面向工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的C語(yǔ)言實(shí)踐教學(xué)改革

蘭麗+胡曉輝

摘 要： 針對(duì)工程教育認(rèn)證對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新要求，分析了目前C語(yǔ)言實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出兩層C語(yǔ)言實(shí)踐教學(xué)體系和分階段考核方法。通過(guò)兩層增量式的分階段程序設(shè)計(jì)實(shí)踐及考核，讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握C語(yǔ)言語(yǔ)法及程序設(shè)計(jì)方法，明顯提高了學(xué)生的興趣和工程實(shí)踐能力，有效提升C程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 兩層實(shí)踐教學(xué)； 分階段考核方法； C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)； 實(shí)踐教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）11-80-03

Reform of C language practical teaching for engineering practice ability training

Lan Li， Hu Xiaohui

（School of Electronic and Information Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Lanzhou， Gansu 730070， China）

Abstract： Aiming at the engineering practice ability and innovation of computer specialty required by Engineering Education Accreditation， this paper analyzes the problems existing in the current C language practical teaching， and puts forward the two-tier C language practical teaching system and assessment method. Through the two-tier incremental and phased programming practice and assessment， the student's interest and engineering practical ability are obviously improved， and the quality of experiment teaching of C programming course is effectively improved.

Key words： two-tier practical teaching； phased assessment method； C language programming； reform of practical teaching

0 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，旨在為相關(guān)工程人才進(jìn)入工業(yè)界從業(yè)提供預(yù)備教育質(zhì)量保證。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)，工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)的學(xué)生，不僅具有扎實(shí)的專業(yè)素質(zhì)，更重要的是要有提出問(wèn)題并動(dòng)手解決問(wèn)題的實(shí)踐能力[1]。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力是其核心目標(biāo)，僅靠教師講授是不能讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課程的，在實(shí)際操作中會(huì)通過(guò)大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的程序設(shè)和工程實(shí)踐能力。但跟蹤調(diào)查近三年畢業(yè)生，反饋效果差強(qiáng)人意，難以完成工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，究其原因有以下幾點(diǎn)。

⑴ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)內(nèi)在邏輯性

實(shí)驗(yàn)題目多以課程章節(jié)設(shè)置，實(shí)驗(yàn)題目所涉及的知識(shí)點(diǎn)零散，題目之間無(wú)內(nèi)在邏輯聯(lián)系。由于C語(yǔ)言概念、規(guī)則細(xì)碎繁多，若采用無(wú)內(nèi)在邏輯聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)題目來(lái)不斷練習(xí)零散的知識(shí)點(diǎn)，看似練習(xí)了很多，但實(shí)際上卻導(dǎo)致學(xué)生“只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林，撿了芝麻丟了西瓜”，這樣的簡(jiǎn)單練習(xí)無(wú)法幫助學(xué)生形成正確的計(jì)算思維。

⑵ 實(shí)驗(yàn)類型單一

實(shí)驗(yàn)題目設(shè)置驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多。驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證單個(gè)的知識(shí)點(diǎn)，其結(jié)果多為“是”或“否”，無(wú)法引導(dǎo)學(xué)生思考只是內(nèi)在聯(lián)系，將知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，從而獲取解決問(wèn)題的能力。學(xué)生通過(guò)大量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，難以使知識(shí)系統(tǒng)化，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思考解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)毫無(wú)裨益。

⑶ 考核方式陳舊，無(wú)法反映真實(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)

課程考核結(jié)果一般由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)構(gòu)成，而往往期末考試成績(jī)?yōu)榱吮阌诹炕话銜?huì)采用筆試的方式，實(shí)驗(yàn)成績(jī)往往也是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為給分依據(jù)，但事實(shí)上用這種“紙上談兵”的筆試考核方式是無(wú)法真正掌握學(xué)生的編程能力的。

因此，筆者在C程序?qū)嵺`過(guò)程中針對(duì)以上三點(diǎn)，借助增量式任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐題目將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)象珠鏈一樣串聯(lián)起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地從熟悉單個(gè)知識(shí)點(diǎn)過(guò)度到規(guī)模逐漸加大的程序，著重培養(yǎng)學(xué)生無(wú)論以后在學(xué)習(xí)、工作中使用什么語(yǔ)言編程，都能靈活應(yīng)用這些思想和方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中獲取的能力更加符合于工程認(rèn)證的要求。同時(shí)引入以編程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的分階段考核，能夠盡可能的反映學(xué)生的真實(shí)水平，使考核結(jié)果更加科學(xué)客觀。

1 增量式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的分階段實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

增量式項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的核心思想是“循序漸進(jìn)”[2]。按此思想，將整個(gè)C語(yǔ)言實(shí)踐過(guò)程分階段、遞進(jìn)地構(gòu)建為兩層“階梯式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也設(shè)計(jì)為逐層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)題目，實(shí)驗(yàn)類型從模仿設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、基本設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，逐級(jí)過(guò)渡到綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

1.1 增量式項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

增量式項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容通過(guò)設(shè)計(jì)兩層增量式C實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系來(lái)完成，如圖1所示。

在基礎(chǔ)層讓學(xué)生邊學(xué)邊做，掌握基礎(chǔ)語(yǔ)法；在應(yīng)用層進(jìn)行綜合應(yīng)用訓(xùn)練，達(dá)到知識(shí)的融會(huì)貫通，鍛煉學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，幫助學(xué)生提升工程實(shí)踐能力。

基礎(chǔ)層注重基本知識(shí)的掌握，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涉及C基本語(yǔ)法、順序程序設(shè)計(jì)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)組。此過(guò)程的關(guān)鍵是，教師設(shè)計(jì)從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并將每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分解成多個(gè)子項(xiàng)目，將學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)分解在各個(gè)子項(xiàng)目中，學(xué)生通過(guò)所設(shè)計(jì)的增量式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目鞏固所學(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，有利于學(xué)生細(xì)嚼慢咽，溫故知新。endprint

應(yīng)用層重點(diǎn)是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟件開(kāi)發(fā)能力的訓(xùn)練，側(cè)重課程知識(shí)點(diǎn)的前后聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、文件。在這一階段，以綜合主題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，根據(jù)學(xué)生已掌握的背景知識(shí)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，將該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為圖書(shū)信息管理系統(tǒng)，如圖2所示。

該系統(tǒng)根據(jù)課程內(nèi)容的深入，層次遞進(jìn)地設(shè)計(jì)為六個(gè)版本，將新的知識(shí)點(diǎn)漸進(jìn)的融入到每一個(gè)版本中，前一個(gè)版本是后一個(gè)版本的基礎(chǔ)，而后一個(gè)版本又是前一個(gè)版本的擴(kuò)展及深入，通過(guò)這六個(gè)增量式版本地訓(xùn)練，學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)鞏固新的知識(shí)點(diǎn)，每完成一個(gè)版本，都有新知識(shí)的獲取，而且每一次都有成就感的激勵(lì)，可以大大提高學(xué)生的興趣。在實(shí)際操作中，教師還可以根據(jù)應(yīng)用背景，設(shè)置多道綜合題目，讓學(xué)生分組完成，共同商討數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程方法和具體分工模塊，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力、協(xié)作能力、自學(xué)能力也將得到很好的鍛煉。

按此思路，將整個(gè)學(xué)期C實(shí)踐內(nèi)容設(shè)計(jì)為10個(gè)增量式實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

1.2 增量式實(shí)踐類型設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型不再拘泥于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，而是按照兩層增量式實(shí)踐教學(xué)體系，設(shè)計(jì)為基本驗(yàn)證型和綜合設(shè)計(jì)型兩類。其中，基本驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生熟練掌握C基本語(yǔ)法和理解面向過(guò)程的設(shè)計(jì)思路。基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)又漸進(jìn)地分為仿寫(xiě)程序、改寫(xiě)程序、基本驗(yàn)證和基本設(shè)計(jì)四個(gè)步驟，有助于按照教學(xué)節(jié)奏安排學(xué)生練習(xí)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生掌握C在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中的應(yīng)用和理解C的某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，相對(duì)于基本驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)而言，其綜合性、復(fù)雜性和應(yīng)用性更高，難度更大，有助于引導(dǎo)學(xué)生思考，加深理解計(jì)算思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

1.3 以編程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的分階段考核

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)就是要使學(xué)生具有靈活應(yīng)用計(jì)算機(jī)分析和解決問(wèn)題的思維方法來(lái)編寫(xiě)程序解決實(shí)際問(wèn)題，因此考核的重點(diǎn)應(yīng)該是看學(xué)生是否能達(dá)到此目標(biāo)。課程組按照階梯式的實(shí)踐體系，分階段分層次對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行過(guò)程化考核。

為了使考核過(guò)程更加可觀公正，課程組開(kāi)發(fā)了上機(jī)考試系統(tǒng)，其中的題目完全按照兩層實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)置，在每一階段的考核題目，課程組廣泛調(diào)研，共同探討，近兩年來(lái)每年都會(huì)都題庫(kù)題目補(bǔ)充、修訂，使之能夠更加全面的考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。除此之外，系統(tǒng)為了全面考察學(xué)生一學(xué)期的學(xué)習(xí)效果，還設(shè)置了期末測(cè)試題庫(kù)。學(xué)生C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)踐課程成績(jī)構(gòu)成如表2所示。

學(xué)生在上機(jī)考試系統(tǒng)上完成題目后提交系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)批閱給出成績(jī)等級(jí)。當(dāng)學(xué)生完成某一階段的實(shí)踐內(nèi)容之后，就利用上機(jī)考試來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生當(dāng)前階段完成的情況，這樣學(xué)生不用期末突擊學(xué)習(xí)，而是分階段完成各個(gè)知識(shí)點(diǎn)和考試任務(wù)，分階段取得相應(yīng)的成績(jī)，不僅降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，同時(shí)也有助于學(xué)生及時(shí)掌握自身編程的不足，調(diào)整學(xué)習(xí)重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。由于采取的是上機(jī)現(xiàn)場(chǎng)編程的方法，也能最大程度的檢測(cè)學(xué)生的編程能力。

2 結(jié)束語(yǔ)

采用增量式的兩層程序設(shè)計(jì)實(shí)踐模式安排C語(yǔ)言實(shí)踐教學(xué)，以增量式案例驅(qū)動(dòng)，循序漸進(jìn)、由淺入深，知識(shí)點(diǎn)與增量式項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的方式，將實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行分解，使問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的習(xí)慣和思維的特點(diǎn)。以編程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的過(guò)程化考核可以使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)狀況有更加清晰的了解，便于老師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，對(duì)提高學(xué)生編程實(shí)踐能力起到積極的作用。因此在2015和2016級(jí)學(xué)生教學(xué)改革實(shí)踐中，取得了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的肯定。實(shí)踐證明，C語(yǔ)言兩層實(shí)踐教學(xué)及分階段考核方式，讓教、學(xué)、考的過(guò)程化繁為簡(jiǎn)，在激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)及培養(yǎng)工程實(shí)踐能力方面都大有裨益，會(huì)更加符合工程教育認(rèn)證的要求。

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