計算機語言類課程教學法研究與實踐

摘要：C、C++和Java等宿主語言是計算機專業必修的課程。本文指出了語言課程的教與學中存在的問題，并結合軟件開發方法對課程教學法作了積極地探索。采用啟發式教學、探究式教學，激發學生的學習潛能，使之掌握編程思維和方法，對提高他們的自主學習能力、培養他們的創新精神有著積極的作用。

關鍵詞：宿主語言；教學法；自主學習

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

文章編號：1672-5913 (2007) 21-0034-04

Study and Practice on Teaching Method of Computer Language Course

Bian Xiaoyong

(Department of Computer Science Technology，

Wuhan University of Science Technology， Wuhan 430081)

Abstract: The host languages such as C， C++ and Java are a compulsory course majored in computer specialty. This paper points out the problems existing in computer language teaching， and combining with software developing approach makes a positive exploration of course-teaching methods. We try to use heuristic or exploring method of teaching， which can greatly inspire the potential ability of the students and their programming idea and method are trained. It’s extremely helpful to improve their Autonomous Learning ability and to foster them mentally.

Key words: Host Language；Teaching Method；Autonomous Learning

C、C++和Java等計算機語言(也稱宿主語言)課程作為計算機專業重要的基礎課，在計算機專業本科教學和軟件開發中起著重要的基礎作用。對學生用計算機解決實際問題的思維能力訓練也是非常重要的。而學生掌握計算機語言類課程的程度將直接影響到計算機在其專業領域中的應用，如何提高學生的程序設計能力和軟件開發思維將變得相當重要。

本文針對計算機語言教學中的一些共性問題進行分析，對一些面向研究型的教學法進行探索，例如圍繞以問題為主的教學法和“任務驅動式”教學法，能夠很好地培養學生的自主學習和創新思維能力。

1計算機語言教與學中存在的主要問題

在計算機語言課程教學中存在著這樣或那樣的問題，例如偏離教學目標、無法貫徹實施新的教學理念，等，這些問題歸根結底還在于教師“教”和學生“學”兩個方面的問題。

1.1教師“教”方面的問題

教師“教”是一個教學環節中的重要部分。教師除了傳授知識，還應該精心組織教學活動，創設情境，啟發和引導學生學習。以下這些問題都會直接或間接地影響學生對語言課程的學習興趣。

(1) 沒有把握好理論教學和實例教學之間的尺度。高校計算機專業教師往往是“理論知識冗余，實戰經驗貧乏”，特別是缺少即時編程及案例分析經驗，這就制約了實例教學的開發應用，學生的學習熱情無法調動起來。

(2) 缺少應有的情境設計。教師在講解完某個知識點后一般要舉例予以說明。一些教師的做法是直接運行教程上的例子或讓學生看懂就行，而沒有創設與實例有關的，盡可能真實的情境。例如對這樣的例子是否合適，有沒有更好的做法等問題情境，由此提出具體的編程要求。

(3) 強調語法或算法為主的教學。在教學中有些教師片面強調以語法教學為主或以算法設計為主的方式，前者缺少程序設計方法、算法設計與分析、軟件工程等方面的實訓，而后者只講解算法的設計。這樣學習的結果是弱于編程或在“虛無”中編程。

(4) 缺少服務于學生所學專業的理念。教師缺乏對學生已有的知識結構和學習心理特點之間關系的研究，在教學設計時沒有充分考慮學生的專業特點而不加區分地采用同一種教學方法和策略，結果是學生沒能將程序設計的能力遷移到實際的工作和研究中。事實上，學生最容易在所學專業上出成果。

因此，教師對如何“教”進行定位是一個很重要的環節，它對教師提出了更高的要求。

1.2學生“學”方面的問題

學生基本上是在應試教育環境下培養出來的，習慣于有教師監督的學習，容易產生依賴心理，常常滿足于課堂上聽懂，課后不去查閱相關書籍和知識。主要存在的問題有：

(1) 缺少編程訓練和積累。計算機語言課程是一門實踐性非常強的課程，學習與掌握它們需要進行一定數量的、綜合性和有針對性的訓練。大多數學生僅僅滿足于課堂部分理論知識的學習和鞏固，即使在有限的上機實踐中，也往往不注意集中訓練和編程技能方面的積累。因此難以達到“融會貫通”。

(2) 缺少相應的編程設計方法。許多學生在寫C程序的時候，不論程序多大都用一個函數實現，缺少模塊化的編程思想，在C++編程中難于捕捉和創建問題域模型，在Java編程中不能設計易于部署的可重用組件。因此他們不能掌握面向過程的編程方法、面向對象的編程方法和面向組件的編程方法。

(3) 習慣于監督學習。學生長期以來囿于有教師指導和監督的學習情境，他們的依賴性很強，這不利于開放式環境下的自我學習，無法發揮他們的主體作用，也就無從談起他們在求知中的主動性和創造性。

(4) 缺少團隊合作精神。在布置大作業或課程設計時，往往將一個大的課題分給課題小組，要求學生分工協作、共同討論方案，劃分模塊，并最終承擔一定的工作。在實際的開發應用中，他們沒有意識到“學習團隊”的重要性，缺少交流和提不出問題，不能互相取長補短，最終影響到課題的完成。

教師在教學過程中，針對上述這些問題要及時引導學生，幫助他們走出誤區，正確認識和對待語言課程的學習。

2新型教學法的運用

在計算機語言教學過程中，不僅要學習語言的語法和編譯器的相關知識，更重要的是要學習程序設計的思想和算法，培養編程思維。在各種教學法中尤以以問題為主的教學法和強調實踐活動的教學法見長，它們很適合計算機語言類課程的教學。

2.1以問題為主的教學法

創新的動力在于不斷提問。問題是學生學習的驅動力，沒有問題便沒有深入。教學的目的就是激發和培養學生的問題意識。所提“問題”，也是以教學中相關的一些問題為主。這樣把學習知識的過程化解為提出問題、分析問題和解決問題的過程，促進學生創新精神和創新能力的發展。這一類教學活動的實際教學中以啟發式教學居多。如果在教學中很好地運用啟發式教學，就可以調動學生學習的積極性和主動性，又能啟發學生的思維。例如，在C的main函數指針數組參數的學習中，許多學生無法理解基于指針數組參數方式交換字符串的例子。此時，教師應解釋兩個概念：argv內存區和*argv內存區，也就是說這是兩個不同的內存區，根據數組表示和指針表示之間的法則，*argv也就是argv[0](這是編譯器的逆行為)，對*(argv+i)的操作就是對指針數組元素(下標i)的操作，而指針數組元素存放的是那些常量字符串的首地址。因而使用選擇法交換指針數組的值也就是交換指向那些“逆序”的字符串的首地址。在此基礎上學生就可以理解使用指針數組傳遞參數的過程。進一步，我們可以在“電子黑板”上畫出argv和*argv的內存結構圖，如圖2.1所示。

在圖2.1中，main函數的形參argv實際上就是一個二級指針變量，對應的實參是由命令行參數構成的字符指針數組的數組名。為什么*(argv+i)是指向第i個字符串而不是一個隨機地址值呢？這時引導學生思考二級指針參數之間的傳遞關系，就不難理解了。所以容易得出結論：必須對argv+i執行間接訪問運算才能得到某個參數值。接著讓學生思考：能不能在程序運行后從終端輸入多個字符串保存在argv[i]中呢？學生要經過一番思索和作橫向類比后才能得出結論：不能從終端輸入字符串并企圖用argv[i]保存第i個串。學生在結合第一個問題的深刻理解后就可以很快得出第二個問題的結論了。這對避免學生寫出邏輯錯誤的程序是很有裨益的，類似這樣的問題情境還有很多。啟發式教學法對于C++和Java的教學也具有同樣的效果，在此不作討論。

2.2強調實踐活動的教學法

這一類教學活動以探究式教學模式為主。“任務驅動式”是實施探究式教學模式的一種教學方法，是一種新型的、以學生自主學習，教師加以引導的教學方法，它打破了傳統教學方法中注重學習的循序漸進和積累的循規蹈矩，不再按照教學內容從易到難的順序，而是以完成一個“任務”作為驅動來進行教學，完成教學任務。在完成“任務”的過程中，又培養了學生的自學能力、創新精神和合作意識。

在C語言的教學過程中，結合“任務驅動式”教學法，我們將鏈表和文件章節的內容整合起來布置一個大作業進行課堂教學。因此，將教學分為三個環節進行。

(1) 教師設計“任務”階段

在教學內容的安排上，將以前的“知識點”為線索改用以“任務”為線索、以“子任務”為模塊組織教學內容。教師應創設任務情境，將整個“任務”分為8個“子任務”，即8個模塊，例如，鏈表創建模塊，鏈表輸出模塊，鏈表插入模塊，鏈表刪除模塊，鏈表排序模塊，鏈表釋放模塊，以及鏈表保存模塊和鏈表恢復模塊。在模塊的具體設計中體現出“任務”的層次性，即根據學生的實際水平來設計每一個模塊，針對不同的課題小組來設計不同層次的模塊。例如，鏈表創建要求用隊列方式或棧式建立，鏈表表頭指針的返回分為3種不同的函數實現。整個任務確定之后，以一個“框架”程序的形式展示給學生。

(2) 學生自主探索“任務”階段

這是一個開放式的教學環節，其目的在于讓學生在自主探索的過程中完成對新知識的理解和鞏固。在這個過程中，教師通過必要的講解和引導讓學生在情境中學習任務和完成任務。在學生學習遇到困難時，教師應該為學生作適當的指點，給學生提出問題，引導學生去探究。例如，學生在看到教程上使用二級指針變量返回鏈表表頭指針的函數模塊時就很納悶，這時教師就應該講解這樣做的好處以及使用一級指針變量也是可行的。學生在明確了本小組的任務后，要求他們互相討論、交流、分析和提出各種可能的方案，并最終確定解決方案和完成設計任務。學生的自主學習和小組內的協作學習是任務完成的關鍵。

(3) 學習效果評價階段

學習效果評價指學生反思問題的解決過程，相互評價或自我評價，教師適當作出點評，并幫助學生作歸納與總結。教師要創設一個自主平等的氣氛，適時引導學生暢所欲言，發表對每個問題的意見，組織討論、交流匯報各個學習小組的或個人的不同理解，使學生在交流和討論中學會比較、學會思考、敢于創新。例如針對教程上保存鏈表的函數模塊，教師就可以提出問題，如“能不能只保存每個結點的非指針部分的數據？”并讓學生進行討論，并在學習中得到結論。教師還可以在恢復鏈表的函數模塊中提出問題“為什么每次讀出一個結點數據后還要重新申請一段內存區呢？”當學生明白了前一個問題時，有學生就提問了“那我每次保存鏈表時也保存指針部分的數據不就可以直接恢復鏈表了？”接著，讓學生進行討論。經過多次討論和教師的指導，學生明白了原來創建鏈表時申請的是動態變化的自由堆空間。

通過應用“任務驅動式”教學法進行教學，學生就比較容易掌握難點，其主體意識明顯增強了，程序設計能力和創造性得到了很好的發展，自我探究能力也在不斷提高。“任務驅動式”教學法同樣適用于C++和Java語言課程的教學。

當然，任務驅動的教學思想是將新知識分解到一些任務中，難免忽略知識的系統性和完整性。因此，要把握好任務的提出，注意從整體上統籌設計，使任務與任務之間、新舊知識之間產生聯系。另外，在學習完一個章節之后，教師有必要引導學生對所學知識進行及時的總結歸納，以形成知識的系統性。

3輔助教學手段的使用

(1) 充分利用多媒體教學手段。基于多媒體技術的教學能夠以豐富的信息展示在學生面前，使得教學內容形象、生動、更為直觀，教學秩序更加規范。

(2) 以網絡技術為支撐的網絡學習環境。以網絡環境為依托的計算實驗平臺為學生提供了豐富的教學資源。通過網絡教學平臺，可以下載網絡課件、提交電子作業，進行在線答疑和自測練習；可以展示方式多樣的信息，有利于學生對信息的加工和處理。教師還可以以此環境為依托進行網絡教學和遠程教學。

4結束語

本文對計算機語言教學中的一些共性問題進行分析，結合大多數計算機高級語言的共同特點，對計算機語言課程教學法進行了有益探索，在教學實踐中通過運用它們取得了好的教學效果，同時培養了學生的編程思維。

總之，在計算機語言教學過程中，要充分發揮教師的主導性和學生的主體性，以培養學生自主學習和創新能力為導向的教育理念，充分利用各種教學法和實踐環節，提高學生的編程技能；采用考試和實驗相結合的方式進行考核，并充分利用教學中的諸要素(例如媒體)，不斷創新，實現向研究型教學的轉變。

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收稿日期：2007-06-25

作者簡介：邊小勇(1976-)，江西峽江人，碩士，講師，研究方向：數據挖掘。