“Ｃ語言程序設計”課程教學改革與實踐

劉紅敏　趙山林

(中北大學 電子與計算機科學技術學院,山西 太原 030051)

摘要:本文從教學實踐出發,分析了當前非計算機專業“C語言程序設計”教學中存在的問題。提出了在課程教學中如何采用案例教學法、基于認知主義的內容設計優化以及以行動導向學習為指導原則來設計和組織課堂和實驗教學的改革措施,并應用于教學實踐。實踐證明改革措施是非常有效的。

關鍵詞:教學改革;教學模式;案例教學;認知主義;行動導向學習

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1前言

“C語言程序設計”作為全國大部分高校非計算機專業的一門公共基礎課,在課程教學中,許多學生都認為該課程涉及的概念比較復雜、規則繁多、使用靈活、容易出錯,學習起來普遍感到困難。特別是大多數高校將C語言作為非計算機專業學生進校后首先接觸的第一門公共基礎課,這種現象尤為明顯。為此作者從自身多年教學實踐出發,以培養學生用計算機解決問題的思維能力為基本點,對該課程的教學過程進行了大膽的改革嘗試。

2傳統教學中存在的問題

筆者從事了多年的“C語言程序設計”教學,發現傳統教學中教學效果總是不理想,因此對此進行了深入分析,發現在傳統的“C語言程序設計”教學中存在以下幾個主要問題。

首先,教師將教學目標主要放在了讓學生掌握語法規則上,而問題分析和算法思想等程序設計能力和素質的培養不夠,導致學生學習積極性不高和缺乏對實際問題進行分析、編程和處理的能力。

其次,傳統的教學過程與學生認知過程存在偏差。目前,國內的大多數C語言教材都考慮到知識結構的系統性和全面性,大致按“算法-數據類型-基本結構-數組-函數-指針-文件”的順序來組織教材。教師按照教材編排的內容和順序,按部就班地進行教學工作。這種組織方式雖然依邏輯思維方式進行了歸類,但難點還是較為集中,跨度大,學生一下子很難接受。由于學生沒有編程基礎,講授算法和數據類型時只能講的多,分析的少,“填鴨”式的將概念灌輸給學生,致使學生覺得C語言很難。隨后章節的講授也是先介紹C語言語法規則,然后再針對所學的語法規則講授例子,例子以語法應用為重點,較少涉及具體的C語言編程應用。這種從理論到實踐、理論和實踐脫節的教學過程不僅難以激發學生的學習興趣,導致課程知識很難被學生全面掌握和靈活運用。

最后,傳統實驗教學效果有待提高。C 語言的傳統實驗教學以語法為主線,實驗課多數是強調語法語句練習,由于語法的單調枯燥容易使學生陷入到冗繁的語法規則之中而逐漸失去學習興趣。我們應該認識到學習語法不是我們學習程序設計語言的真正目的。程序設計教學的目的是培養學生分析問題和解決問題的能力,是在掌握語法的基礎上,通過上機實踐,真正地學會使用計算機語言來解決實際問題,培養學生的程序設計思想。

3C語言教學改革的探索

3.1改革教學模式,推行案例教學法等啟發式教學方法

針對傳統課堂教學中存在的問題,我們決心跳出以語法教學為主線的教學模式,吸收國外計算機課程教學的優點,積極準備推行個案分析,將復雜枯燥的語法知識分解到一個個生動實用的程序實例中。在教學過程中以程序設計為主線進行教學,有意識地淡化計算機語言本身語法規則的介紹,而重點介紹程序設計方法,在分析程序和程序設計中熟悉語法、應用語句,并把軟件工程學的思想貫穿于算法分析和程序設計的過程中。例如課程開始先提出溫度轉換和兩個瓶中的油水交換等現實中的問題并以程序來解決,程序中涉及到的整形和字符型等數據類型和賦值和算術等表達式做一講解,經過多個程序的示例,學生對C程序的基本結構和其中的語法知識有了一個了解,三種基本結構都介紹以后,再將語法知識做一個總結,學生很容易接受。

3.2基于認知主義的內容設計優化

認知主義強調人的認知不是由外界刺激直接給予的,而是由外界刺激和認知主體內部心理過程相互作用的結果(內部心理過程包括態度、需要、興趣和愛好以及原有的認知結構即過去的知識經驗)。學習過程是每個人根據自己的態度、需要和興趣愛好并利用過去的知識經驗對當前的外界刺激(如教學內容)主動做出的有選擇的信息加工過程。學生不再是外界刺激的被動“接收器”,而是主動地對外界刺激所提供信息進行選擇性加工的主體。認知主義強調教學設計首先要充分考慮學習者的認知特征,并把重點放在教學組織策略上。強調教學內容的組織和傳遞策略必須充分考慮學生原有的認知結構。

在課堂教學過程中,遵循學生認知過程,對教學內容重新進行歸納,將難點再次分散,以縮小臺階,達到循序漸進。例如,C語言數據類型、運算符、表達式種類繁多,放在一起講授,學生學習起來難度較大,我們將改變以往教學內容講授順序,首先介紹程序結構,使學生對C語言程序結構有個大致了解,然后通過一個簡單的求兩個數的和的例子介紹常用的常量形式和算術運算符以及相關的表達式,通過求絕對值的例子介紹關系運算等,使學生學習起來沒有想象中的那么難。緊接著再教學生編寫簡單的、實用的C程序設計,然后趁機引入基本輸入、輸出函數就順理成章了。這樣一來臺階小了,學生的信心也增加許多,學習積極性很快就被提高起來。對于生硬的語言敘述,課堂上改用生動的比喻,進行詳盡引導。

程序設計方法的傳授是C 語言程序設計課程的另一重點。在教學中,不僅要貫徹自頂向下逐步求精的面向過程的程序設計思想,還要盡可能采用程序框圖等程序設計工具,來說明程序設計的過程和算法,來培養學生程序設計的能力和素質。

3.3教學手段改革

傳統教學手段中,用粉筆書寫板書的時候,教師可能會根據學生的隨堂反應,有機而又靈活地掌握分寸,并且可能以恰如其分的比喻,幽默風趣的語言,以姿勢助說話等多種形式把對課程的理解表達得淋漓盡致,抓住學生跟隨自己一步一步領會教材。但是,程序設計課程中問題分析、算法設計及程序都要在黑板上書寫,很難展現題目直接的銜接,并且課程進度受到很大影響。

使用多媒體教室,省去了粉筆在黑板上的書寫時間,以計算機技術為核心的現代化教學手段至少比板書教學節省總學時的三分之一,但是現代化的CAI教學在很多情況下只能播放事先輯錄好了的講稿、教案或課件,在一個光線黑暗的教室里,教師無法看到學生的表情。CAI教學不足之處就是容易把板書教學可能實現的雙向交流變成單向傳遞。

基于上述分析,我們在教學過程中充分發揮兩種教學手段的優勢,采用多媒體與黑板結合的教學方式,對理論知識利用幻燈片給出,例題講解只要由教師利用黑板對問題進行分析,引導學生寫出算法,在語言編譯環境下直接進行編程調試,使學生能直觀地看到編程的方法與效果,極大地提高了學生的學習興趣。

3.4以行動導向學習為原則設計和組織實驗課程教學活動

所謂行動導向學習就是有目的地、系統地組織學生在實際或模擬的專業情境中,讓學生參與設計、實施、檢查和評價職業活動的經歷來發現、探討和解決職業活動中的問題,在體驗與反思學習行動的過程中,獲得完成職業活動所必需的知識與能力。

上機實踐是“C語言程序設計”教學中不可缺少的教學環節。充分有效的上機實踐不僅能糾正學習中的理解偏差、加深知識要點的理解,還能增強學生的上機實踐的積極性和問題處理能力,切實提高編程能力與編程水平。

在進行實驗課程教學設計和組織時,我們以行動-學習-行動這條主線來組織教學。具體過程如下:

(1) 編寫一些趣味性較高的程序,演示給學生看,通過例子告訴學生我們所需要學習的知識要點;

(2) 在介紹了C語言程序編輯器的使用方法后,帶領學生走進實驗室,依照例題,進行簡單的程序設計,對出程序中的錯誤,教師現場輔導給予解決;

(3) 授課教師總結實驗中的共性問題,課堂上講解此類問題的解決方法,再講解所涉及的語法點,這樣學生由于一開始已經有了感性認識,就比較容易理解和記住語法規則;

(4) 在理解和記住語法規則的基礎上,教師再設計一些簡單的題目,讓學生走入實驗室,經過這樣循環往復,對于簡單的程序設計,學生很快就可以掌握了;

(5) 隨著學習的深入,當接觸到較復雜的程序設計時,可以由教師策劃一些案例,具體行動由學生自己計劃、實施、檢查以及修正和評價。對于一個較為復雜的程序,過去教師往往是給學生提示設計思路,這就會局限學生的思維和行動。在教學中我們可以分小組進行討論,讓學生自己拿出程序設計思路和程序設計的算法,畫出流程圖,然后教師給予指導和點評。

4結論

上述教學內容、教學手段與教學方法的改革,是根據實際教學過程中學生存在的問題提出的,并在“C語言程序設計”課程教學實踐中運用。實踐證明,這些教學改革效果良好,提高學生的學習熱情,讓學生從枯燥無味的語言學習中解放出來,既讓學生能深刻理解課程的理論知識,又培養學生的創新思維,提高了實驗技能,培養了自學能力和創新能力,并鍛煉了毅力,從而從被動學習走上主動學習。我們將繼續努力探索,使“C語言程序設計”課程教學日趨完善,使C語言課程的教學效果再上一個臺階。

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The Reform and Practice of C Language Programming

LIU Hong-min, ZHAO Shan-lin

(School of Electronics and Computer Science and Technology,North University of China,Taiyuan 030051,China)

Abstract: Analyzed the problems existing in the teaching of C language programming teaching on non-computer major from the teaching practice. proposed the reform of the content is designed and optimized based on case teaching and knowledgetarism, design and organize teaching of experiment and classroom ground on action guide study, applied to teaching practice. It is very effectual by practice.

Key words: teaching reform; teaching mode; case study; knowledgetarism; action guide study