對分課堂是我2014年開始在復旦大學首先嘗試的一種新型教學模式，對變革傳統(tǒng)課堂教學，提升教學質量，增強學生的學習積極性，有顯著的效果。從那時到現(xiàn)在，我在全國很多教師培訓項目中介紹過對分。
　　梁新元老師是接觸對分較早的一位老師，2016年參與了我在蘇州進行的培訓。他是一位超級認真、對學生極其負責的好老師。但他回去用對分授課一開始并不順利，碰到一些問題，就擱置了。但不用對分，傳統(tǒng)課堂的問題解決不了，梁老師感覺還是需要用對分才能徹底解決問題。2018年在廈門，他再次參加了對分課堂的培訓，找到了感覺，實踐中獲得了很大的突破。受到鼓舞，2019年，他在北京第三次參加對分課堂培訓，在首期全國高校對分課堂教師發(fā)展師研修班又學習了4天。
　　從此之后，梁老師在對分之路上一路前行。他真誠、用心，講邏輯、講證據(jù)，不斷實踐、反復調整，教學效果有極其明顯的提升，學生也非常喜愛他的課堂。2019年開始，他不僅自己用，還大量推廣，完成了數(shù)十場對分課堂的培訓和講座，聽眾達到數(shù)千人。他親自指導幾十位教師實踐對分課堂，成為對分課堂先鋒教師中的佼佼者。
　　對分課堂是教學方法，但方法和內容是要緊密融合的，教學內容主要體現(xiàn)在教材上，教材的重要性不言而喻。遺憾的是，我們當前的本科教學相對缺乏優(yōu)秀的教材，問題十分緊迫、嚴峻。如果遵循西方教材的發(fā)展路徑，這個問題需要相當漫長的時間才有可能得以緩解。對分課堂的出現(xiàn)，帶來了教學模式的變革，也對教材提出了新的要求，有可能創(chuàng)造一套編寫教材的新理念和新方法。
　　國內教材仿照蘇聯(lián)，內容過多、過難、過于學術化，按照學科邏輯編排，需要教師做深度解讀。國外很多優(yōu)秀教材，內容豐富、圖文并茂，考慮學生的學習過程，適合學生自學。對分課堂是教與學的平衡，所以，適合對分的教材應該是上述兩種教材邏輯的結合。根據(jù)這個思路，我提出了對分教材的概念。這樣的教材，每個章節(jié)都包括三個部分，核心知識、案例素材和學習任務。
　　梁老師的這本教材，立足對分課堂模式，打破了主要服務于講授的傳統(tǒng)教材，提供了豐富案例素材，在理論要點與案例素材之間形成教學留白，給學生以自主學習的空間，形成探索應用型人才培養(yǎng)的教材模式。
　　按照對分教材的要求，本教材每章均包括理論要點、案例解析和實踐運用三個部分，分別提供核心知識、案例素材和學習任務。使用時，教師講授要點，并展示理論在案例中的應用，學生理解理論、研讀案例，進行實踐，然后開展同伴討論，最后教師答疑解惑。這樣的教材，讓教師的任務變得清晰明確，與對分流程自然貼合。
　　隨著新一輪科技革命與產業(yè)變革的到來，我國高等學校需要提高工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質量，需要變革教學模式，重構教學內容。本書是梁新元老師多年教學經驗與教學成果的結晶，是綜合實踐類課程中教學內容創(chuàng)新的新探索，價值很大。使用這本教材進行教學，能讓學生更容易掌握編程方法，培育軟件開發(fā)的工程思維，形成解決復雜問題的實踐能力。
　　這本教材開辟了新工科教材建設的新階段，它的意義是極其深遠的。我深信，這本教材將會受到廣大學生的熱烈歡迎。我要衷心感謝梁老師對對分課堂的實踐和推廣，特別是基于對分模式，對程序設計類基礎課程做出巨大貢獻！未來，很多人一定會持有跟我相同的看法。
　　
　　張學新
　　復旦大學心理學教授、對分課堂創(chuàng)始人
　　

課件.zip
　　

　　
前 言
　　隨著新技術、新產業(yè)的發(fā)展，工程教育正面臨巨大機遇與挑戰(zhàn)，提升國家硬實力和國際競爭力需要新工科。新工科建設是高等教育主動應對新一輪科技革命與產業(yè)變革的戰(zhàn)略行動，對人才質量的提升提出了更高要求。新工科需要培養(yǎng)大批具有較強行業(yè)背景知識、工程實踐能力、勝任行業(yè)需求的應用型和技能型人才。根據(jù)新工科的要求，計算機專業(yè)的教育需要培養(yǎng)解決復雜工程問題的能力，培養(yǎng)具備工程實踐能力、能滿足社會需求的人才。
　　新工科建設面臨的現(xiàn)實問題亟待解決。首先，學生的工程實踐能力不足，與新工科的要求相距甚遠。C/C 語言幾十年來影響深遠，應用非常廣泛，可以用于編寫系統(tǒng)程序和應用程序，如開發(fā)游戲、服務器、信息安全、多媒體、算法、嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網和人工智能等應用。C/C 語言能夠訓練良好的邏輯思維，通常作為計算機類專業(yè)和理工科專業(yè)的入門語言。新工科要求學生能高質量完成C/C 語言項目代碼。但是，學完C/C 語言后，大量的學生仍然不會編寫較為復雜的程序。其次，缺乏合適的新工科教材。新工科要求學生具有組織各種庫函數(shù)解決復雜工程問題的能力，C/C 項目綜合實踐中需要用到大量的函數(shù)，需要考慮多個程序文件、多個函數(shù)之間的交互作用，如何才能有機組織形成一個完整的工程項目？這是培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的良好機會。但是，當前工科教學模式傳統(tǒng)，教學內容落后，缺乏解決這種問題的新工科教材。
　　作者致力于編寫適用于新工科人才培養(yǎng)的教材。本書希望在綜合實踐類課程中探索教學內容創(chuàng)新，培養(yǎng)學生能更好地適應未來職業(yè)發(fā)展、滿足新工科要求。為了培養(yǎng)學生解決復雜問題的編程實踐能力，本書致力于提供更加容易學會編程的路徑，借助最簡單的方法形成邏輯思維、工程思維和計算思維。書中主要項目案例是作者近十年參與教學改革的成果，經過多年教學驗證，能有效提升學生的編程實踐能力，具有較強的普適性。
　　全書共9章，每章均包括理論要點、案例解析和實踐運用。第1章綜合實踐的需求和目標為初學者確定學習目標，第2章結構化設計介紹語言基礎和設計方法，第3章迭代編程實現(xiàn)介紹實現(xiàn)方法，第4章結構體數(shù)組的基本應用為初學者提供簡單系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，第5章軟件系統(tǒng)的開發(fā)流程介紹復雜系統(tǒng)開發(fā)方法，第6章順序表的基本應用介紹通用系統(tǒng)集成方法，第7章鏈表的基本應用介紹鏈表實現(xiàn)方法，第8章順序表類實現(xiàn)面向對象編程介紹復雜系統(tǒng)集成方法，第9章鏈表類實現(xiàn)面向對象編程介紹通用鏈表實現(xiàn)方法。附錄A主要介紹專業(yè)版代碼規(guī)范和企業(yè)級代碼規(guī)范，附錄B主要介紹軟件開發(fā)環(huán)境(Dev-C 和Visual Studio 2010)的使用，附錄以二維碼形式出現(xiàn)。
　　本書主要特點有實踐性、綜合性、工程性和學習性。
　　第一個特點是實踐性，強調核心語法，聚焦實踐能力。為了適應新工科對學生應具有解決復雜工程問題能力的要求，全書緊緊圍繞提升學生綜合編程實踐能力的核心目標，重點展示項目的設計和開發(fā)過程。首先，強調核心語法知識。為了提升學生的學習信心、減輕學生思想負擔，堅持理論夠用的原則，致力于利用C/C 語言核心知識進行程序設計，書中只列出常用的知識點。其次，聚焦實踐能力培養(yǎng)。本書始終堅持把實踐應用放在第一位，通過知識的實踐應用，培養(yǎng)學生項目實踐的能力。初學者要把學習編程語言的焦點集中在編程實踐上，落實做中學的學習理念，多用多實踐，不死摳語法，不拘泥于知識細節(jié)。
　　第二個特點是綜合性，突出綜合應用，形成整合能力。首先，以項目為牽引，實現(xiàn)C/C 的數(shù)組、函數(shù)、指針、結構體、文件和類等大部分知識的整合，突出綜合應用。其次，實現(xiàn)跨課程整合，通過項目形成整合能力。綜合實踐中不僅要用到C/C 的基礎知識，而且還要用到數(shù)據(jù)結構課程中講解的常用數(shù)據(jù)結構(結構體數(shù)組、順序表、鏈表、順序表類和鏈表類)、常用排序算法(直接插入排序、直接選擇排序和冒泡排序)和查找算法(順序查找和二分查找)。此外，還會用到軟件工程課程中講解的軟件開發(fā)流程知識。
　　第三個特點是工程性，強化工程思維，培養(yǎng)工匠精神。首先，養(yǎng)成工程思維。全書以項目為核心，使學生掌握良好的工程化方法(軟件設計方法、迭代編程方法、測試方法、排錯方法等)，形成初步的軟件項目思維，具備解決復雜問題的能力。其次，注重工程倫理，培養(yǎng)追求卓越的工匠精神。代碼規(guī)范是程序員之間相互交流的重要方式，在編程實踐中需要養(yǎng)成良好的編程習慣，形成工程性編程規(guī)范。軟件開發(fā)是一個不斷改進的迭代過程，編程需要有追求卓越的工匠精神，才能為社會提供良好的軟件作品。
　　第四個特點是學習性，體現(xiàn)對分精神，具有易學習性。首先，體現(xiàn)對分精神，兼顧教與學的平衡。對分課堂是復旦大學張學新教授提出的中國原創(chuàng)教學模式，經過千百位教師實踐，教學效果良好，深受師生歡迎。按照對分課堂教材的編寫要求，每章包括理論要點、案例解析和實踐運用三個部分。理論要點給出本章及后續(xù)章節(jié)所需要的理論知識概要，書中沒有詳盡闡述知識點，相關細節(jié)由學生自己查詢。案例解析提供學習素材，展示理論要點的實際應用。通過實踐運用提供不同的學習任務，實現(xiàn)單項訓練和綜合訓練。其次，具有易學習性。本書從學習者的角度采用逐步迭代的方式講解編程過程，讓學生容易閱讀、容易學習。本書第2~9章采用層層遞進的編寫方式，構建從弱基礎到高水平的編程提升之路，通過循序漸進的項目案例，實現(xiàn)學生對C/C 編程的輕松入門和快速提高。多年教學實踐證明，編程基礎薄弱的學生，只需要學習第4章案例，采用迭代的方式就能完成數(shù)百行代碼的項目，迅速提高實踐能力，收獲滿滿的成就感，提升編程信心。為了便于學習，書中給出了所有案例的完整源代碼以及運行結果圖，供學生閱讀、分析、領悟和超越。
　　本教材全程邀請對分課堂創(chuàng)始人、復旦大學張學新教授作為撰寫指導。全書9章，由梁新元給出寫作提綱和基本要求。第3、5章由梁新元編寫，第7、9章由楊永斌編寫，第4章由朱超平編寫，第6章由嚴玥編寫，第1、2章由劉波編寫，第8章和附錄由王田編寫。最后由梁新元統(tǒng)編定稿。寫作過程中校稿和繪圖等方面得到陳海波、陳小容、陳益、汪春峰、黃鑫、徐歡、俞拓城等同學的大力支持，在此特別感謝。
　　本書受到重慶市大數(shù)據(jù)智能化類特色專業(yè)建設項目(重慶工商大學 計算機特色建設專業(yè)〔62011600705〕)重點資助，還受到其他一些項目聯(lián)合資助，主要有：中國關心下一代十三五國家規(guī)劃重點課題中國原創(chuàng)教學模式對分課堂教學實踐研究子課題對分課堂教學法在計算機程序設計類課程教學研究(GGWEDU016-G0167)，重慶市教育教學改革研究項目工程教育專業(yè)認證和新工科背景下的計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實踐(203424)和計算機實驗教學及創(chuàng)新云桌面的研究與實踐(213207)，重慶市教育科學規(guī)劃課題雙一流背景下基于SPOC混合教學模式的構建與應用研究(2018-GX-023)，重慶工商大學教改項目新工科背景下程序設計類課程對分課堂教學模式的實踐與探索(2019310)和高級程序設計(C&C )(204024)，在此一并致謝。
　　本書所有代碼在Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境下通過測試，并盡量做到代碼縮進4個空格，雙元運算符前后各空一格。盡管本書基于多年的教學實踐，歷經數(shù)月的編寫和反復校對，但是由于作者水平有限，仍有可能存在不足，懇請讀者批評指正，以便修改。本書提供PPT課件、案例源代碼、視頻和附錄等電子資源，以方便教學和學習，需要時可聯(lián)系出版社或者本人。
　　
　　重慶工商大學 梁新元