解 决 方 案 ( 要 求 同 学 按 照 分 析 设 计 实 现 运 行 测 试 的 步 骤 进 行 ) 每 个 实 验 写 一 个 实 验 报 告, 在 课 程 平 台 上 提 交 一 个 word 文 档, 训 练 学 生 文 档 的 写 作 能 力

课 外 实 践 由 于 所 有 的 作 业 都 需 要 用 计 算 机 完 成 因 此 必 须 要 求 学 生 有 足 够 的 课 外 上 机 时 间 我 们 学 院 的 实 验 室 课 余 时 间 免 费 向 学 生 开 放 要 求 每 个 同 学 每 周 必 须 保 证 有 两 个 晚 上 的 课 外 上 机 实 践, 完 成 在 线 评 测 的 习 题 和 实 验 报 告

考 核 改 革 传 统 的 课 程 考 核 是 期 末 笔 试 程 序 设 计 具 有 实 践 性 强 的 特 点, 仅 仅 靠 笔 试 不 能 全 面 考 核 学 生 的 程 序 设 计 能 力 我 们 采 用 平 时 作 业 + 期 中 测 验 + 期 末 考 试 的 考 核 形 式, 期 末 考 试 的 成 绩 占 总 评 成 绩 的 %50 到 %60, 平 时 期 中 占 50% 到 40% 期 中 测 验 和 期 末 考 试 均 采 用 机 考, 近 几 年 均 采 用 杭 电 ACM 平 台 的 考 试 系 统, 在 外 网 进 行 考 试 有 一 定 的 弊 端 因 此, 现 在 正 在 开 发 本 校 ACM 平 台 上 的 考 试 系 统, 实 现 在 局 域 网 内 考 试

总 结 与 展 望 几 年 来 的 课 程 建 设 实 践, 对 培 养 应 用 技 术 型 计 算 机 人 才 取 得 了 一 定 的 成 效 同 学 们 踊 跃 报 名 参 加 学 校 自 己 举 办 的 ACM 竞 赛 代 表 学 校 参 加 福 建 省 ACM 竞 赛 获 得 铜 奖 银 奖, 参 加 北 京 上 海 长 春 等 赛 区 ACM 竞 赛 获 得 铜 奖 每 年 的 蓝 桥 杯 大 赛 均 取 得 比 较 优 异 的 成 绩, 有 获 得 全 国 总 决 赛 1 2 3 等 奖 企 业 招 聘 考 核 ( 如 星 网 锐 捷 网 龙 ) 福 建 工 程 学 院 的 学 生 成 绩 不 亚 于 其 它 一 些 名 校 的 学 生 福 建 工 程 学 院 的 学 生 在 很 多 软 件 公 司 生 产 企 业 毕 业 实 习 越 来 越 受 欢 迎, 就 业 率 达 96% 以 上

有 喜 也 有 忧, 计 算 机 类 的 第 一 门 课 程 高 级 语 言 程 序 设 计 是 在 第 一 学 期 开 设, 大 部 分 同 学 能 很 快 适 应 大 学 的 学 习 生 活, 但 也 有 相 当 一 部 分 同 学 在 学 习 上 会 遇 到 困 难 高 级 语 言 程 序 设 计 按 照 专 业 的 要 求, 按 照 应 用 技 术 型 人 才 的 培 养 目 标, 让 学 生 在 短 时 间 ( 只 有 11 2 周 的 时 间 ) 内 打 好 基 础, 对 学 生 地 要 求 是 比 较 高 的, 如 何 让 所 有 的 同 学 都 能 跟 上 快 速 的 学 习 节 奏 是 我 们 应 该 考 虑 的 问 题, 要 因 材 施 教 还 需 进 步 地 进 一 步 教 学 方 法 的 改 革, 如 MOOC 建 设

第 5 届 全 国 高 等 学 校 计 算 机 程 序 设 计 课 程 研 讨 会 扫 一 扫 访 问 大 会 官 网 http://dblab.xmu.edu.cn/post/5120/