基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的《C語言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)模式研究

王利亞

【摘要】 物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的最新發(fā)展發(fā)向，C語言程序設(shè)計(jì)又是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)中的基礎(chǔ)課，在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用廣泛，本文結(jié)合所任教的技工院校學(xué)生特點(diǎn)，在分析了C語言教學(xué)中存在的問題后，對C語言的教學(xué)模式進(jìn)行了探討，提出了以突出德育教學(xué)特點(diǎn)的案例教學(xué)法，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，以及微課教學(xué)法。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) C語言程序設(shè)計(jì) 案例教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動 微課

物聯(lián)網(wǎng)是物理世界和虛擬世界的相互溝通和聯(lián)系，而兩者溝通的橋梁則是計(jì)算機(jī)語言，物聯(lián)網(wǎng)涉及的程序控制都需要通過計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)，因此需要在使用端設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件來供人們操作使用[1]。而C語言又是應(yīng)用最廣泛的程序設(shè)計(jì)語言，可以說是其不可缺少的環(huán)節(jié)。

一、C語言在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

C語言是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，一般開在第一學(xué)期或者第二學(xué)期，是對學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)語言的普及。

C語言在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用非常廣泛，比如傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，傳感技術(shù)的核心即傳感器，它是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物、物與人信息交互的必要組成部分。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息按一定規(guī)則變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示和控制等要求，是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。形象的來說，傳感器就像人的五官一樣，可以用來感知環(huán)境的變化，獲取信息。目前，傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生活等各個領(lǐng)域中，例如我們常看見的自動門、煙霧報(bào)警器、數(shù)碼相機(jī)、電子秤、水位報(bào)警器等等，都是采用了傳感器來感知周圍環(huán)境的變化，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。而傳感器的應(yīng)用，則少不了C語言的作用。基于嵌入式C語言的編程實(shí)現(xiàn)的解析器，應(yīng)用于傳感器的識別上。物聯(lián)網(wǎng)基于云計(jì)算平臺和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)用獲取的數(shù)據(jù)通過C語言編輯的程序進(jìn)行決策，通過改變對象的行為對數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強(qiáng)弱調(diào)整路燈的亮度、根據(jù)車輛的流量自動調(diào)整紅綠燈間隔等。

通過分析C語言在當(dāng)今前言技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，可以讓學(xué)生了解C語言的重要性和實(shí)用性，知道學(xué)習(xí)這門課程有什么用處和前景。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

二、C語言教學(xué)中目前存在的問題

C 語言程序設(shè)計(jì)是工科類專業(yè)入門級計(jì)算機(jī)語言課，其前期知識鋪墊只有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，但是卻涉及很多概念，語法結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度較大。傳統(tǒng)的C 語言教學(xué)，教學(xué)方法單一，一般以語法知識為主線組織教學(xué)，側(cè)重于C 語言語法知識的傳授，缺少對算法設(shè)計(jì)的練習(xí)，學(xué)生課堂參與度較低，遇到問題后不知道如何建立起程序模型，更不會轉(zhuǎn)化為C 語言程序代碼了[2]。本文結(jié)合所任教的技工院校學(xué)生特點(diǎn)來有針對性地分析問題。技工院校的學(xué)生基礎(chǔ)較差，很多學(xué)生學(xué)習(xí)是為了應(yīng)付考試，部分家長也認(rèn)為只要學(xué)生能順利拿到畢業(yè)證書既可，對學(xué)生能學(xué)到多少技能知識不報(bào)太大希望。這種形式下，課堂上能聽懂和編寫程序的同學(xué)不多，很多同學(xué)都是機(jī)械式地記筆記，死記硬背地記程序代碼，根本不去思考算法設(shè)計(jì)和程序代碼的編寫，無論是講授理論還是學(xué)生自己上機(jī)實(shí)踐，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)都是被動式學(xué)習(xí)。在時代不斷發(fā)展的當(dāng)下，針對目前的教學(xué)現(xiàn)狀，急需探討新的教學(xué)模式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。

三、突出德育教育特性的教學(xué)模式

3.1結(jié)合生活實(shí)例，引入生活哲理，采用案例教學(xué)法

案例教學(xué)是一種將理論與實(shí)踐相結(jié)合，把抽象的問題具象化和生活化，讓學(xué)生能通過知識遷移學(xué)習(xí)和理解C語言中的語法知識，并且?guī)熒g可以互動的一種教學(xué)模式。采用案例教學(xué)法，教師依據(jù)教學(xué)大綱中的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合社會和生活中的實(shí)例，經(jīng)過統(tǒng)籌規(guī)劃，重新組織安排，設(shè)計(jì)出學(xué)生能夠理解的案列，再組織學(xué)生一起在課堂上討論和分析案列，對結(jié)果進(jìn)行推理，然后想出自己解決問題的辦法和和手段[3]。在討論和問題解決過程中，可以給學(xué)生看一些生活案例中涉及到的生活哲理，這些哲理故事不僅能引起學(xué)生的共鳴，還會加深他們對教學(xué)案例的印象。起到很好的知識遷移作用。這樣不僅使學(xué)生能很好地理解理論知識，鍛煉動手能力，還能讓他們的職業(yè)素養(yǎng)得到提高，讓學(xué)生養(yǎng)成較好的邏輯思維方式和良好的編程規(guī)范習(xí)慣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和德育素養(yǎng)。在講課過程中，經(jīng)常舉一些與實(shí)際生活相關(guān)的事例，以精選出的程序?qū)嵗秊橹行?，把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在具體實(shí)例講述上，并引導(dǎo)學(xué)生自己去思考解決方案，從主觀上讓學(xué)生感受到成就感，從而保持他們的學(xué)習(xí)興趣[4]。整個教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，從而避免了枯燥、繁雜的理論說教，不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且對提高學(xué)生綜合分析和解決實(shí)際問題的能力也大有幫助。

3.2采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，插入適當(dāng)?shù)纳罱逃?/p>

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，是指教師將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個或多個具體任務(wù)，力求以任務(wù)驅(qū)動，以某個實(shí)例為先導(dǎo)，進(jìn)而提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生通過學(xué)與做掌握教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力[5]。

它轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，以一個個的任務(wù)為教學(xué)載體呈現(xiàn)給學(xué)生來實(shí)踐，更具有協(xié)作性、互動性。在這種教學(xué)模式下，教師把任務(wù)當(dāng)作傳授知識的主線[6]。

比如在講解選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)時，就可以采用任務(wù)驅(qū)動法來進(jìn)行。首先通過引入生活中都熟悉的交通信號燈，紅燈停，綠燈行，人們要根據(jù)信號燈給出的信號進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果做出相應(yīng)的動作。告訴學(xué)生C語言中的選擇結(jié)構(gòu)就是根據(jù)條件去執(zhí)行相應(yīng)的語句，語句的執(zhí)行順序會根據(jù)選擇條件來變化。在C語言程序中也可以完成這樣的判斷操作，使用的就是if語句。if語句的功能就像判斷路口信號燈一樣，根據(jù)不同的條件判斷是否進(jìn)行操作。通過交通信號燈引入選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，學(xué)生就容易接受和理解。同時在這個環(huán)節(jié)引入電動車闖紅燈交通事故頻發(fā)的視頻，播放給學(xué)生觀看，通過觸目驚心的畫面使學(xué)生加強(qiáng)交通安全意識，在學(xué)習(xí)技能知識的同時，把日常生活教育也滲透進(jìn)去。

接下來，在講解if語句的三種結(jié)構(gòu)和功能時，就可以通過三個任務(wù)的交通信號燈案例來開展：首先定義一個變量s表示交通信號燈的符號。s ==1；表示綠燈亮；s ==1；表示紅燈亮；其他情況表示黃燈亮。

①任務(wù)一：僅對綠燈做出操作，不考慮其他情況編寫程序，可通過單分支結(jié)構(gòu)if語句來實(shí)現(xiàn)。

②任務(wù)二：完善信號燈既有綠燈又有紅燈的操作?？捎脙蓚€if語句來實(shí)現(xiàn)紅燈停綠燈行的程序功能；只需要在原來程序的基礎(chǔ)上增加一個程序語句既可，if（s==0） printf（“紅燈亮，請等待。＼n”）；

③任務(wù)三：完善信號燈有紅綠黃三種情況下的功能?？捎枚喾种ЫY(jié)構(gòu)if…else if語句來實(shí)現(xiàn)紅燈停綠燈行和黃燈等待的程序功能。在這個任務(wù)中，如果有的同學(xué)照貓畫虎地，繼續(xù)在原有程序基礎(chǔ)上添加else printf（“黃燈亮，請準(zhǔn)備通行。＼n”）；程序編譯沒有錯誤，也能運(yùn)行出來，但是在輸入不同的值時，會發(fā)現(xiàn)程序存在問題。輸入1時，會有兩個輸出結(jié)果。這時候通過修改程序語句，就可以讓學(xué)生更深刻地體會else if語句的用法了。

通過逐漸完善三個交通信號燈的任務(wù)，層層遞進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生掌握選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的方法和思想，把單調(diào)的語法規(guī)則融入到生活實(shí)例中，可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。最后，再用數(shù)學(xué)中的分段函數(shù)作為任務(wù)，讓學(xué)生自己去編寫選擇結(jié)構(gòu)程序?qū)崿F(xiàn)分段函數(shù)，通過任務(wù)驅(qū)動，強(qiáng)化了知識運(yùn)用能力。

3.3采用微課教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

C語言不只是語法和規(guī)則比較繁雜，而且是一門對實(shí)踐操作要求比較高的學(xué)科，很多學(xué)生在課堂上往往還沒弄懂所學(xué)的知識點(diǎn)，就要上機(jī)操作，于是上機(jī)時大部分同學(xué)都是在觀望，為了應(yīng)付老師檢查，他們就等個別接受能力比較好的同學(xué)編寫好程序代碼后，利用群共享或者用手機(jī)傳送程序代碼照片，照本宣科地抄一遍，根本不去思考如何完成。

將一些經(jīng)典案例制作成微課，并給學(xué)生共享后，課堂上沒有聽明白的學(xué)生可以打開微課自行研究學(xué)習(xí)。小而精是碎片視頻的特色，每個視頻的時長約在10-15分鐘以內(nèi)。視頻雖小，卻是一個個獨(dú)立的完整的知識點(diǎn)。小課程的教學(xué)過程十分完整，有引入，有生動的教學(xué)過程，有小結(jié)。重在逐個擊破教學(xué)中的重難點(diǎn)，達(dá)到吸引學(xué)生注意力，掌握知識點(diǎn)的目的。學(xué)生們可以自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，優(yōu)秀學(xué)生和能力較差的學(xué)生在學(xué)習(xí)時不再感到厭倦和盲目，目標(biāo)明確，達(dá)到因材施教的目的。讓知識點(diǎn)在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中完成掌握。學(xué)生在榜樣的帶領(lǐng)下，自然比老師灌輸?shù)男Ч獜?qiáng)得多[7]。

學(xué)生是教學(xué)的主體，將更多的課堂時間交給學(xué)生，努力營造一種主動參與和主動探究學(xué)習(xí)的氛圍。教師事先將要講授的核心內(nèi)容錄制成微視頻，結(jié)合多媒體課件和課程任務(wù)，讓學(xué)生課前學(xué)習(xí)。在課堂中結(jié)合知識的實(shí)際應(yīng)用，大家一起研討解決問題。可以讓學(xué)生走上講臺，分享小組學(xué)習(xí)成果和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，解答老師和其他同學(xué)提出的問題。學(xué)生通過講課，口頭表達(dá)和語言溝通能力也會得到提高[8]。這種教學(xué)模式還能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，自主學(xué)習(xí)能力在學(xué)生進(jìn)入社會后也是一項(xiàng)重要的技能，知識需要不斷地更新，沒有自主學(xué)習(xí)能力就很難在業(yè)務(wù)上有所提高。

總結(jié)：本文首先分析了C語言程序設(shè)計(jì)這門課程在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，突出了該門課程的實(shí)用性。針對所任教的技工院校當(dāng)前C語言教學(xué)中存在的問題，提出了以突出德育教學(xué)為特色的三種教學(xué)模式：案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和微課教學(xué)法。案例教學(xué)能夠讓學(xué)生通過知識遷移法，把C語言中抽象的理論知識具象化，加深理解和運(yùn)用。案例中穿插一些哲理故事還能吸引學(xué)生注意力，起到德育教育的作用；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法通過布置任務(wù)，能讓學(xué)生逐漸地體會和掌握所學(xué)內(nèi)容，同樣在這中間可以選取相關(guān)有教育意義的內(nèi)容展示給學(xué)生，起到潛移默化的作用。微課教學(xué)法除了可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣外，還可以讓學(xué)生的自學(xué)能力得到鍛煉。

參 考 文 獻(xiàn)

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