面向物聯網工程專業的C語言程序設計教學改革研究與實踐

崔忠偉 張冬琴 孫淼 余麗靜 吳戀

摘要：本研究以培養應用型人才為目標，針對物聯網工程專業的c語言課程教學中存在的問題，基于CDIO和工程教育專業認證的理念，從課堂講授方式、測試方式、考察方式等方面對教學活動進行改革研究及實踐，調動學生學習的積極性，提高編程能力。

關鍵詞：物聯網工程;c語言;工程認證;CDIO

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）28-0125-02

1引言

物聯網工程專業是新興的工科專業，是根據我國信息產業發展，依據智慧中國的戰略進程發展提出來的，其富有強烈的時代感。目前，很多高校開設了這一專業，然而在傳統的教育模式下，培養出的物聯網工程專業應用型人才與社會需求具有一定的差距。CDIO工程教育模式作為當今國際工程教育的一種創新模式，也是做中學、基于項目教育和學習為核心的教育模式。因此，運用CDIO和工程認證的理念來進行教學改革，已成為大勢所趨。

《c語言程序設計》是物聯網工程專業的核心基礎課程，是所有程序設計課程的基礎，同時也是企業招聘重點考查的知識對象。但是，在C語言教學中普遍存在學生難學、老師難教的問題，導致學生學習懈怠、缺乏興趣、目標模糊。通過將CDIO、工程認證的教育模式應用教學中，可以有效解決上述問題。

2C語言程序設計教學中存在的主要問題

（1）重理論、輕實踐

傳統的C語言教學模式中，存在大量的理論課，形成了理論多于實踐的現象，即大量的理論課時主要講授基本概念、基礎知識和基礎語法，而實驗課時不足，導致學生能聽懂、而無法獨立完成代碼的編寫，通過學習，學生掌握閱讀代碼的基本能力，但程序設計的動手能力較弱。

（2）缺乏主動思考、存在畏難情緒

C語言較為抽象、靈活，學習難度較大，特別是在調試程序時，學生會遇到各種各樣的問題，而這些問題的解決，需要學生通過多種方式，如：相互交流、查閱有關書籍或資料、積累經驗等來完成。而學習困難的學生則通常會置難題于不顧，這無法提升自主思考和探索的能力，也會使學生漸漸喪失學習興趣。

（3）考核方式較為單一

傳統的考試方式，以紙質試卷為主，有些學習則采用了更為有效的上機實操考核。但是，考試的題型設計不完善，主要為判斷題、選擇題、填空題、程序填空題，而程序綜合設計題較少，無法通過考試這一必要的考核手段來促進學生編程綜合能力的提升。

3教學改革措施

針對文中提到的傳統C語言教學中存在的主要問題，本文給出了相應的教學改革措施，具體如下。

3.1課程結構

C語言程序設計分兩個學期開設，具體如表1所示。大一上（第一學期）的理論講授學時數和實驗學時數分別為32學時和16學時，主要教學內容包括：流程圖、順序結構、選擇結構和循環結構等，目標是使學生掌握計算思維、C語言的基本語法和基本結構。大一下（第二學期）的主要教學內容包括：函數、指針、結構體、鏈表和文件等，使學生進一步強化c語言程序設計能力;同時增設了課程設計，培養學生獨立完成一個小型管理系統的設計及開發的能力。

3.2程序設計類實驗輔助教學平臺的應用

傳統課堂中，一名教師會面對數十名學生，很難做到及時了解每個學生的學習情況。改革的重要措施之一就是充分發揮程序設計類實驗輔助教學平臺PTA（PROGRAMMINGTEACHING ASSISTANT）的輔助作用，提高教學效率、管理效率。

在PTA中，教師可以設置不同的題型，特別是有大量的程序綜合設計的題庫，學生提交答案或代碼后，PTA能實時反饋每個題的得分情況和錯誤情況，讓學生的學習更有針對性。同時，學生能夠借助PTA在課后鞏固學習內容，通過讓學生“做中學”掌握重點和難點，能有效提升學生的學習自信心，調動學生的學習興趣和主動性。

3.3強化過程性的考核

為及時掌握學生的學習動態，采用課前預習測試、課中學習過程測試、課后鞏固及學習效果測試等多種考核形式，以理論與實踐相結合的方式進行考核。教師隨機測試每堂課所講授的理論基礎知識，考查學生的理解情況;通過程序設計測試，教師能有效發現學生在程序設計中的問題，并提出解決方案。

3.4學生助教

從高年級學生中選拔多位擅長C語言的學生，輔導低年級學生在晚上集中于實驗室進行晚自習。這種較為人性化的輔導方式，能夠有效彌補線上平臺PTA的不足。通過集中式的晚自習，高年級學生為低年級學生答疑解惑，不僅可以增強低年級同學的動手能力，還可以使高年級同學鞏固所學知識，在為他人解決問題的同時，發現自己的知識缺漏。

3.5任務驅動

C語言的教學中學生不僅要學會相關理論知識，熟練掌握C語言的語法及編程應用，還要學會動手實踐，運用C語言編寫各類程序及開發項目，為了讓學生更好地掌握編程，在教學過程中應增加課程設計這一環節。課程設計既能讓學生切身體會程序開發的完整過程地能調動學生學習的積極性。通過任務驅動即課程設計的方式達到了全面提高學生綜合素質的目的。

3.6教學成效

通過系列教學改革措施的實施，提高了學生的學習興趣，強化了過程性的學習管理，學生的程序設計能力得到普遍提高，及格率提升了15%以上。越來越多的學生參加了省級、國家級程序設計大賽，每年都獲得省級以上獎勵。

4結論

針對物聯網工程專業C語言教學過程中存在的問題，提出并實施上述教學改革措施，使C語言教學質量和教學管理得到了極大的提升，學生的程序設計能力和獨立思考的能力得到有效提高，為學生后續的學習和就業打下了夯實的實踐基礎。