融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念的C語言教學(xué)模式探究

丁春莉

摘 要：為了改進(jìn)C語言課程“介紹概念-講解例題-上機練習(xí)”三段式教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和興趣，把融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念融入到C語言教學(xué)模式中，取得了良好教學(xué)效果。實踐證明，改進(jìn)后的教學(xué)模式不僅能讓學(xué)生快速掌握程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識，而且培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：融合認(rèn)知結(jié)構(gòu) CDIO教育理念 C語言教學(xué)模式

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0155-02

C語言是一種優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，同時具有高級語言和匯編語言的特點，適合于Windows、DOS、UNIX和LINUX等多種操作系統(tǒng)，也適用于多種機型，可廣泛用于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的編寫，比其他高級語言優(yōu)勢明顯，尤其是模塊設(shè)計思想對培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力有很大幫助，已經(jīng)成為我國各大專院校理工類專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程。該門課程一般開設(shè)在新生入學(xué)第一或第二學(xué)期。然而，相當(dāng)一部分學(xué)生認(rèn)為C語言學(xué)起來比較枯燥、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、不易掌握，編程困難，失去信心和興趣，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。如何能讓學(xué)生快速掌握C語言基礎(chǔ)知識、掌握編程方法和技巧、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣成為研究的主要內(nèi)容。據(jù)了解，目前大部分學(xué)校C語言課程教學(xué)遵循三段式教學(xué)模式，即：首先介紹編程的基礎(chǔ)語法、介紹數(shù)據(jù)類型、學(xué)習(xí)運算符號和表達(dá)方式；其次講解C語言編程的基本規(guī)則和例題；最后學(xué)生上機操作。這種以教師為主體的教學(xué)模式，學(xué)生屬于被動學(xué)習(xí)，不能有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和熱情，教學(xué)效果大打折扣。

借助于CDIO教育理念，讓學(xué)生從認(rèn)知結(jié)構(gòu)的角度了解和掌握C語言學(xué)習(xí)，也就是說以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，把認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念與C語言教學(xué)有機融合，形成一種新的教學(xué)模式，將成為提高C語言教學(xué)效果的有效途徑。

1 融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)在C語言教學(xué)過程中應(yīng)用

認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論是瑞士著名心理學(xué)家J·皮亞杰提出的，他認(rèn)為學(xué)生只有掌握了學(xué)科基本的知識結(jié)構(gòu)，才能提高他們的學(xué)習(xí)效率和記憶效果，從而縮小知識之間的難易差距。大學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是通過在學(xué)習(xí)過程中不斷同化形成的，不斷學(xué)習(xí)新鮮知識，并對所學(xué)的知識進(jìn)行一定的積累和總結(jié)，一旦形成統(tǒng)一的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)新知識過程中就會很大程度上提高學(xué)習(xí)效率。認(rèn)知結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)是提高教學(xué)質(zhì)量的重要因素，所以在C語言教學(xué)過程中要著重注意這兩點因素[1]。

在學(xué)習(xí)C語言過程中要適當(dāng)借助自然語言的經(jīng)驗和方法，因為自然語言是生活中經(jīng)常用的語言，而C語言是在計算機系統(tǒng)中經(jīng)常用到的語言，也就是說C語言是程序員、計算機、計算機系統(tǒng)、計算機軟件之間交流的主要語言。要想學(xué)好C語言可以從以下兩個方面入手：首先，熟練掌握C語言的基礎(chǔ)編程；其次，能應(yīng)用C語言解決實際問題。而用C語言解決實際問題除涉及數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、運算法則等C語言知識外，還涉及到與實際問題相關(guān)的其它專業(yè)知識。這就和寫本小說類似，只掌握詞匯、語法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更加需要有豐富的想象力和人生閱歷，才完成一部高質(zhì)量的小說，因此，C語言和自然語言有許多相似之處，其學(xué)習(xí)步驟和特點如表1所示。

2 融合CDIO教學(xué)理念的C語言教學(xué)

CDIO是美國麻省理工院校瑞典皇家院校通過4年的不懈努力所建立的CDIO工程教育教學(xué)模式。該模式是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，保證每個學(xué)生都能參與到教學(xué)過程中，能很大程度提高學(xué)生對所學(xué)知識的感悟力和理解力。要想把CDIO教學(xué)理念融入到C語言教學(xué)過程中，對教師也有很高的要求，要求教學(xué)以實現(xiàn)虛擬實驗軟件產(chǎn)品研發(fā)和運行為載體，編制出科學(xué)合理的教學(xué)案例，同時組建相關(guān)教學(xué)團(tuán)隊，把學(xué)生從計算機虛擬實驗感官實踐吸引到C語言開發(fā)虛擬實驗軟包上來，教學(xué)以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)，學(xué)生的主動性和積極性會極大提高，培養(yǎng)學(xué)生實際分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

3 融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念的C語言教學(xué)

通過以上分析可以看出，融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念的C語言教學(xué)模式需要3個核心要素：一是需要項目團(tuán)隊。要求團(tuán)隊成員（學(xué)生）扮演不同的角色，相互配合完成同一個項目，每個成員都有各自不同的子項目，可充分調(diào)動學(xué)生的積極主動性，從根本上提升學(xué)生學(xué)習(xí)C語言的水平；二是需要指導(dǎo)教師。指導(dǎo)教學(xué)在這一過程中起到非常重要的作用，不但要引導(dǎo)學(xué)生對認(rèn)知結(jié)構(gòu)的理解，還要能幫助學(xué)生解決C語言學(xué)習(xí)過程中遇到的難點和問題；三是需要實驗軟件開發(fā)。讓學(xué)生以學(xué)習(xí)者、軟件使用者和軟件開發(fā)者的身份參與到C語言教學(xué)設(shè)計中。

在這種教學(xué)模式下，C語言教學(xué)考核方式也要進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，以引導(dǎo)學(xué)生有效提高課程教學(xué)效果。在融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念下，以項目案例為主要載體，對包括構(gòu)思、設(shè)計、實施、運作等四個方面所涉及的C語言相關(guān)知識點的教學(xué)效果進(jìn)行考核。以往的考核主要分兩部分：平時考核和期末考核。平時考核主要包括出勤和上機考核，占總成績的40%，期末考試一張卷子，考核成績占總成績的60%，這種考核方式相對簡單，學(xué)生往往在期末突擊復(fù)習(xí)，達(dá)不到很好的教學(xué)效果。改進(jìn)后的考核方式以學(xué)生的綜合能力是否提升為考核目標(biāo)，主要通過加大對學(xué)生平時學(xué)習(xí)的考核力度來實現(xiàn)。該平時考核主要包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、上課出勤情況、項目團(tuán)隊協(xié)作精神、項目任務(wù)完成情況、創(chuàng)新性等，同時加大平時考核比例，使平時成績所占比例不低于60%。考試是指揮棒，考核方式的改進(jìn)，促使學(xué)生對課程學(xué)習(xí)高度重視，教學(xué)效果大幅提升。

4 結(jié)語

融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理的C語言教學(xué)模式的主要特點主要體現(xiàn)在知識、能力、素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)、以項目案例開發(fā)為載體，通過認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷提高學(xué)習(xí)效率。，實踐表明，該教學(xué)模式的實施，使C語言課程取得了良好教學(xué)效果：學(xué)生對C語言的理解和掌握有很大程度地提高，學(xué)習(xí)積極性和主動性不斷增強，能快速地掌握程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識，分析問題和解決問題的能力逐步提升，同時團(tuán)隊協(xié)作、創(chuàng)新性等方面也得到培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱曉紅，李渤，樊中奎，等.融合認(rèn)知結(jié)構(gòu)和CDIO教育理念的C語言教學(xué)[J].計算機教育，2013（16）：107-111.

[2] 葉民.工程教育CDIO模式適應(yīng)性轉(zhuǎn)換平臺的研究[D].浙江大學(xué)，2014.