任務驅動教學法在C語言教學中的應用

李社蕾

三亞學院理工學院 海南三亞 572022

C語言是一門非常重要的計算機基礎課程，它既具有低級語言的特點，又具有高級語言的優點。而且C語言程序設計也是C++語言程序設計、數據結構等計算機專業課程的前導課程。現在許多高等院校將C語言作為理工科學生的第一門程序設計語言課程開設。C語言教學大都側重于語法學習，教學的組織形式多是講解語法，通過例題驗證語法，最終的目的是掌握語法知識點。這樣培養出來的學生只會讀程序，不會寫程序。

任何一種語言，都有一套定義語言的規則，這套規則稱為該語言的語法。學習語言時，學習語法是其中較簡單的內容，而學習怎樣最充分地使用語言才是真正的任務。C語言教學的重點，就應該是培養學生的編程思想和運用計算機解決實際問題的能力。

任務驅動式教學法，是德國職業教育在20世紀80年代大力推行的一種“行為引導式的教學形式”。這種以任務為主體、以職業行為為引導的教學方法，學生在教師的幫助下，緊緊圍繞一個共同的任務活動中心，在強烈的問題動機的驅動下，通過對學習資源的積極主動應用，進行自主探索和互動寫作的學習，并在完成既定任務的同時，自覺產生一種學習實踐活動，帶著真實的任務在探索中學習。運用任務驅動教學法教學，任務的設計尤其重要，是任務驅動教學法研究的重要內容。本文研究任務驅動教學法在C語言中的應用，重點就是研究其中的任務設計。

C語言作為入門語言，對于首次接觸計算機語言的學生來說，一切都是陌生的。大部分學生會感覺到C語言這門課和以前學習的內容脫節了，所有的概念都是新的，找不到一點兒自己熟悉的東西，感覺什么都不懂，對學好這門課沒有信心。為此，本文設計任務的出發點在于設計的任務盡量接近學生，甚至是學生熟悉的內容，對不同的章節內容設計不同的任務。

計算機有兩大功能：高速運算和海量存儲。C語言的教學目的，就應該是培養學生運用計算機的這兩大優勢，通過C語言編程來解決實際問題的能力。

首先介紹計算機的工作過程。學生通過了解計算機的工作工程，可以幫助他們思考如何根據計算機的工作方式來控制計算機，如何通過計算機語言控制計算機解決實際生活中的問題。“馮·諾依曼”結構的計算機工作過程如圖1所示。

在了解計算機的工作過程的基礎上，提出具體的問題，尋求用C語言解決問題的方法和過程。根據解決問題類型的不同，將C語言內容分為七大部分，對每一部分分別設計相應的任務，循序漸進，逐步培養學生的編程思想和編程能力。

圖1 “馮·諾依曼”結構的工作原理圖

第一部分設計任務

任務：設計一個最簡單的任務來用C語言解決，如求表達式“3×4+9÷3”的值。

學生一看這個表達式，很興奮，這太簡單了，小學生都會算，答案脫口而出；但當數值變大時，運算起來就有些麻煩了。用C語言來解決這個問題，學生的興趣就被提起來了。首先介紹C語言的框架（聲明部分、函數定義部分），然后引入常量、變量、運算符、表達式、數據類型、輸入輸出函數及順序程序結構等相關語法內容的講解，同時通過設計大量例題，利用這些語法知識點來編寫程序，分析解決問題的思路。

第二部分設計任務

任務1：已知下面分段函數，輸入任意x的值，求y的值。用C語言編程實現。

看到這樣一個分段函數，首先分析解決這類問題的思路，發現用前面的知識無法解決問題；然后引入選擇結構，引入if語句和關系運算符、關系表達式、邏輯運算符和邏輯表達式的講解；最后通過設計例子（比如：判斷一個三位數是不是水仙花數，求三個數中的最大數或最小數等）進行訓練。

任務2：任意從鍵盤上輸入一個百分制成績score，按下列原則輸出其等級：score≥90，等級為A；80≤score＜90，等級為B；70≤score＜80，等級為C；60≤score＜70，等級為D；score＜60，等級為E。

這個問題完全可以使用if…else…語句的嵌套來實現，但顯然實現起來很羅嗦。為解決這樣的問題，引出switch語句的講解，然后列舉生活中能夠應用switch結構的實例進行訓練。

第三部分設計任務

任務1：求解“1+2+3+4+…+100”，“1*2*3*4+…*100”。

這樣的問題用前面學過的內容解決，要寫兩個很長的表達式，在這個問題的基礎上引出for、while和do…while的講解。通過設計大量的例子，如兔子問題、猴子吃桃問題等，反復訓練。

任務2：求“1到100之間的素數”。

編寫程序，并分析程序的執行效率，分析編寫程序應考慮的兩個重要因素：時間復雜度和空間復雜度。引出break和continue的使用。

第四部分設計任務

任務：根據一個學生N門課的成績，計算他的平均成績；一個班50名學生，每位學生有N門課成績，計算本班級某一門課的平均成績；對學生成績從大到小排序。

用前面學過的內容解決該問題，需要分別定義N個變量和50*N個變量，顯然不是解決問題的好方法。分析問題的特點，引出對數組這一構造數據類型的學習。引入解決排序問題的方法，通過冒泡排序和選擇排序等排序方法的介紹，掌握解決排序問題的方法。

圖2 C程序的結構框架

第五部分設計任務

任務1：編程求解表達式“1！+2！+……+100！”的值。

任務2：設計程序求一個班學生的各科成績的平均分、最高分和最低分的差。

用前面學習的方法解決此問題，出現大量的重復代碼。為了精簡程序，減小編程工作量，引出函數的概念，其中包括函數的定義、組成部分、函數的聲明、函數的調用、嵌套調用和遞歸調用等內容，進而引入模塊化設計的思想。

引出C程序的結構框架，如圖2所示。學習C程序的結構框架對于學習C語言非常重要，它使得學生對C語言有一個整體的認識。C程序的結構框架指出C語言是如何構成的，以及怎樣圍繞問題構成C程序。

第六部分設計任務

任務：在程序里表示一個學生（學號、姓名、年齡、性別……），怎么表示？

char number[10];

char name[12];

unsigned int age;

char sex;

想表示多個人呢？定義多個數組？例如：一個班的學生，每個學生（學號、姓名、年齡和數學成績、英語成績）打印指定學號或姓名的同學的各科成績。

分析這一問題，考慮用數組來解決，但數組中的數據有一個重要特點，就是類型相同；現在學生的各項信息，類型不同，考慮定義多個數組；這樣各數組相互獨立，一個學生的信息被分散在多個數組中，使用起來非常不方便，從而引出結構體和共用體來解決，同時引入順序查找和折半查找等方法。分析存儲方式，可以采用數組；利用數組存儲遇到一個問題，如果這個信息需要不斷更新，不斷地插入和刪除學生的情況下，就遇到問題，這樣就引入動態存儲，引入指針數據類型。分別使用順序存儲和鏈式存儲編寫出程序，體會兩種存儲方式各自的優缺點，根據具體問題的需要選擇存儲結構。

第七部分設計任務

任務：考慮一個分院或者一個學校的學生信息的存儲和處理問題。

這種情況下，因為信息量太大，內存的容量有限，從而引出與文件操作相關內容的講解，將信息存儲在硬盤上。

總之，C語言課程各部分的教學過程應從任務設計入手，提出問題，分析怎么解決問題，進而引出語法知識點。一方面通過合理的任務設計，將C語言的語法知識點緊密聯系在一起，用貼近實踐的方式讓學生學會C語言理論知識；另一方面，針對特定任務分析問題、提出思路、編程實現的過程，也正是培養學生的編程思想的過程。教學觀念和教學思想不斷改革，才能符合教學發展的要求，這樣培養的學生才能滿足社會的需要。在C語言的教學中雖存在很多問題，但也不斷涌現出更多更好的解決辦法，要用不斷創新的眼光去發現。

[1]盧素魁,唐文彥.從學習C語言看學習程序設計的方法[J].河北大學成人教育學院學報,2000(6):53-54.

[2]譚浩強.C程序設計[M].3版.北京:清華大學出版社,2005.

[3]陳奮.提高C語言教學質量初探[J].廈門教育學院學報,2005,8(2):71-72.

[4]項響琴.淺談程序設計語言C的教學改革[J].電腦知識與技術,2008(11):1166-1168.

[5]納普爾.高等教育與終身學習[M].上海:華東師范大學出版社,2003.