以“任务驱动”的《面向对象程序设计》教学案例设计1

Book arrBooks ［5］ = ｛ Book （"Java 编 程 思 想 "， " 埃 克 尔 "， " 机 械 工 业 出 版 社 "， 78.0， 3， "9787111213826"）， Book（"C++程序 设 计"， "陈 可"， "电 子 工 业 出 版 社"， 45.6， 2， "9787145513853"）， Book（"程 序 设 计 基 础 "， "张 欣 易 "， "北 京 大 学 出 版 社 "， 35.0， 3， "9784380850350"）， Book（"Linux 入门"， "李 旺"， "机 械 工 业出 版 社"， 56.7， 1， "9784254465775"）， Book（"Unix 编 程 大 全 "， "程 查 斯 "， "清 华 大 学 出 版 社 "， 128.5， 2， "9784343465729"）｝；
3 教学案例设计思路
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首先案例的选题应具有一定挑战性， 同时应兼有 趣味性。 在实施任务驱动的过程中，“以任务为主线、教 师为主导、学生为主体”的教学模式，每成功完成一个 子任务都能给学生带来极大的成就感， 激发学生实践 的兴趣。 例如，模拟银行柜台存取款程序、模拟图书馆 借还书程序等。
④成员函数 restore 算法描述如下：
void restore（Book & b）； ｛ 首先查找书本 b 在 books 数组中的下标 index 如果找到这本书，则把它从 arrBooks 数组中删除 b.restore（）； //调用 Book 类 的 restore 函 数 ，使 该书 书 目 加1 number--； ｝
·设计一个系统主菜单，要求有以下选项，如图 1 所示。
·编程模拟 10 次借还书的操作，要求所操作的图 书序号是随机的，借还书的操作是等概率的。 参考代码 如下。
srand（（unsigned）time（0））； //#include ＜ctime＞ for （int i = 0； i ＜ 10； i++）
表 2 Reader 类数据成员表
序号 1 2 3 4 5 6
数据成员 name no major max
number arrBookS
数据类型 String String String int int
Book 类动态数组
字段含义 姓名
借书证号 6 位 专业
可借书目个数 已借书目个数 保存已借书
缺省值 Unknown 000000 Unknown
10 0 使用 new 申请
【课堂讨论】引导学生对下面几个方面进行课堂讨 论并进行程序开发：
①缺省构造函数的作用； ②析构函数的作用； ③成员函数 borrow 算法描述如下：
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void borrow（Book & b） ｛
如果已借书本数未达到 max 上限，则 b.borrow（）； //调 用 Book 类 的 borrow 函 数 ， 使 该 书 书 目减 1 //把书 本 b 的各 项 信 息复 制 到 数组 中 的 第 number 个 元 素中 arrBooks ［number++］ = b； ｝
1 目前教学案例设计存在的问题
目前《面向对象程序设计》课程的教学案例，普通 存在以下几个问题：
（1）教 学 案 例 多 数 以 知 识 点 为 目 标 进 行 设 计 ，比 较 单一，缺乏案例之间的连贯性。
（2）以 标 准 化 习 题 和 简 单 的 编 程 题 为 主 ，缺 少 对 知
识综合运用能力的训练和考核， 这种脱离实际应用的 案例最终导致学生失去学习兴趣。
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文 章 编 号 ：1007-1423（2016）21-0050-05
DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.21.011
以“任务驱动”的《面向对象程序设计》教学案例设计
翁佩纯 1，马慧 1，张远海 2
（1. 电子科技大学中山学院，中山 528400； 2. 中山火炬职业技术学院，中山 528400）
摘要： 《面向对象程序设计》是一门实践性很强的课程，教学案例将直接影响其教学效果。 针对目前教学案例存在的问题进 行分析总结，提出以“任务驱动”的教学案例设计方法。 通过实例讲述从案例选题、内容设计、任务分解等方面，将面向 对象设计的知识点融入到一个案例中，并以任务驱动学生进行团队协作开发，提供一种新的教学思路。 关键词： 任务驱动； 案例设计； 面向对象程序设计 基金项目： 电子科技大学中山学院教学团队项目（No. JXTD201502）、“十二五”规划 2013 年青年课题子课题项目（No.W_QNZ201401）
void print（）； string getName（）； string getWriter（）； string getISBN（）； int getNumber（）； void borrow（）； void restore（）； ｝；
【课堂讨论】完成以上 Book 类的实现之后，组织学 生进行课堂讨论：
【任务 2-2】本任务的设计目的是融合任务 1 和任 务 2，设计成为一个可交付的题目，从而让学生完成读 者借还书操作的功能。
①定义 Reader r arrReaders［2］ = ｛ Reader（"陈 小 艺 "， "150302"， " 计算机"， 10）， Reader（"吴海"，"150204"，"人文社科"， 5） ｝；
对于难度和规模较大的案例， 为了避免学生突然 面对这类实验时毫无头绪， 须将其分解为一个个学生 可把握复杂性的任务， 再为每一任务提供足够的指南 与参考资源，每一任务同时也是可交付、可评价的。 任 务分解可使学生同时学习如何按“分而治之”策略解决 一个具有相当规模与复杂性的实际问题。
以任务驱动进行教学时， 可提供一些进一步完善 开发的意见，作为选做的进阶任务。 通过加分等奖励方 式，鼓励动手能力较好的学生去尝试。 同时，鼓励学生 在此基础上自行创新， 收集这些素材作为以丰富教学 资源库。
0 引言
《面向对象程序设计》课程是计算机科学与技术专 业一门重要的且实践性很强的专业基础课， 其教学案 例的设计将直接影响本课程的教学质量。 由于课程的 学习对象一般是大一的学生， 多数学生属于第一次接 触计算机编程， 加上面向对象程序设计本身的抽象性 和复杂性，使很多学生望而却步。 任务驱动教学法，是 指学生在教师的帮助下， 紧紧围绕一个共同的任务活 动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源 的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，并 在完成既定任务的同时， 引导学生产生一种学习实践 活动［1］。 本文将以“任务驱动式 ”来 进 行 教 学 案 例 的 设 计，研究出一套符合《面向对象程序设计》课程的教学 案例。
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Unknown"， string mywriter = "Unknown"， string mypub = "Unknown"， double myprice = 0.0， int mynum = 0）；
void setData （string myname， string myISBN， string mywriter， string mypub， double myprice， int mynum）；
字段含义 书名
ISBN 号-13 位 第一作者 出版社 价格 库存数量
缺省值 Unknown 0000000000000 Unknown Unknown
0.0 0
通过组织学生分小组讨论该题目， 让学生进行自 主学习，主要包含以下几个知识点：
（1）类的定义 （2）数据成员的定义 （3）构造函数的定义 （4）成员函数的定义 接下来进行示范性教学， 可由教师给出类的定义 头文件”Book.h”，由学生来完成类的实现。 这样不仅给 学生主动思考自主学习的机会， 而且有助于培养学生 良好的编程风格。 以下是参考代码。
｛ int j = rand（） ％ 2； if （j == 0）
｛ //模 拟 借 书 操 作 int index = rand（） ％ 5； //总共 5 本书，模拟其下标 arrBooks［index］.borrow（）；
｝ else ｛
模拟还书操作； ｝ ｝
图 1 任务 1 的系统主菜单
（2）Reader 类定义与实现 【任务 2-1】编写一个 Reader 类，用于描述读者，其 数据成员（私有）如表 3 所示。
（2）由教师对任务进行分解 ，完 成 示 范 性 教 学 ，让 学生分组进行程序开发，同时学习如何按“分而治之” 策略解决一个具有相当规模与复杂性的实际问题。
（3）鼓 励 学 生 在 完 成 任 务 的 基 础 上 进 行 一 定 程 度 的创新，以任务为驱动，但不是以任务为终结，从而培 养学生的创新能力。
下面的案例将以面向对象的方法设计一个简易图 书馆借阅管理系统，实现查找图书、登录系统、借书、还 书等功能， 按需求设计并实现 Book 类 、Reader 类、Library 类。
这个题目对于刚刚接触面向对象程序设计的学生 来说，会觉得任务超出负荷且毫无头绪。 因此下面将进 行任务分解， 使每一个任务做到学生能接受并相信此 任务的难度是在自己的实践能力之内。