面向C語言課程的多角度模塊化教學(xué)方法探索

摘要：針對(duì)C語言課程中概念繁雜，規(guī)則多樣等教學(xué)難點(diǎn)，提出了多角度模塊化教學(xué)方法，從概念、算法、實(shí)驗(yàn)三方面進(jìn)行模塊化教學(xué)探索。通過班級(jí)試點(diǎn)表明了該教學(xué)方法的有效性。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；C語言；多角度；模塊化；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2013）19-0204-02

1 引言

程序設(shè)計(jì)課程是工科大學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育必修課，而C語言作為一種常見的高級(jí)語言被廣泛采用。另外，C語言程序設(shè)計(jì)課程也是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等課程的先修課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生了解高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)的基本思想，掌握相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)語法與一定的算法，為后續(xù)課程打下良好基礎(chǔ)[1]。

然而，C語言涉及的概念較多，其語法規(guī)則廣且較分散，各知識(shí)點(diǎn)間有穿插，常常使初學(xué)者很難理清頭緒。傳統(tǒng)教學(xué)方法按照相關(guān)知識(shí)點(diǎn)順序介紹，常常使學(xué)生在學(xué)習(xí)的中前期“只見樹木不見森林”，陷入到語法規(guī)則中。這樣，部分學(xué)生在趣味性較多的算法介紹到來之前容易喪失信心甚至放棄學(xué)習(xí)。

針對(duì)這種情況，本文提出了多角度模塊化教學(xué)方式，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體化歸納提煉，使得學(xué)生在教學(xué)的早期階段能夠?qū)φn程有感性的整體認(rèn)識(shí)。另外，通過不同視角的知識(shí)點(diǎn)模塊化，讓學(xué)生從多個(gè)角度理解相關(guān)概念及它們的區(qū)別與聯(lián)系，從而達(dá)到更好地掌握課程知識(shí)的目的。

本文剩余部分的結(jié)構(gòu)為：第2節(jié)詳細(xì)介紹了多角度模塊化教學(xué)方法的實(shí)施細(xì)節(jié)，第3節(jié)介紹該教學(xué)改革的試點(diǎn)情況，第4節(jié)對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)。

2 多角度模塊化教學(xué)方法

C語言課程知識(shí)點(diǎn)較多，包括：數(shù)據(jù)類型，運(yùn)算符與表達(dá)式，順序程序，循環(huán)程序，數(shù)組，函數(shù)，編譯預(yù)處理，指針，結(jié)構(gòu)體與共用體，文件，等。這些知識(shí)點(diǎn)中又包含相當(dāng)多的語法規(guī)則，顯得零零碎碎，初學(xué)的學(xué)生很難把握[2]。本章從三個(gè)不同的視角介紹模塊化教學(xué)方式以解決這些問題。

2.1概念模塊化

通過將眾多的概念知識(shí)歸納提煉并模塊化授課，可以有利于學(xué)生從總體上把握概念，也便于進(jìn)一步自學(xué)更多的知識(shí)點(diǎn)。以數(shù)據(jù)類型為例，授課時(shí)并不是逐一講解，而是首先以模塊化方式展現(xiàn)這一部分的主要知識(shí)點(diǎn)，圖1給出了這部分概念模塊化的一個(gè)示意圖。

授課時(shí)根據(jù)模塊圖講解概念間的區(qū)別和聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生克服對(duì)這一部分的學(xué)習(xí)感到枯燥的情緒，然后再逐步講解這些概念內(nèi)容，講解中注重相關(guān)比較，使得學(xué)生進(jìn)一步加深印象。

由于從不同角度歸納總結(jié)存在不同的模塊化，因此同時(shí)展現(xiàn)多個(gè)角度的知識(shí)概念模塊對(duì)深刻理解問題是非常重要的，以C語言中的作用域與存儲(chǔ)類別為例，通過時(shí)間和空間的不同角度可以加深學(xué)生對(duì)這部分重要概念的掌握。圖2給出了從作用域角度和存在時(shí)間角度歸納的變量存儲(chǔ)類別。這些模塊化歸納對(duì)學(xué)生深入理解和掌握函數(shù)及軟件復(fù)用的相關(guān)概念和思想是非常必要的。

2.2常見算法模塊化

學(xué)生在課程教學(xué)的中后期開始逐步理解和閱讀相關(guān)程序，但自己寫程序卻非常困難，常常對(duì)自己理解的簡(jiǎn)單的程序也難以獨(dú)立寫出，這是因?yàn)槿鄙俪Ｒ娝惴ǖ哪Ｊ椒e累。如同英語作文寫作需要積累一定的句式一樣，程序設(shè)計(jì)初學(xué)者也需要積累一定的常見算法模塊。可以從多個(gè)角度積累相關(guān)算法模塊，如從實(shí)際問題的角度、從程序套路的角度歸納提煉并進(jìn)行模塊化。

以實(shí)際問題的角度為例，比較重要的算法有：求素?cái)?shù)、求公倍數(shù)公約數(shù)等等，這些算法的重要性其實(shí)不在應(yīng)用本身，而是一種編程思想的鍛煉。對(duì)這些問題模塊化，有助于訓(xùn)練學(xué)生快速獨(dú)立編寫程序，樹立學(xué)習(xí)信心。

從程序套路的角度，對(duì)初學(xué)者而言，熟練掌握累加、階乘、求最值等的模塊化套路是非常重要的。以累加為例：諸如：□-□+…±□ 此類的程序均可模塊化為如下代碼：

sum=0；sign=1；for（i=0；i

其中□為泛化的累加項(xiàng)，sum記錄累加和，sign記錄正負(fù)號(hào)變化，i是循環(huán)變量，N是循環(huán)次數(shù)。通過將這些套路模塊化也有助于學(xué)生理解計(jì)算機(jī)與人各自的優(yōu)缺點(diǎn)，理解自然語言轉(zhuǎn)化為高級(jí)語言直至機(jī)器語言的一般過程，激發(fā)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的興趣和靈感。

2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)K化

實(shí)驗(yàn)對(duì)程序語言的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，只有通過實(shí)驗(yàn)反復(fù)訓(xùn)練才可能真正掌握紛繁復(fù)雜的C語言語法規(guī)則，領(lǐng)悟程序設(shè)計(jì)的思想[3]。如何利用好有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間是非常值得探索的問題。將實(shí)驗(yàn)按內(nèi)容或方式模塊化可以方便程序驗(yàn)證，提高學(xué)習(xí)效率。

通常，實(shí)驗(yàn)根據(jù)課程進(jìn)度分階段完成不同的內(nèi)容，前后聯(lián)系并不大，如果能合理規(guī)劃，將內(nèi)容模塊化，隨著課程的推進(jìn)，后面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用前面的模塊，可以極大地提高實(shí)驗(yàn)效率并培養(yǎng)學(xué)生軟件復(fù)用的思想。

對(duì)初學(xué)程序設(shè)計(jì)的同學(xué)而言，對(duì)于布置的實(shí)驗(yàn)，常常對(duì)結(jié)果比較重視，而忽略了調(diào)試能力的鍛煉。鑒于這種狀況，對(duì)實(shí)驗(yàn)方式開展專項(xiàng)練習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的代碼編寫、運(yùn)行、調(diào)試、測(cè)試、維護(hù)等階段開展專項(xiàng)模塊化訓(xùn)練，可以鍛煉學(xué)生對(duì)程序的排錯(cuò)能力，提高所編寫代碼的質(zhì)量，并逐步體會(huì)到軟件工程的相關(guān)思想。

3 班級(jí)試點(diǎn)結(jié)果

教學(xué)方法改革在多個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)班級(jí)均進(jìn)行試點(diǎn)，所試點(diǎn)的計(jì)算機(jī)專業(yè)班級(jí)有多名同學(xué)參加程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)；所試點(diǎn)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)班級(jí)在學(xué)校組織的同類型班級(jí)統(tǒng)考中多次名列前茅，在40多個(gè)同類型班級(jí)中一次排名第七，一次排名第四，一次排名第一，取得了較好的效果。

4 總結(jié)

C語言是一門重要的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程，其教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到教材選用、理論知識(shí)點(diǎn)的講授以及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。通過多視角多模塊化教學(xué)方法的探索，可以有效地克服學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易陷入繁雜知識(shí)點(diǎn)從而缺少整體觀念的問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。總之，針對(duì)C語言程序特點(diǎn)，探索相應(yīng)的教學(xué)方法創(chuàng)新有助于提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何欽銘，顏暉，蘇小紅，等.“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)施方案[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010，（5）：62-65

[2]王國(guó)偉.C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)探析[J].教育教學(xué)論壇，2012，（19）：79-80

[3]陳婷.C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，（10）：182-184.

基金項(xiàng)目：本文受中國(guó)計(jì)量學(xué)院教改項(xiàng)目資助（編號(hào)：HEX2012010）