C語言程序設計課程教學改革實踐與探索

摘 要 本文從培養學生程序設計能力的角度，在C語言程序設計課程的教學改革方面，包括對教學內容的組織、教學方法的改進等進行了分析和探討，結合筆者的實際教學經驗和軟件工程的專業規范對該課程的教學提出了一些想法和建議。

關鍵詞 C語言 課程教學 改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

程序設計能力是計算機及相關專業學生的核心能力，C語言程序設計是重要的專業基礎課，很多學校都將其列為第一門程序設計課程。由于程序設計本身所具有的較強邏輯性和創造性，再加上C語言所具備的強大功能和靈活表達形式，對于剛入門的學生來講確實存在較大難度。為提升教學效果，突出培養學生程序設計能力的目標，我們從以下幾方面進行了探索和嘗試：

1 提高學生的學習興趣

程序設計本身充滿了創造性，只要精心組織好教學活動就能調動學生的學習興趣。多年來我們在教學實踐活動中積累了大量相關素材，例如：個人所得稅、升級/留級、促銷活動、數值計算、加密/解密、推理問題、猜數游戲、九連環、撲克牌游戲、集合、分數、通訊錄等。將這些素材編成兼具實用性和趣味性的習題和例題，使學生在學習過程中體驗創造帶來的快樂和“成就感”，堅定學好課程的信心。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”如果能使學生以編程為樂，課程的教學已經成功了一半。

2 重新組織教學內容，循序漸進、由淺入深

國內傳統教材大多根據語法要素來劃分章節，按部就班地講解各個語法知識。雖然從語法角度來看很有條理，但不符合人的認知規律。學生們一開始就被各種語法概念壓倒，產生畏難情緒。而國外一些優秀教材雖然從語法角度來看顯得比較零散，但它能讓學生一開始就動手編程，然后在學習和使用的過程中逐步把各個語法細節搞清楚，非常符合人的認知規律。我們在緊扣教學大綱的基礎上對原有教學內容進行了重新組織，使相關內容有條不紊、循序漸進、由淺入深地展開。

2.1 以函數為核心組織教學內容，由易到難、由簡單到復雜

函數是C語言的核心內容。傳統教材多將函數安排在后半部分講解，內容既多且難，學生未能得到足夠的訓練，還有一些內容只有簡單介紹，并無對應的例題和習題。整本教材中絕大多數的示例程序都只有一個主函數，導致學生往往也只寫一個主函數，沒能很好地掌握模塊化編程的方法。經過認真分析和研究，我們對教學內容進行了重新組織，調整了先后次序，將函數作為貫穿教學全過程的主要線索，并圍繞這個線索來組織教學材料，由簡單到復雜，由低級到高級：從最簡單的數學計算函數（使用C的運算符和庫函數），到具有分析判斷能力的函數（使用選擇語句），到能完成大量計算任務的函數（使用循環語句），再到能通過指針操作變量、數組和結構的函數，……，函數的處理能力越來越強。

（1）在起步階段借助C語言庫中的數學函數來做類比，讓學生模仿示例程序編寫簡單函數，完成計算或操作任務。通過這些練習使學生對函數有一個初步的感性認識。（2）在講解選擇語句和循環語句時，讓學生開始學習編寫功能較為復雜的函數，從中體會函數的獨立性和重復利用價值。（3）在講解模塊化程序設計方法時，使學生初步學會將較大的程序劃分成多個較小的功能模塊，逐步掌握以函數為單位編寫程序的方法。（4）在講解變量的作用域和存儲類別時，介紹多文件大型程序的組織方法，使學生對軟件項目有一個宏觀全局的認識，然后深入了解函數與變量間的關系、各種變量的適用場合和利弊等，由感性認識逐漸上升為理性認識。（5）在講解指針、數組和結構時，介紹利用指針跨出函數的范圍訪問其他函數中的變量、數組和結構以完成特定的功能的方法，使學生對函數和指針的作用和意義有了更深刻的認識。（6）在講解預處理命令時，介紹頭文件的使用方法，使函數的使用范圍從最初的一個文件擴展到整個程序的所有文件。

這樣，學生自始至終都在進行函數的訓練，教學大綱所規定的教學重點真正落到了實處，使學生深刻理解并掌握了結構化和模塊化程序設計的方法，能編寫規模較大的程序。

2.2 突出重點、分散難點

C語言的教學重點包括函數、指針、數組和結構等內容，其中指針可算是C語言的精髓，也是最難掌握的內容。傳統教材大多先講數組、后講函數、再后集中講指針，結果講數組時無法使用與其關系最密切的指針，也無法編寫函數對數組完成特定的操作，導致相關教學內容的脫節。等到后面集中講指針時，教學難點高度集中。為此，我們對這部分教學內容的先后順序進行了調整，根據指針的主要用途分三次講解，并組織相關的教學材料。

（1）在講解函數時首次講指針，介紹指針的基本用法，使學生掌握通過函數參數中的指針操控主調函數中的變量的方法。（2）在講解數組時第二次講指針，介紹通過指針訪問數組元素的方法，使學生掌握通過函數參數中的指針對主調函數中的數組進行操作的方法。（3）在講解結構時第三次講指針，介紹通過指針訪問結構變量及其成員的方法，使學生掌握通過函數參數中的指針對主調函數中的結構變量進行操作的方法，最后再引入難度較大的鏈表。

這樣，不僅厘清了相關知識之間的關系，還使學生對指針有了更充分的練習，能更自如地運用指針完成各種特殊功能。

2.3 進階式學習、螺旋式上升

C語言程序設計課程不能僅僅停留于講解C的語法。作為第一門程序設計課程，它的一個重要任務是使學生學習計算機的基本算法。拿下棋做比方，學生不僅要了解每種棋子的走法——語法，更要掌握下棋的基本套路——算法。雖然本課程只是程序設計的入門課程，但仍要讓學生掌握最基本的算法。

傳統教材按語法來組織，類似語法手冊：先講語句（包括循環語句）、后講函數（包括遞歸函數）。但我們在實際教學過程中發現，一旦學生形成了循環的思維方式，再講遞歸函數就變得非常困難，學生經常在遞歸函數中寫下不恰當的循環語句。

我們對教學內容調整以后，先講函數、后講語句，嘗試著在選擇語句之后就引入遞歸算法，這時學生就比較容易接受遞歸的思想。在循環語句之后引入窮舉和迭代等算法。在講數組時分別用循環和遞歸兩種方法編寫函數對數組進行操作，使學生能更熟練地掌握好這兩種基本方法。

通過這種進階式的學習方式，把語法知識融入到編程實踐活動之中，相關知識前后呼應、螺旋式上升，使教學效果得到較大改善。

3 綜合運用現代化多媒體教學手段

目前多媒體課件已經得到了廣泛的應用，其最大的優點是信息量大——教師可以在較短的時間內把更多的信息傳達給學生，其次是便于傳播，也方便學生課后復習。但不足之處也非常明顯，有些多媒體課件制作簡陋，教學內容整頁整頁地顯示出來，無法展現思維的過程；如果教師上課就照著PPT念，教學效果則會大打折扣。

為此，我們精心制作了大量多媒體教學課件，分步驟展示編程解題的思維過程。對教學中的重、難點內容還利用圖形、動畫等手段將有關內容以更直觀易懂的形式展示出來。例如：在講解二進制整數編碼時，制作了一個虛擬的二進制“電度表”，形象地展示了機器自動取模的過程，幫助學生理解原碼、反碼和補碼的原理。再如：講解排序算法時，通過動畫演示排序的過程，非常直觀地展示了各種算法的思想及其耗費的時間，各種算法的性能一目了然。

此外，我們還充分利用多媒體設備在課堂上現場演示編寫程序的過程，讓學生更真切地了解開發工具的使用方法、程序的開發和調試過程，以及具體問題的解決方法。

4 重視實踐環節，提升學生的專業技能

實踐教學是課程教學的重要環節，用以培養學生的實際動手能力和獨立解決問題的能力。在實驗課上，重點介紹程序的跟蹤、調試方法，引導學生通過跟蹤觀察、設置斷點等方法來分析、判斷錯誤的原因并最終改正。

課后習題以編程題為主，全部要求利用課余時間上機完成。除編程題以外，還有一些習題是特意安置的“陷阱”，讓學生在感到驚詫、意外之后能深入探究其中的原因，從中掌握更多的相關知識，避免日后犯類似的錯誤。

5 結合企業實際，引入工程化方法，使學生接受更規范的訓練

部分教材過分看重語法的某些細節，甚至陷入到個別的編譯工具中，脫離了C語言的標準，也脫離了軟件開發的實際。一些示例代碼使用了過時的、非主流的寫法或用法，程序的格式不規范，有的做法不符合軟件工程的規范。為避免誤導學生，我們嚴格以ANSI / ISO C為標準進行授課，并借鑒了國內知名IT企業所使用的編程規范，要求學生嚴格按規范的格式書寫程序，同時引入工程化的方法，介紹多文件大程序的組織方法、頭文件的正確用法，并指出一些不好的寫法或用法所帶來的不良后果，幫助學生養成良好的編程習慣，形成良好的編程風格。

6 以學科競賽、項目開發等實踐活動帶動專業學習

多年來，我們連續在校內舉辦程序設計競賽活動，并組織學生參加全省和全國的程序設計競賽活動，此外還通過學生社團引導學生進行小型軟件項目的開發實踐活動，極大地激發了學生的學習熱情，促進了學生對專業知識和專業技能的學習，為學生后續課程的學習打下良好的基礎。

以上這些措施，都是著眼于C語言程序設計課程教學內容的內在聯系和人的認知規律，著眼于社會對軟件工程人才的迫切需求，著眼于培養學生的編程能力所作的試驗和思考，雖然取得了一些效果，但還有一些相關工作需要跟進，并進一步提高。在此，也想與各位同仁共同商討改進課程教學的方法。

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