導(dǎo)語：計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的你是否還在苦思冥想畢業(yè)論文的選題與找正文參考?下面是小編收集整理的一篇關(guān)于本科計(jì)算機(jī)專業(yè)的論文參考范文，歡迎大家閱讀借鑒!

分析計(jì)算思維的C++項(xiàng)目式教學(xué)的研究有效路徑

　　1 計(jì)算思維與項(xiàng)目教學(xué)法

　　1.1計(jì)算思維

　　周以真教授認(rèn)為,計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維和理論思維、實(shí)驗(yàn)思維一起被稱為推動(dòng)人類社會(huì)文明進(jìn)步和科技發(fā)展的三大科學(xué)思維。

　　進(jìn)一步地定義為:通過約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法,把一個(gè)看來困難的問題重新闡釋成一個(gè)我們知道問題怎樣解決的方法;是一種遞歸思維,是一種并行處理,是一種把代碼譯成數(shù)據(jù)又能把數(shù)據(jù)譯成代碼,是一種多維分析推廣的類型檢查方法;是一種采用抽象和分解來控制龐雜的任務(wù)或進(jìn)行巨大復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法,是基于關(guān)注分離的方法(SoC方法);是一種選擇合適的方式去陳述一個(gè)問題,或?qū)σ粋�(gè)問題的相關(guān)方面建模使其易于處理的思維方法;是按照預(yù)防、保護(hù)及通過冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)的方式,并從最壞情況進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)的一種思維方法;是利用啟發(fā)式推理尋求解答,也即在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度的思維方法;是利用海量數(shù)據(jù)來加快計(jì)算,在時(shí)間和空間之間,在處理能力和存儲(chǔ)容量之間進(jìn)行折衷的思維方法。

　　1.2 項(xiàng)目教學(xué)法

　　項(xiàng)目教學(xué)法就是在老師的指導(dǎo)下,將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理。對(duì)C++項(xiàng)目式教學(xué)法還包括:人員的組織與管理、軟件度量、軟件項(xiàng)目計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)管理、軟件質(zhì)量保證、軟件過程能力評(píng)估、軟件配置管理等都由學(xué)生自己負(fù)責(zé),學(xué)生通過項(xiàng)目的訓(xùn)練,了解并把握整個(gè)過程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。

　　計(jì)算思維是信息社會(huì)中創(chuàng)新的需要,是大學(xué)生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)的重要組成部分。C++項(xiàng)目式教學(xué)不能僅限于軟件工程指導(dǎo)下的C++語言基礎(chǔ)的綜合訓(xùn)練,還應(yīng)該在軟件項(xiàng)目管理原則下的培養(yǎng)創(chuàng)新性思維。

　　2 C++項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)踐

　　2.1教學(xué)內(nèi)容

　　2.1.1項(xiàng)目的選取

　　以《全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)C++考試大綱》的要求為準(zhǔn)繩,制定適合我院特點(diǎn)的《C++課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,選取《學(xué)生成績(jī)管理》項(xiàng)目為案例�！秾W(xué)生成績(jī)管理》學(xué)生比較熟悉,能覆蓋C++大綱要求的知識(shí)點(diǎn),可引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,減少材料收集,縮短調(diào)研、需求分析時(shí)間,相對(duì)增加C++基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)時(shí)間。學(xué)生可領(lǐng)悟到項(xiàng)目源于生活,創(chuàng)新、發(fā)明源于日常生活,“處處留心皆學(xué)問”。同時(shí)布置同步練習(xí)項(xiàng)目《企業(yè)工資管理》,學(xué)生在項(xiàng)目需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編寫代碼、測(cè)試等有關(guān)方面的內(nèi)容有一定的獨(dú)立訓(xùn)練。

　　2.2教學(xué)方法

　　2.2.1復(fù)雜任務(wù)簡(jiǎn)單化

　　程序設(shè)計(jì)的基本原則是自頂向下,逐步求精。將《學(xué)生信息管理》劃分為系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)維護(hù)、幫助等子項(xiàng)目(或模塊)。如果劃分后的子項(xiàng)目還復(fù)雜,例如數(shù)據(jù)處理,就進(jìn)一步再分:數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)查詢等。這樣直到每個(gè)部分只完成單一功能,代碼行數(shù)不是很多為止。

　　2.2.2合適的描述方式

　　UML是面向?qū)ο箝_發(fā)中一種通用的圖形化建模語言,它定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用。面向?qū)ο蟮姆治鲋饕�在加�?qiáng)對(duì)問題空間和系統(tǒng)任務(wù)的理解、改進(jìn)各方交流、與需求保持一致和支持軟件重用等4個(gè)方面表現(xiàn)出比其他系統(tǒng)分析方法更好的能力,成為主流的系統(tǒng)分析方法。引入U(xiǎn)ML,對(duì)項(xiàng)目需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編寫代碼、測(cè)試等各個(gè)階段各個(gè)部分進(jìn)行描述,尤其利用UML圖描述算法。同時(shí),講解UML圖到程序的轉(zhuǎn)化方法。

　　2.2.3注意魯棒性

　　魯棒性(robustness)就是系統(tǒng)的健壯性。它是在異常和危險(xiǎn)情況下系統(tǒng)生存的關(guān)鍵。比如說,計(jì)算機(jī)軟件在輸入錯(cuò)誤、磁盤故障、網(wǎng)絡(luò)過載或有意攻擊情況下,能否不死機(jī)、不崩潰,就是該軟件的魯棒性。明顯地,成績(jī)的值域,一般成績(jī)不能為負(fù)數(shù)等,但常被初學(xué)者忽略,致使程序執(zhí)行時(shí)接受負(fù)數(shù)。在高校,成績(jī)范圍一般在0-100,要對(duì)超過這個(gè)范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè),并給出相應(yīng)的處理。變量的數(shù)據(jù)類型定義,要根據(jù)使用數(shù)據(jù)集的具體情況,如考試成績(jī),如果是在正整數(shù)0-100范圍內(nèi),定義考試成績(jī)變量無符號(hào)短整型較好,否則浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。

　　2.2.4啟發(fā)式教學(xué)

　　對(duì)冒泡排序:依次比較相鄰的兩個(gè)數(shù),將小數(shù)放在前面,大數(shù)放在后面。第一趟得到最大數(shù)放到數(shù)組最后元素的位置上,第二趟將剩余的元素再兩兩比較,將剩余元素中的最大值,放到倒數(shù)第二個(gè)位置,……。這樣,從中找到趟數(shù)與該趟比較次數(shù)之和等于元素個(gè)數(shù)。同時(shí),啟發(fā)學(xué)生對(duì)于二維數(shù)組,如果按行(或列)排序時(shí),對(duì)應(yīng)的列(或行)中元素也要交換。通過啟發(fā),使學(xué)生在處理某問題時(shí)要考慮相關(guān)問題,包括異常問題。

　　2.2.5算法的優(yōu)化

　　對(duì)數(shù)據(jù)的冒泡排序,當(dāng)進(jìn)行某趟排序后,數(shù)據(jù)已經(jīng)滿足排序要求了,是否還進(jìn)行排序?如果結(jié)束排序,應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)記。該標(biāo)記初始值為不需要排序。如果有交換,將該標(biāo)記置位需要排序,當(dāng)本趟排序結(jié)束后,檢查該標(biāo)志是否是不需要排序,如果是不需要排序,則排序結(jié)束,否則繼續(xù)進(jìn)行排序,進(jìn)而優(yōu)化了算法。再如求質(zhì)素問題、斐波那契序列問題等的優(yōu)化。通過算法優(yōu)化是學(xué)生深入了解算法執(zhí)行時(shí)間和數(shù)據(jù)占用的空間的估算。

　　3.教學(xué)過程

　　3.1創(chuàng)設(shè)情境

　　3.1.1用已知問題,創(chuàng)設(shè)情景

　　語法上,先回憶數(shù)學(xué)中的有窮序列,再講解數(shù)組,并將數(shù)組和有窮序列加以對(duì)照;二維數(shù)組與矩陣、平面對(duì)照;三維數(shù)組與立體坐標(biāo)以及3D電影等對(duì)照。

　　算法上,以往用目測(cè)方式將一組數(shù)有序,進(jìn)一步給出兩兩比較進(jìn)行排序的冒泡法。再如,如何判斷一個(gè)正整數(shù)M是否是質(zhì)數(shù),根據(jù)數(shù)學(xué)定義求解,同時(shí)用正整數(shù)分解兩個(gè)因數(shù)積的形式得到最大因數(shù)不超過M/2,再進(jìn)一步分析,最大因數(shù)不超過M的平方根。

　　3.1.2 新舊知識(shí)的連接點(diǎn),創(chuàng)設(shè)情景

　　讓學(xué)生回味“人以群分物以類聚”的含義,進(jìn)而提出“人”有哪些特點(diǎn)和活動(dòng)。再讓學(xué)生回憶“演繹和推理”知識(shí),在函數(shù)、結(jié)構(gòu)體的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出有關(guān)“類”的概念、特點(diǎn)、語法格式等。

　　通過對(duì)比使學(xué)生明白:計(jì)算機(jī)中很多概念、編程思維源于數(shù)學(xué)。用已有的知識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

　　3.2 優(yōu)化師生關(guān)系

　　3.2.1 學(xué)生自主探究

　　在提出問題之后或總結(jié)所講知識(shí)之前,都給學(xué)生思考甚至是查閱資料的時(shí)間,強(qiáng)化學(xué)生自學(xué)能力,激發(fā)他們的創(chuàng)造潛力;鼓勵(lì)學(xué)生合作探究,讓同學(xué)講解他們解決問題的思路、方式方法,以形成集體探究的氛圍,培養(yǎng)學(xué)生的合作精神;對(duì)良好的研究結(jié)果給予肯定,對(duì)不足的研究結(jié)果給予分析,找出不足的原因,提示合適的解決方法,使學(xué)生不會(huì)因?yàn)橐淮蔚难芯拷Y(jié)果不足,就成為學(xué)習(xí)的障礙,甚至萎靡不振。同時(shí),告訴學(xué)生解決問題的方法不是一層不變的,鼓勵(lì)學(xué)生積極懷疑已有的算法,探討更優(yōu)的算法。“盡信書不如無書”。

　　3.2.2 創(chuàng)設(shè)良好環(huán)境

　　良好的環(huán)境是養(yǎng)成計(jì)算思維的外部環(huán)境。通過各種載體為學(xué)生提供豐富的實(shí)例,讓學(xué)生在模仿中逐漸形成計(jì)算思維能力;通過《學(xué)生成績(jī)管理》項(xiàng)目的講解,一方面解決語法知識(shí),另一個(gè)方面也要講解項(xiàng)目設(shè)計(jì)的原則、思想、方式方法等, 把學(xué)生引入真實(shí)的工作情景,通過練習(xí)項(xiàng)目激發(fā)其自覺運(yùn)用計(jì)算思維的方法原則;在講解項(xiàng)目和練習(xí)項(xiàng)目上,鼓勵(lì)同學(xué)各抒己見,并營(yíng)造寬松、和諧、民主的氛圍,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考,提出問題,激發(fā)學(xué)生高漲的學(xué)習(xí)情緒和強(qiáng)烈的探索欲望,使其思想流暢,思維活躍。

　　3.3 鼓勵(lì)學(xué)生探究

　　對(duì)于設(shè)計(jì)的項(xiàng)目,其設(shè)計(jì)思路更是多種多樣。鼓勵(lì)學(xué)生拿出自己的設(shè)計(jì)思路和方案,以培養(yǎng)他們的探究能力。在課堂教學(xué)中,抓住教材內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)或?qū)W生容易出錯(cuò)的地方,故意出錯(cuò),引導(dǎo)學(xué)生去探究、糾正。這對(duì)保護(hù)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生探究能力很有好處。從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),布置實(shí)踐性的題目,指導(dǎo)學(xué)生參加探究活動(dòng),把相關(guān)知識(shí)和生活實(shí)際緊密聯(lián)系起來。

　　3.4 軟件項(xiàng)目管理

　　3.4.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

　　在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,每組學(xué)生通過廣泛調(diào)研,并與教師進(jìn)行充分的思維溝通后確定選題并明確項(xiàng)目的總體目標(biāo)。

　　3.4.2 制訂計(jì)劃

　　通過開展小組交流討論,確定項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃,包括需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與單元測(cè)試、集成測(cè)試階段、確認(rèn)測(cè)試、文檔編制等各個(gè)階段的任務(wù)、輸入、輸出、實(shí)施等內(nèi)容、完成時(shí)間以及組員間的分工等,制訂系統(tǒng)實(shí)施計(jì)劃書。分成系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和測(cè)試三個(gè)團(tuán)隊(duì)。每組只有四人,每個(gè)組員負(fù)責(zé)其中一個(gè)團(tuán)隊(duì),其余兩人作為成員,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人總協(xié)調(diào),但也是團(tuán)隊(duì)中的一個(gè)成員。

　　3.4.3 實(shí)施計(jì)劃

　　按照實(shí)施計(jì)劃書中確定的工作步驟和分工,完成項(xiàng)目的開發(fā)。分工時(shí)要特別關(guān)注任務(wù)量的均衡性,盡量在同一時(shí)間段完成任務(wù)。

　　4 教學(xué)效果考核

　　4.1 階段考核

　　在老師的監(jiān)督協(xié)調(diào)下,各個(gè)組都認(rèn)真完成項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃,包括需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與單元測(cè)試、集成測(cè)試階段、確認(rèn)測(cè)試、文檔編制等各個(gè)階段的考核,檢查相應(yīng)的資料、文檔和代碼,沒有完成就不能進(jìn)入下階段設(shè)計(jì),做好各個(gè)階段的考核記錄。

　　4.2 小組自評(píng)

　　在自評(píng)階段,教師指導(dǎo)學(xué)生理解迭代和收斂的概念,不斷迭代地優(yōu)化系統(tǒng)模型,一方面消除功能性錯(cuò)誤;另一方面,按照預(yù)防、保護(hù)及通過冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)的方式,從最壞情形恢復(fù)系統(tǒng)的計(jì)算思維原則,使系統(tǒng)足夠強(qiáng)壯,此時(shí)視為收斂,得到最終的系統(tǒng)。

　　4.3 交流

　　完成自評(píng)過程后,每一組的代表在全班展示各自的系統(tǒng),并說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程,遇到過什么問題,這些問題是怎么解決的。其他組的學(xué)生,包括教師都可提出問題,讓代表或組內(nèi)成員做出解釋。這個(gè)過程是暴露思維的過程,在彼此的交流中,不同觀點(diǎn)之間相互碰撞,使每一位學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)都對(duì)問題獲得了多方面的較深入的認(rèn)識(shí)。這不僅對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維,而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維、批判性思維的能力都大有好處。

　　4.4 綜合評(píng)價(jià)

　　在每一個(gè)階段都要求學(xué)生記工作日記,并給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)表,包括自評(píng)和組內(nèi)互評(píng),不僅對(duì)工作,還對(duì)其表現(xiàn)出的包含計(jì)算思維在內(nèi)的能力、態(tài)度、方法等進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià);教師根據(jù)項(xiàng)目完成情況,以及與學(xué)生思維溝通、觀察平時(shí)表現(xiàn)、查看工作日記等給出自己的評(píng)價(jià)。最終的評(píng)價(jià)由自評(píng)、組內(nèi)互評(píng)和教師評(píng)價(jià)三者構(gòu)成。

　　5 結(jié)論

　　通過C++項(xiàng)目《學(xué)生信息管理》教學(xué),以及《企業(yè)工資管理》項(xiàng)目的練習(xí),使學(xué)生在積極學(xué)習(xí)掌握C++課程的基礎(chǔ)上,初步掌握了軟件工程、軟件項(xiàng)目管理等相關(guān)內(nèi)容以及企業(yè)文化,用計(jì)算思維指導(dǎo)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)效果考核四個(gè)方面,給學(xué)生獨(dú)立思考、共同研究的空間,嚴(yán)格的階段考核,使學(xué)生即了解了軟件開發(fā)的一般原則,又為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維意識(shí)奠定基礎(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1] 周以真.計(jì)算思維[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊,2007,3(11):83-85.

　　[2] 何明昕.關(guān)注點(diǎn)分離在計(jì)算思維和軟件工程中的方法論意義[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2009,36(4).

　　[3] 廖偉志,李文敬,王汝涼.計(jì)算思維在離散數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2008,35(11).

　　[4] 李芳,李一媛,楊兵.計(jì)算思維在《圖像處理》課程中的實(shí)踐及應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2008,35(11).

　　[5] 陳杰華,戴麗娟.以培養(yǎng)計(jì)算思維為核心的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011(1).

　　[6] 牟琴,譚良,吳長(zhǎng)城.基于計(jì)算思維的網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式的研究[J].電化教育研究,2011(5).

　　[7] 薛磊,孫玉強(qiáng),顧曉清.在應(yīng)用型本科教學(xué)中開展項(xiàng)目教學(xué)法的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育,2010(5).

　　[8] 薛磊,孫玉強(qiáng),顧曉清.基于計(jì)算思維的項(xiàng)目教學(xué)法的研究與實(shí)踐[J].教育與職業(yè),2012(32)