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教案大纲 —「C++/Qt 方向」5 天实训（对齐官方方案书 Day1–5）

配套材料：docs/teaching/slides/day1.html … day5.html（reveal.js 交互幻灯片， 已 vendor 进仓库，离线可用，见文末「材料与播放方式」）。

依据：docs/TRAINING_PLAN_2026.md《四川大学软件学院 2026 年夏 C/C++ 项目实习 实训方案书 V1.2》「五、执行计划 (二) C++方向」。方案书 C++方向共 10 天， Day6–10 是纯项目实作（学员编码+教员指导+成果展示），没有课堂讲授内容， 不在本教案范围内；本教案覆盖 Day1–5 的全部课堂教学。

0. 受众假设与本轮调整说明（显式声明，供随时纠偏）

本教案假定学员已掌握 C++ 基础语法与面向对象概念，方案书对 Day1 下午的官方 定位就是"C++ 高级程序开发回顾和提升"——复习强化，不是零基础教学。这条假设 不是拍脑袋定的，Day1 模块 B 开始前建议先用 docs/teaching/PRETEST.md（10 题、10 分钟摸底测验）实测一次， 按测验结果决定是照原节奏推进还是回退到语法讲解（该文件里有对应的分层预案）。

与仓库里此前一版教案的关系：docs/teaching/ 下此前有一版自定义 4 天教案 （3 天 C++ 强化 + 1 天 Qt，讲:练 ≈ 1:3），是当时按用户选定的另一种日程假设做的。 本版替换那一版，严格对齐官方 10 天方案书 C++ 方向的 Day1–5 结构——差异很 大：官方结构里 C++ 只占 Day1 下午半天（其余 4.5 天都是 Qt），所以 C++ 内容从 原来的 3 天深度压缩为半天的精选亮点 + 自学指针，不再逐章深入；Qt 内容则 从原来压缩的 1 天摊开到 Day2–5 四天，覆盖面明显更广。

内容缺口的显式处理（这是本轮设计的关键决策，写清楚以便后续纠偏）：

• 官方方案书 Day3–4 提到的 Model/View、JSON 解析、QThread 多线程、 QPropertyAnimation 动画、QStateMachine 状态机，仓库 p03/（wiki 抓取内容） 原本完全没有对应代码。本轮已在 docs/teaching/examples/ 补齐 6 个最小可 运行示例（含配套 README 教学文档），构建已接入根 CMakeLists.txt（ add_teaching_example 分组，见该文件注释），均已 QT_QPA_PLATFORM=offscreen 离屏验证跑通。这些示例是手工维护的教学补充，不属于 tools/gen_part3.py 的生成产物，重新生成 p01/p03 不会影响它们。
• 以下两项仍按"纯概念 / 自学"处理，不写可运行代码（原因见括号）：
  • Vcpkg 包管理器（Day1）——需要安装真实 vcpkg 工具链，超出"最小示例" 范畴，且与仓库当前依赖面（host gcc/g++ + 隔离 Qt 5.14.2）无关；
  • OpenCV 人脸/目标检测（Day5）——方案书原文本身就标注"可选择"，属于 非必修拓展，引入 OpenCV 会新增一条完整的三方库工具链。
  • 如果后续需要这两项也做成可运行示例，请明确提出——这会涉及新增外部依赖， 需要单独确认。

1. 总体目标

1. 学员能说出 C++ 相对 C 的关键扩展机制在哪个标准版本成立/失效（复习向， 不重新从语法教起）。
2. 学员能读懂并扩展一个 Qt 桌面小程序，覆盖信号槽、控件、布局/QSS、事件、 绘图、文件 IO/JSON、Model/View、多线程、动画/状态机中的大多数（覆盖面 是 Qt 教学的重点，深度服从进度）。
3. 每天结束都有一个可运行、可验证的产出。
4. 学员能看懂本次实训的项目管理流程（JIRA/Git/OASIS），为 Day6–10 的项目实作 打基础。

2. 课时结构

每天 6 课时（45 分钟/课时 ×6 = 270 分钟），分两个模块。Day1 上午是开训/职业 素养内容，没有编码练习，用讨论型任务卡代替；其余全部保持"讲:练"结构：

模块	时长	讲授	练习/讨论	小结/答疑
模块 A（上午，3 课时）	135min	35min	95min	5min
模块 B（下午，3 课时）	135min	35min	95min	5min

Day2–5 讲:练 ≈ 1:2.7；Day1 模块 A 是讨论型任务（不追求"练"的编码产出）， 模块 B（C++/CMake/Vcpkg）内容压缩，35min 讲授只做"巡礼式"精选亮点。

3. 五天总览

Day	官方主题	模块 A	模块 B
1	开训 + C++回顾/工具链	团队建设/Scrum/C++企业应用（讨论，无编码）	C++精选回顾 + CMake实操 + Vcpkg概念
2	Qt开发环境/信号槽/基础控件	项目结构/信号槽 p03/ch02–04	控件/布局/QSS美化 p03/ch08 + 新示例 qt_qss_styling → 计算器案例
3	高级控件/事件/文件IO/JSON	Model/View 新示例 + 事件拦截 p03/ch09	文件IO p03/ch11 + JSON 新示例 → 本地数据存储案例
4	2D绘图/多线程/动画/状态机	2D绘图 p03/ch10 + QThread 新示例	动画+状态机新示例 → 交互式小游戏案例
5	团队协同/综合案例/OpenCV可选	团队协同开发（概念，用方案书图）	综合案例复盘 + OpenCV/AI 自学指针

标注约定：讲 = 课堂演示讲解，练 = 学员必须动手完成，参考 = 不在 课堂展开、留作课后自学。所有清单都是精选而非全集。

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Day 1 — 开训 + C++ 回顾/工具链

模块 A：团队建设 / 敏捷 Scrum / C++ 在企业中的应用（讨论型，无编码）

讲（35min）：

内容	素材
团队建设与文化、实训安排与考评要求	口头介绍，无固定素材
项目开发过程管理（JIRA/Git/OASIS/Wiki）	docs/TRAINING_PLAN_2026.md 「七、质量保证」+ 图 docs/images/training_service_flow.png、quality_four_platforms.png
敏捷 Scrum 项目开发管理	同上「服务流程图」里的迭代环节（需求分析→需求评审→项目研发→阶段评审→项目测试）
C++ 在企业中的应用	口头介绍，结合往届案例（如有）

讨论（95min，分组，非编码）：

• 任务卡 1
  • 目标：结合服务流程图，说清楚本组打算怎么分工使用 Jira（任务跟踪）+ Git（代码版本管理）
  • 验收标准：每组提交一句话分工说明（谁负责建 Jira 看板/谁负责 Git 仓库初始化），能在图上指出对应环节
  • 基础知识 · 参考：docs/images/training_service_flow.png；docs/TRAINING_PLAN_2026.md 「七、质量保证 (一)(二)」
• 任务卡 2
  • 目标：选定实训期间打算做的项目方向（Linux C 方向 或 C++/Qt 方向的备选商业项目之一）
  • 验收标准：每组报出项目名称 + 一句话说明选择理由
  • 基础知识 · 参考：docs/TRAINING_PLAN_2026.md 「八、备选商业项目介绍」

模块 B：C++ 环境搭建 / 高级程序回顾 / CMake / Vcpkg（压缩讲解）

讲（35min，巡礼式，只挑「学过但容易讲不透」的点，不逐章展开）：

知识点	文件	一句话说明
namespace 作用域	p01/ch03/namespace_syntax.cpp	对照 docs/ERRATA.md，"作用域"不是"文件顺序"
函数重载决议	p01/ch03/function_overload_mechanism.cpp	名字改写与重载集合，二义性从哪来
引用的本质	p01/ch03/reference_essence.cpp	"引用是自动解引用的 const 指针"
虚析构与内存泄漏	p01/ch04/s08/virtual_dtor_purpose.cpp	基类指针 delete 派生类对象的经典坑
模板与 STL 速览	p01/ch05/class_template_basics.cpp、p01/ch09/s03/vector_iterator.cpp	泛型编程 + 容器/迭代器，只点名不展开
CMake 项目构建	本仓库 CMakeLists.txt、p03/CMakeLists.txt	用真实项目当教材：option(BUILD_QT_PART)、add_subdirectory、每个示例一个 add_executable 目标
Vcpkg 包管理器（概念，无演示）	无仓库代码	C++ 生态的包管理器，解决"第三方库怎么装、怎么被 CMake 找到"的问题；本仓库用的是"隔离 Qt 手动装"而非 vcpkg，两种思路都要认识

练（95min）：

• 任务卡 1 · 走一遍真实构建流程
  • 目标：独立完成本仓库 Part1 的配置+构建，不看着教师操作
  • 验收标准：cmake -S . -B build -G Ninja -DBUILD_QT_PART=OFF 配置成功；cmake --build build 144 个目标全绿；能说出 option(BUILD_QT_PART) 的作用
  • 基础知识 · 参考：仓库根 CMakeLists.txt；CMake 官方文档 Tutorial（选读·需联网）
• 任务卡 2 · 修一个真实的坑
  • 目标：从 docs/ERRATA.md 挑 2 条记录，在对应源文件里理解"wiki 原文错在哪、现在的写法为什么对"
  • 验收标准：能用一句话向同组同学解释清楚，不能只念代码
  • 基础知识 · 参考：docs/ERRATA.md
• 任务卡 3（选做）· 版本探针
  • 目标：用 tools/std_probe.py 验证一个标准版本差异点（如三目运算符可否作左值）
  • 验收标准：跑出至少一个"该标准报错、另一个标准不报错"的对比结果，对照 docs/VERSION_NOTES.md §2
  • 基础知识 · 参考：tools/std_probe.py；docs/VERSION_NOTES.md

当日产出验证：cmake --build build --target all (Part1) 全绿；每组提交一句话 分工说明 + 至少 1 条 ERRATA 坑点讲解。

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Day 2 — Qt 开发环境 / 信号槽 / 基础控件 / 布局与 QSS

模块 A：项目结构 / 第一个程序 / 信号槽

讲（35min）：

知识点	文件
最小 Qt 程序结构（QApplication + exec()）	p03/ch02/minimal_qt_app.cpp
控件创建与显示	p03/ch03/button_creation.cpp
内置 / 自定义 / lambda 信号槽	p03/ch04/builtin_signal_slot.cpp、custom_signal_slot.cpp、lambda_signal_slot.cpp

练（95min）：

• 任务卡 1 · 跑通最小程序
  • 目标：编译运行 minimal_qt_app 与 button_creation
  • 验收标准：QT_QPA_PLATFORM=offscreen tools/run_qt.sh minimal_qt_app 与 button_creation 均退出码为 0，无崩溃
  • 基础知识 · 参考：p03/ch02/minimal_qt_app.cpp；p03/ch03/button_creation.cpp
• 任务卡 2 · 自定义信号槽改文本
  • 目标：给一个按钮连接自定义信号槽，点击后改变一个 QLabel 的文本内容
  • 验收标准：编译通过；离屏或有 X 环境下点击/模拟点击后 QLabel 文本确实改变；用 connect 语法而非直接函数调用
  • 基础知识 · 参考：p03/ch04/custom_signal_slot.cpp（主参考）、lambda_signal_slot.cpp（lambda 槽写法对比）
• 任务卡 3（选做）· 重载信号消歧义
  • 目标：仿 builtin_signal_slot.cpp，给一个类定义两个同名不同参的信号，用 QOverload 消歧义连接
  • 验收标准：两个重载信号都能各自触发对应的槽
  • 基础知识 · 参考：p03/ch04/builtin_signal_slot.cpp

模块 B：常用控件 / 布局管理 / QSS 界面美化 → 计算器案例

讲（35min）：

知识点	文件
图片/文本标签控件	p03/ch08/label_pixmap.cpp、label_text_html.cpp
自定义控件与布局（QHBoxLayout）	p03/ch08/custom_widget.cpp
QSS 界面美化（教学补充）	docs/teaching/examples/qss_styling/qt_qss_styling.cpp

练（95min，计算器案例——练习任务，非预建方案）：

• 任务卡 1 · 计算器雏形
  • 目标：组合 button_creation.cpp（多个数字/运算符按钮）+ custom_signal_slot.cpp（点击信号槽）+ custom_widget.cpp（QGridLayout 或 QVBoxLayout 排布按钮），做出一个能加减乘除的最小计算器
  • 验收标准：至少支持两个数 + 一种运算符的计算并在 QLabel/QLineEdit 上正确显示结果；界面不重叠、按钮可点击
  • 基础知识 · 参考：p03/ch03/button_creation.cpp、p03/ch04/custom_signal_slot.cpp、p03/ch08/custom_widget.cpp
• 任务卡 2 · 用 QSS 美化计算器
  • 目标：给任务卡 1 的计算器套一份 QSS 样式（数字键/运算键/等号键区分颜色）
  • 验收标准：至少 2 类按钮有不同的 background-color；至少 1 个按钮有 :hover 或 :pressed 效果
  • 基础知识 · 参考：docs/teaching/examples/qss_styling/qt_qss_styling.cpp、README

当日产出验证：现场演示计算器（QT_QPA_PLATFORM=offscreen tools/run_qt.sh <target> 或有 X 环境直接运行），至少完成一次正确运算 + QSS 美化。

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Day 3 — 高级控件与 Model/View / 事件机制 / 文件 IO 与 JSON

模块 A：Model/View 架构 / 事件机制

讲（35min）：

知识点	文件
Model/View 模型视图架构（教学补充）	docs/teaching/examples/model_view/qt_model_view_basics.cpp
事件循环机制（复用 Day2 概念）	p03/ch02/minimal_qt_app.cpp 的 app.exec()
自定义事件处理 / 事件过滤器	p03/ch09/event_override_customwidget.cpp、event_filter_mainwindow.cpp
鼠标事件	p03/ch09/mouse_event.cpp

练（95min）：

• 任务卡 1 · Model/View 换视图
  • 目标：把 qt_model_view_basics.cpp 里的 QListView 换成 QTableView，模型代码不改
  • 验收标准：编译通过，界面正常展示同一份数据，证明"同一个模型可以喂给不同视图"
  • 基础知识 · 参考：docs/teaching/examples/model_view/qt_model_view_basics.cpp、README
• 任务卡 2 · 事件过滤器实操
  • 目标：仿 event_filter_mainwindow.cpp，给一个控件装事件过滤器，拦截鼠标按下事件并打印坐标
  • 验收标准：点击控件后终端/调试输出能看到坐标信息
  • 基础知识 · 参考：p03/ch09/event_filter_mainwindow.cpp、mouse_event.cpp

模块 B：文件 IO / JSON 解析 → 本地数据存储案例

讲（35min）：

知识点	文件
文本文件读写	p03/ch11/qfile_basic.cpp、qtextstream_io.cpp
结构化二进制读写	p03/ch11/qdatastream_io.cpp
JSON 解析与写入（教学补充）	docs/teaching/examples/json_io/qt_json_parse_write.cpp

练（95min，本地数据存储案例——练习任务，非预建方案）：

• 任务卡 1 · JSON 落盘
  • 目标：把 qt_json_parse_write.cpp 的 JSON 数据实际写入一个文件（结合 qfile_basic.cpp 的 QFile 写法），再读回来解析校验
  • 验收标准：程序运行后磁盘上生成一个 .json 文件，内容可读；重新运行程序能正确解析出之前写入的数据
  • 基础知识 · 参考：docs/teaching/examples/json_io/qt_json_parse_write.cpp、README、p03/ch11/qfile_basic.cpp
• 任务卡 2 · 本地数据存储小工具
  • 目标：设计一个"学员信息"结构（姓名/成绩/标签），支持增加一条记录并追加保存到 JSON 文件，重启程序后能读出之前保存的全部记录
  • 验收标准：至少能存 2 条以上记录并在重启后完整读回；数据字段不丢失
  • 基础知识 · 参考：docs/teaching/examples/json_io/、p03/ch11/qtextstream_io.cpp

当日产出验证：现场演示本地数据存储小工具，验证"写入 → 重启 → 读回"完整闭环。

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Day 4 — 2D 图形绘制 / 多线程 / 动画框架与状态机

模块 A：2D 绘图 / 多线程

讲（35min）：

知识点	文件
QPainter 基础绘图	p03/ch10/qpainter_basic.cpp
绘图设备（QImage/QPixmap/QPicture）	p03/ch10/paint_device_qimage.cpp、paint_device_pixmaps.cpp、qpicture_io.cpp
QThread 多线程（教学补充）	docs/teaching/examples/qthread_worker/qt_thread_worker.cpp

练（95min）：

• 任务卡 1 · 画一个简单图形界面
  • 目标：仿 qpainter_basic.cpp，在 paintEvent 里画一个组合图形（如棋盘格/仪表盘刻度）
  • 验收标准：编译通过，离屏或 X 环境下能看到图形正确绘制（可截图验证）
  • 基础知识 · 参考：p03/ch10/qpainter_basic.cpp
• 任务卡 2 · 感受多线程不卡界面
  • 目标：把 qt_thread_worker.cpp 里的耗时计算换成一个更长的循环或 QThread::msleep，观察主线程/事件循环没有被卡住
  • 验收标准：能说清楚"如果把这段计算直接放主线程会发生什么"（界面无响应），并解释 moveToThread 起的作用
  • 基础知识 · 参考：docs/teaching/examples/qthread_worker/qt_thread_worker.cpp、README

模块 B：动画框架 / 状态机 → 交互式小游戏案例

讲（35min）：

知识点	文件
QPropertyAnimation 动画（教学补充）	docs/teaching/examples/property_animation/qt_property_animation.cpp
QStateMachine 状态机（教学补充）	docs/teaching/examples/state_machine/qt_state_machine.cpp

练（95min，交互式小游戏案例——练习任务，选做，非预建方案）：

• 任务卡 1 · 动画 + 状态机组合
  • 目标：把 qt_property_animation.cpp 的动画和 qt_state_machine.cpp 的状态切换组合到同一个窗口——例如按钮在"红灯"状态时禁止移动，"绿灯"状态时点击才触发动画
  • 验收标准：状态切换正确（红灯不触发动画，绿灯触发动画）；动画播放完整不报错
  • 基础知识 · 参考：docs/teaching/examples/property_animation/、docs/teaching/examples/state_machine/
• 任务卡 2（选做）· 简易反应力小游戏
  • 目标：结合任务卡 1 + 鼠标事件（Day3 mouse_event.cpp）+ 多线程计时（Day4 qt_thread_worker.cpp），做一个"状态变化后限时点击"的最小交互游戏
  • 验收标准：游戏至少有"开始→进行中→结束"三个可辨识状态，计时或计分逻辑不崩溃
  • 基础知识 · 参考：上述三个教学补充示例 + p03/ch09/mouse_event.cpp

当日产出验证：分组演示动画+状态机组合小工具（任务卡 2 选做，量力而行）。

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Day 5 — 团队协同开发 / 综合案例复盘 / OpenCV（可选自学）

模块 A：团队协同开发（概念讲解）

讲（35min）：

内容	素材
项目开发过程管理全景（JIRA + Git + WIKI + 钉钉直播）	docs/images/training_service_flow.png
质量保证体系（四平台一标准）	docs/images/quality_four_platforms.png
标准化考核标准	docs/images/assessment_standard.png
代码团队协同开发实操建议	docs/TRAINING_PLAN_2026.md 「七、质量保证 (二) Git」

讨论（95min）：

• 任务卡 1 · 分工复盘
  • 目标：结合考核标准图（项目管理评估/项目技术评估/职业素养评估三大块），对照 Day1 任务卡 1 定下的分工，检查执行情况
  • 验收标准：每组能说出至少 1 项做得好的、1 项需要改进的
  • 基础知识 · 参考：docs/images/assessment_standard.png

模块 B：综合案例复盘 + OpenCV/AI（可选，自学指针）

讲（35min）：

内容	说明
Day2–4 案例回顾	请 1–2 组现场展示计算器/本地存储/动画状态机小游戏
OpenCV 与 AI 机器学习（可选，自学指针，无配套代码）	方案书原文标注"可选择"；如学员感兴趣，自学方向为 cv::CascadeClassifier 人脸检测入门，OpenCV 官方教程（需联网，选读）

练（95min，综合演练）：

• 任务卡 1 · 三选一深化
  • 目标：从计算器 / 本地数据存储 / 动画状态机小游戏中选一个继续深化（加一个新功能）
  • 验收标准：现场演示新增功能正常工作，编译无报错
  • 基础知识 · 参考：回顾 Day2–4 对应的教学补充示例与 README

当日产出验证：每组现场演示深化后的案例，教师按考核标准图三大块给出反馈， 为 Day6–10 的正式项目实作分组定方向。

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4. 验证与考核方式

• 每天结束前 10 分钟：学员提交当天任务卡的产出文件，用 cmake --build build 验证 （Qt 相关目标需先 -DBUILD_QT_PART=ON -DCMAKE_PREFIX_PATH=$PWD/.qt514/5.14.2/gcc_64）。
• Day5 结束：三选一深化案例的现场演示，作为 Day1–5 阶段的考核点，同时对齐 方案书「标准化的考核标准」三大评估维度（项目管理/项目技术/职业素养）。
• 教师侧参考答案：仓库已有的 p03/ 文件和 docs/teaching/examples/ 里的教学 补充示例都是可运行的正确版本，可直接用作评分参照；docs/ERRATA*.md 记录了 每一处 wiki 原文修正，可用于讲解"错在哪、对在哪"。

5. 材料与播放方式

• 大纲：本文件 docs/teaching/OUTLINE.md。
• 交互幻灯片：docs/teaching/slides/day1.html … day5.html，index.html 为入口页。
• 教学补充示例：docs/teaching/examples/，6 个最小可运行 Qt 程序 + README， 构建方式见根 CMakeLists.txt 里 docs/teaching/examples 一节；运行方式与 p03/ 里的示例一致：QT_QPA_PLATFORM=offscreen tools/run_qt.sh <target>。
• 技术方案：reveal.js 5.2.1（仅 dist/ 核心 + plugin/highlight）已 vendor 进 docs/teaching/slides/reveal/，零 CDN 依赖，断网教室也能播放。任务卡里的 <span class="ext-ref"> 标注的官方文档/外部教程是选读项，需要联网才能 打开，不影响幻灯片本身离线播放。
• 播放方式（代码链接用相对路径指向仓库源文件，需要 HTTP 而非 file:// 才能正常跳转）：

  cd /home/charles/workspaces/qt-course
  python3 -m http.server 8000
  # 浏览器打开 http://localhost:8000/docs/teaching/slides/index.html
  

• 幻灯片内所有「文件」链接均为相对本仓库路径的可点击链接，点开后由浏览器直接展示 源码（配合上面的 http.server）；教师也可直接在编辑器里打开同一路径带学员精读。