基于CDIO理念的C語言教學改革

唐蕾++劉偉偉

【摘要】針對C語言程序設(shè)計課程的特點以及傳統(tǒng)教學中存在的不足，根據(jù) CDIO 工程教育理念，提出按通信工程專業(yè)要求整合C語言程序設(shè)計相關(guān)的教學內(nèi)容；同時以項目為中心，圍繞具體工程實例進行授課，將教學活動與有意義的任務(wù)結(jié)合在一起。教學實踐結(jié)果表明，基于CDIO理念的C語言程序設(shè)計課程改革模式符合學生專業(yè)特點，能夠滿足專業(yè)基本需求；提高了學生的學習興趣，有效地培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】C語言程序設(shè)計 CDIO工程教育理念 教學改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0043-02

1. C語言程序設(shè)計教學現(xiàn)狀及分析

C 語言程序設(shè)計是計算機科學與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程、軟件工程等相關(guān)專業(yè)的必修課程，也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用及其他高級程序設(shè)計類語言課程（如：C++ 程序設(shè)計、Java程序設(shè)計、PHP 程序設(shè)計等）的基礎(chǔ)，在計算機相關(guān)專業(yè)的課程體系中起著重要作用。對相關(guān)專業(yè)的學生來講， C語言掌握的好壞，直接影響到學生對后繼課程的學習，同時對他們以后的學習和發(fā)展也起著至關(guān)重要的作用。但從目前的教學情況來看，學生對C語言的實際掌握情況并不理想。目前C語言教學中存在的主要問題有：

（1）課程本身不易掌握

作為一門實用的編程語言，C語言以其強大的編程功能，自由靈活的編程風格，獲得了廣大編程人員的廣泛青睞。它有 9 種控制語句、34個運算符，數(shù)據(jù)類型多樣。但正是這些優(yōu)點恰恰成了初學者的最大障礙。再加上C語言往往在大學一年級開設(shè)，此時學生還缺乏對計算機結(jié)構(gòu)的全面了解，對于和計算機硬件尤其是和內(nèi)存結(jié)合很緊密的一些概念，學生接受起來不太容易，普遍感覺入門難。

（2）教學手段單一

從教學手段來看，C語言程序設(shè)計的課時有限，教師要在規(guī)定的課時內(nèi)完成教學計劃，在課堂基本上都是“滿堂灌”。教師是教學的主體，學生被動地接受程序設(shè)計語言的基本語法，師生間可以用來互動的時間較少。這種灌輸模式能較好地保證所講授知識的系統(tǒng)性與完整性，卻忽略了程序設(shè)計能力與思維的培養(yǎng)，造成學生學習的積極性不高，教學效果不太理想。

此外，C語言程序設(shè)計是一門實踐性非常強的課程，由于總課時的限制，目前分配到的實踐課時偏小。同時，由于學生在理論教學過程中對知識點的掌握較差，到了實踐環(huán)節(jié)時多數(shù)學生是拿書本上的例子來驗證，往往只會照搬教材，不會變通，缺少靈活性和創(chuàng)新性。實驗課環(huán)節(jié)效果很難保證。

（3）考核方式不全面

從當前情況來看，大多數(shù)的有關(guān)C語言的考試還是處在原來的應(yīng)試教育階段。作為一門實用編程語言的考試，動手能力考的少，理論知識考得多，而在理論知識的考試中，往往過多拘泥于繁瑣語法細節(jié)的考試。這就使得大多數(shù)學生在學習C 語言時往往是靠死記硬背，而一般不太注意動手能力的培養(yǎng)。殊不知作為一門編程語言，動手能力才是第一位的，否則無論考的分數(shù)再高，也不可能寫出漂亮的程序來，只有在實際的編程中多鍛煉，才有可能加深對C語言中各種知識的理解，才能更好地掌握C語言。

2.CDIO 工程教育理念

CDIO [1] 是由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立的一種創(chuàng)新型的高等工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）。CDIO工程教育理念主張以從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，綜合培養(yǎng)學生的工程基礎(chǔ)知識、個人素質(zhì)和發(fā)展能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等多方面的能力[2][3]。

隨著社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，企業(yè)對人才需求的轉(zhuǎn)向，高等教育人才培養(yǎng)目標對應(yīng)用型本科院校的教學提出了新的要求，即強調(diào)扎實的工程基礎(chǔ)知識和實踐動手能力的培養(yǎng)，從而更好地滿足現(xiàn)代工程技術(shù)人員的培養(yǎng)要求。作為通信工程專業(yè)開設(shè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程——C 語言程序設(shè)計課程，傳統(tǒng)的教學模式難以激發(fā)學生的學習興趣，教學效果不太理想，因此該課程教學改革勢在必行。針對目前存在問題，基于 CDIO 的工程教育理念對C語言程序設(shè)計課程的教學改革有較好的啟迪作用[4]。

3.基于 CDIO 理念的教學改革方案

3.1 按照通信工程專業(yè)需求改革教學內(nèi)容和教學模式

通信工程專業(yè)的C 語言常常應(yīng)用于各類軟硬件開發(fā)項目，因此在課程的實踐環(huán)節(jié)應(yīng)增加相應(yīng)的實際案例或項目，以適應(yīng)該專業(yè)學生的需求。以 CDIO 教育理念整合C 語言相關(guān)課程，做到兼顧經(jīng)典內(nèi)容和現(xiàn)代技術(shù)，強調(diào)基本理論的應(yīng)用方法，重點強調(diào)工程應(yīng)用的實踐，有效提高學生的動手能力和運用C語言知識解決專業(yè)問題的能力。

在學習完C語言課程后，可鼓勵學生參加大學生科技創(chuàng)新競賽項目，通過參賽，學生可以進一步體會編程的基本思路和方法，掌握C語言的應(yīng)用。這種方式寓教于樂，興趣為先，可以較好地激發(fā)學生的興趣和學習熱情。在整個競賽項目的籌備過程中，需要小組成員分工合作，可以同時鍛煉學生的交流、溝通、合作及創(chuàng)新能力。學生完成項目不是在學習某門課程，而是在學習如何解決實際問題，在解決問題的過程中自然地學會了相關(guān)課程要求的知識。以項目為中心的實踐教學對于培養(yǎng)學生的工程能力具有重要的作用。

3.2加強教師工程實踐能力，鼓勵產(chǎn)學研合作

CDIO 工程教育理念對教師的教學提出了新的要求。根據(jù)CDIO的改革思路，教師需要更新教育觀念，改變重理論知識輕實踐能力的傳統(tǒng)觀念，建立“以教師為主導，學生為主體”的教學方式。鼓勵產(chǎn)學研合作有利于CDIO理念的實現(xiàn)，具體措施可以包括：邀請富有經(jīng)驗的企業(yè)界技術(shù)骨干到學校開設(shè)相關(guān)C 語言應(yīng)用講座；優(yōu)先選派有實踐經(jīng)驗和工程背景的老師為學生授課；同時組織任課教師到企業(yè)參觀學習，鼓勵教師到相關(guān)企業(yè)兼職，鼓勵教師與企業(yè)合作開展工程項目。通過這些方式既能鍛煉任課教師的工程實踐能力，又開闊了教師和學生視野，為培養(yǎng)學生工程實踐能力打下堅實的基礎(chǔ)。

3.3完善課程考核體系

進一步完善課程的考核體系對提高C語言課程教學的質(zhì)量至關(guān)重要。考核中應(yīng)降低理論筆試所占的比例，重視實踐過程，采取多樣化的考核方式，使之能夠綜合體現(xiàn)學生的知識、能力和素質(zhì)水平。對于實踐環(huán)節(jié)的考核應(yīng)該嚴格把關(guān)，注重過程考核。學生應(yīng)針對實驗內(nèi)容在課前認真準備，每次進實驗室時，應(yīng)寫好完整的代碼。上機調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題的同時解決問題，課后及時完成報告。鼓勵學生在算法上多創(chuàng)新，創(chuàng)新能力應(yīng)在考核中占有一定的比例。

4. 結(jié)束語

C語言是一門實踐性很強的計算機高級編程語言。C語言程序設(shè)計編程技術(shù)掌握得好壞直接影響通信工程等專業(yè)學生后續(xù)課程學習的效果和將來的就業(yè)情況。C語言課程的特點十分適合采用CDIO理念進行教學改革。教學實踐結(jié)果表明，依據(jù)CDIO理念提出的以項目為中心，以應(yīng)用為目標開展教學活動的課程改革思路能夠使該課程的教學更具科學性和成效性；提高了學生的學習興趣，有效地培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力。

致謝：本文的研究工作得到了南京工程學院校級科研基金 （YKJ201417，YKJ201419）的資助。

參考文獻：

[1] 顧佩華，李昇平，沈民奮，等 . 以設(shè)計為導向的 EIP-CDIO 創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式[J]. 中國高等教育，2009（3）： 47 -49.

[2] 吳雅娟，衣治安，王躍萍 . CDIO 教育模式在計算機基礎(chǔ)教學中的應(yīng)用研究[J]. 計算機教育，2010（14）：

141 -143.

[3] 李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應(yīng)用前景[J].清華大學教育研究，2008（5）：79～8 7 .

[4] 劉曉天.高職C語言程序設(shè)計課程教學探析[J].科教園地，2009（11）：125～126.