“C程序設計”專業基礎課程中三種能力培養的教學探索

祝勝林 邢仲璟 林丕源

摘要:“C程序設計”課程是信息類專業的專業基礎課程,該課程的教學質量直接影響后續專業課程的學習。本文將課程教學質量的提高轉化為三種能力的培養,即學習能力、應用能力和知識遷移能力,探索通過三種能力的培養提高“C程序設計”專業基礎課程的教學質量。

關鍵詞:C語言;程序設計;能力培養;教學探索

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

掌握一門高級程序設計語言是高等院校學生利用計算機解決實際問題的必要條件之一,而C語言是當前國內外廣泛使用的高級程序設計語言之一,因此“C程序設計”成為計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程等專業的基礎課程。該課程的教學水平不僅影響本課程的學習效果,而且影響后續課程的學習效果,所以提高該課程的教學質量具有十分重要的意義。

“C程序設計”課程傳統的教學模式是“理論+實驗”。理論教學一般采用“計算機+投影+黑板”的教學設施,教學課件是PPT文檔,教學方法是教師控制PPT播放的進度,邊播邊講,學生邊聽邊記筆記。實驗教學包括驗證實驗、設計實驗和綜合實驗三種類型。一般采用“實驗指導書”的教學材料,學生根據“實驗指導書”的安排進行實驗。該教學模式比較適合教師對教學進度進行控制,教師處于“主動”地位,而學生處于“被動”地位。

2問題的提出及相關研究

2.1問題的提出

通過對學過該課程的學生和后續專業課程的教師進行教學效果調查,發現傳統教學模式中存在如下不足:

(1) 學生的反饋。課程的語法知識太多,理解和記憶都不太容易,即使記住了語法知識也不一定能靈活應用,程序調試不容易通過,獨立地編寫程序更難等。

(2) 后續專業課教師的反饋。語言基礎不牢固,學過的知識如何應用到新的課程還有些困難;適應新的開發環境能力差,動手編寫程序的能力弱,缺乏克服困難的主動性等。

在傳統的“理論+實驗”教學模式下,加強學習能力、應用能力和知識遷移能力的培養成為提高教學質量的關鍵問題。

2.2相關研究

針對“C程序設計”課程傳統教學模式存在的不足,探索諸如“建構主義教學方法”、“案例教學法”和“項目教學法”等教學方法在該課程的應用成為研究熱點。

建構主義認為,知識不是通過教師的傳授得到的,而是學習者在一定的情境,即社會文化背景下,借助其他人的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式來獲得,學習的質量是學習者建構意義能力的函數,而不是學習者重現教師思維過程能力的函數。建構主義教學方法已經在”C程序設計”教學中得到了一定的應用并且取得了較好的效果,但這些方法對教師的組織能力和學生的參與水平有比較高的要求。

“案例教學法”是目前國內外比較流行的一種教學方法,被普遍應用于醫學、法學和管理學等學科的教學,也被廣泛應用于計算機教學中。“案例教學”有助于提高學生的學習興趣和分析與解決問題的能力,但設計和編寫教學案例會給教師增加額外的負擔,而且選擇能夠激發學生學習興趣的教學案例也不太容易。

“項目教學法”是通過實施一個完整的項目來實施教學活動,通過理論與實踐教學的有機結合,充分發掘學生的創造潛能,提高學生解決實際問題的綜合能力。該方法有助于提高學生應用知識的能力,但對學生的克服困難、認真鉆研的主動性要求比較高,如果過程監控不到位,則可能出現嚴重的抄襲問題。

本文研究在“理論+實驗”的教學模式下綜合應用各種教學方法的長處,既不過多增加教師的工作量,又提高學生三種能力的培養水平。

3注重三種能力培養的教學探索

“C程序設計”課程專業基礎課程一般在第一或第二學期開設,面向大學新生,中學應試教育的學習方法已經不能完全適應大學的學習內容,因此教師在課程中應注重對學生學習能力、應用能力和知識遷移能力的培養。

3.1注重學習能力的培養

“C程序設計”課程包括C語言知識、結構化程序設計思想等內容,學生開始學時候比較認真,對所學內容掌握較好,但大部分同學過于注重細節,習慣機械記憶,隨著知識點的增多,機械記憶容易出錯,逐漸失去學習興趣。因此筆者從課前預習、課中聽講和課后復習三個階段引導學生把握學習的主線。

(1) 課前預習。課前對將要學習的內容作一個概要性的預習,讓學生對學習內容有個初步了解,分清重點和難點,提高學生的聽課效率。為了取得較好的預習效果,要提前布置預習內容,然后對預習內容進行檢查,譬如將單選題測驗、概念提問等檢驗的情況記入平時成績。

(2) 課中聽講。引導學生認真聽講,首先要有充分準備的教案,其次要進行適時的課堂提問,再次對學生課堂筆記進行檢查,譬如課后用2～3分鐘隨機抽查部分學生的筆記,檢查的情況也記入平時成績。

(3) 課后復習。為了督促學生及時地復習,要布置一定的作業題,下一課要對復習的效果進行考查,考查情況也記入平時成績。

經過一段時間的督促,大部分學生能夠適應三階段學習方法,逐漸提高自己的學習能力。

3.2注重應用能力的培養

程序設計課程重在應用,在應用中掌握語言的語法知識、編程思想,將抽象的概念和知識形象化,有利于知識的理解與記憶。本文應用“案例設計”的教學方法、“項目開發”的教學方法探索對學生應用能力的培養。

3.2.1 “案例設計”的教學方法

案例設計是“案例教學”應用于“C程序設計”課程獲得成功的關鍵,一般由教師完成。由于教師與學生的知識背景和閱歷不同,興趣點不可能完全一致,所以教師辛苦設計的案例并不一定能引起學生的興趣。為此,筆者引導學生進行案例設計,即“案例設計”的教學方法。

“案例設計”的要點包括:(1)經典教學案例的講解。通過講解使得學生掌握案例設計的步驟、方法。(2)案例征集。用“頭腦風暴”法激發學生的靈感,促進優秀案例的產生。(3)案例評價。案例展示、學生評價、教師評價、優秀案例答辯等形式的案例評價,有助于提高學生的參與意識。(4)案例庫完善。案例庫存放所有學生的案例設計及評價,有助于學生進行意義建構或學習探究等。

3.2.2“項目開發”的教學方法

“案例設計”形成的案例其實就是項目的需求分析,對案例進行編程實現有助于學生獲得真實的項目開發經歷,進一步明確注釋、編程風格和開發記錄等對項目成功實施的意義。

“項目開發”的要點包括:(1)數據模型。要區分數據或結果的存儲方式是內存還是外存,內存方式可以是變量、數組或鏈表,外存方式是文件。(2)功能規劃。包括功能安排和菜單設計。(3)函數規劃。根據功能要求明確函數調用關系。(4)函數設計。包括函數的原型、數據傳遞方式和功能實現。(5)系統調試。應用項目管理的思想,對系統進行整體調試和完善使用說明的編寫。(6)項目評價。項目實施情況按指標進行等級評價,爭優的項目需要參加答辯。

3.3注重知識遷移能力培養

不少同學認為,C語言太靈活,容易出錯,直接應用C語言開發系統的機會很少,這影響了他們學習“C程序設計”課程的積極性和主動性。其實,每一種高級程序設計語言雖然各有特點,但它們之間存在許多共性的東西,學好了C語言,對學習其他高級語言有較大的幫助,這就是知識遷移能力。因此,在教學過程中,除了要注重學習C語言本身,更要注重學習高級語言的共性。

(1)IPO思想。一般程序都包括輸入(Input)、處理(Process)和輸出(Output)三部分,編寫或分析程序分成三個部分有助于簡化問題。

(2) 結構化思想。三種基本結構、復合語句和結構嵌套。任何復雜的結構都可以細分為這三種結構,結構化讀寫和分析程序有助于提高學習效率。

(3) 模塊化思想。宏、函數、方法或過程就是程序模塊,C語言是一種函數式語言,函數是C程序的模塊。模塊化可以將一個復雜的問題簡化,有助于問題的控制與解決。

在程序分析或設計中,注重上述高級語言程序設計的共性,有助于培養學生的知識遷移能力。

4結束語

根據對2003級、2004級計算機科學與技術專業學生學習效果和教學反饋的數據分析,發現在現有的教學模式下,通過在“C程序設計”專業基礎課程中培養學生的學習能力、應用能力和知識遷移能力,大部分學生不僅提高了學習C語言、應用C語言解決問題的能力,而且在語言學習方法、程序設計思想和編程實踐積累的經驗等方面都取得了較好的學習效果。

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