基于C語言程序設計的模塊化教學法研究

何南思　馬曉晨

摘要：針對以往C語言程序設計課程教學中存在的語法灌輸式教學模式，初學者感到函數及邏輯概念抽象難懂，導致學生動手能力的培養較弱，語言學習效果較差的現狀。文章提出了在程序設計教學中引入模塊教學法的觀點，結合教學實踐過程說明在C語言教學過程中如何實施模塊教學法，此類教學方法在高級語言程序設計課程中取得了良好的教學效果。

關鍵詞：模塊教學；教學設計；程序設計語言

由于C語言本身并非是一種大型語言，語法簡單，應用起來靈活多變，因此從開發至今，與其他語言相比c語言有著十分驚人的生命力，從工業控制再到大型軟件系統的開發，C語言的應用方面十分全面。從應用和邏輯思維培養方面出發，做好C語言程序設計課程的教學對于理工科學生的培養有著十分重要的意義。

基于C語言程序設計的教材和教學方法有很多，多數教材都是采用以語法作為學習入門的切入點，教學方法大多也是依托教材，采用語法灌輸式教學，此類填鴨式教學方法看似系統性很強，但是通過在教學調研過程中的觀察發現，此類教學方法的教學效果不佳。究其原因，主要是作為剛剛接觸程序設計和計算機語言的學生來講，其自身的接受能力是有限的，大批量的學習語法，不但不能激發他們的興趣，反而會因為學習的內容較為龐雜使其產生畏難的心里，這樣對于學生自學能力和自信心的培養都是不利的。其次，程序設計最終的目的是使學生形成“算法”思維。在學生學習的入門階段，若采用語法填鴨式教學，容易導致學生陷入語法的泥潭，不能形成合理的“算法思維”，對于剛剛入門學生的學習是不合理的。作為計算機教育工作者，如何改進教學方法以提高學生學習計算機編程的興趣，增強學生動手編程能力和工程實踐能力，需要我們深入思考。根據上面存在的問題，在教學實踐過程中結合學生學習發展的需求，我們設計了一種模塊教學法。

1 模塊教學法的含義

模塊教學法可以理解為階段教學法，首先通過創設情景，提出問題，激發學生的學習興趣；通過知識點的介紹，將一些模塊化的知識傳授于學生，學生可根據這些知識模塊，自由組合知識，構建相應的項目。十分重要的一點，模塊教學重視知識的鏈接，不斷加入新的模塊元素，拓展思路，實現知識的累積，當課程教學任務完成后，學生掌握的不僅僅是分解后的模塊，而是一個銜接合理的系統的語法知識網絡。

2 模塊教學法的優勢

其一，注重知識的模塊化構建，讓學生自己動手操作，幫助他們構建知識網絡。其二，模塊教學法從教學過程來看，采用了“雙主型”混合式學習教學過程，它吸收了以“教”為主的傳統課堂的理論教學和以“學”為主的網絡課堂的精華，既使教室的教學主導作用得到充分發揮，又使得學生自主學習主體地位得到了凸顯，結合了教師的“主導性”和學生的“主體性”的教學過程。

3 C語言程序設計模塊教學法的實施

我們根據教學目標，設計出符合教學情境的一些教學案例。教學過程始終圍繞著這些案例（項目）進行，案例的選取與應用緊密貼合實際生活。本文以“成績管理工具軟件”小程序的開發教學情景為案例，結合《C語言程序設計》教材，介紹模塊教學法的具體實踐過程。

3.1 教學案例介紹

“成績管理工具軟件”主要具有的功能：顯示菜單項；輸入菜單選項，并顯示輸出所選菜單項，包括：輸入個人成績，計算個人成績的平均值，計算學分，求班級成績平均值，如果輸入為非選項的數值，則顯示“退出軟件”；如果輸入選項值為選項值，則要輸入學生成績，并根據輸入的分數計算并輸出相應的結果。

這個軟件案例的選取具有典型性。首先，這個軟件案例的使用貫穿于C語言程序設計課程的入門篇和基礎篇，通過引入顯示菜單和輸入、輸出功能，介紹了輸入、輸出函數，讓學生通過上機編程實踐，加強scanf和printf函數的理論知識的理解。其次，通過在“成績管理工具軟件”案例加入選擇功能，引入了選擇結構和循環結構，通過循環選項的使用，強化了學生對if語句及其嵌套、多分支switch-case語句；通過選擇結構的使用，強化了學生對for語句、while語句的理解，通過實例使學生更深入地了解了各種結構中功能相似函數的共通點與不同。

3.2 教學方法流程

整個軟件案例的教學模塊選擇以順序——選擇——循環3個結構的教學順序，通過軟件的分解講授和程序按步驟合，實現了理論教學和實踐教學的有機結合。

3.2.1 順序模塊的教學

本模塊的教學從軟件設計的需求分析入手，通過介紹軟件的菜單顯示和輸入、輸出功能，引入順序結構的概念。作為最“自然”的結構，順序結構中程序的執行是嚴格實行“自上而下，由左而右”的順序。在C語言程序中任何程序的執行總是“順序”地完成的，所以這種結構不用通過任何語句來控制，它也是其他結構的基礎，從選擇結構到循環結構的程序執行也都是遵循了“順序結構”。

3.2.2 選擇模塊的教學

本模塊的教學從軟件選項的選擇分析入手，在順序模塊教學的基礎上，通過介紹選項及其條件的判定，引入選擇、分支結構。選擇結構在程序設計中多用來對一些條件進行限定和選擇，尤其是將其嵌入在循環體中，可以實現眾多操作來供大家進行選擇。在此模塊中主要向學生介紹分支結構的執行特點，if-else函數和switch-ease函數的使用，讓學生首先形成判定及分支結構的邏輯思維方式，結合編寫案例程序，理解選擇結構的形式，體會二分支和多分支兩種選擇結構的區別，通過讓學生分別使用二分支和多分支兩種選擇結構進行選項選擇程序的編寫，使其理解if-else語句這種二分支選擇結構和通過if語句的嵌套和switch語句來實現的多分支選擇結構的異同。并將此程序模塊與顯示菜單模塊程序結合，進一步完善成績管理工具軟件功能。

3.2.3 循環模塊的教學

本模塊的教學從多次計算入手，以順序模塊和選擇模塊為基礎，通過介紹重復選擇與計算的方法，引入循環結構。在此模塊主要介紹循環結構的三種不同的形式——while，do-while和for函數，雖然這三個函數可實現相同的功能，但根據不同問題和各自的執行特點，分別讓學生進行編程實踐，理解三者在語法結構和運行過程的不同，在構建軟件結構的同時豐富了語法知識。在編程實踐過程中通過指教教師的指引，將第三個模塊的程序與前兩個模塊的程序進行銜接，以完成成績管理工具軟件的全部功能，最終完成軟件的所有設計和功能。

4 結語

通過三個結構模塊教學，使學生在實踐中強化理論知識的學習，不斷提升學習興趣，提高學習效率，讓學生在學中用，在用中學，加強學習的印象。同時將學生進行分組，建立設計團隊，通過團隊交流，頭腦風暴，讓學生從自身出發，找出發生在自身的錯誤，分享交流知識，積累經驗。

基于C語言的程序設計課程的教學過程可以是多樣化的、方法可以是靈活多變的，但無論使用何種方法，我們的目的都是讓學生了解程序的組構，養成一種編程的思維，通過學習一種語言，拓展他們自行學習其他語言的能力。模塊教學法正是基于上面的教學需求形成的一種教學方法，此種教學方法始終以某個具體實踐案例為導向，讓學生從設計需求出發，從簡單實例出發，從模仿案例開始，不斷提高自身的程序設計能力和創造力。通過教學調研此類教學法對于培養學生學習計算機語言與程序設計有著十分良好的效果。