新工科背景下“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)改革探討

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，將上好第一堂入門課作為程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生興趣，點(diǎn)燃學(xué)習(xí)熱情。以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，將理論知識(shí)與實(shí)踐操作緊密結(jié)合，創(chuàng)新性地將“思維導(dǎo)圖”工具融入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)體系，為學(xué)生構(gòu)建清晰、系統(tǒng)的知識(shí)框架，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化與遷移，通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)深化理解和培養(yǎng)編程思維，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的雙重提升。

關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；思維導(dǎo)圖；教學(xué)改革

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.03.071

中圖分類號(hào)：G 420；TP 31 " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " " "文章編碼：1672-7274（2025）03-0-03

Exploration of Teaching Reform in C Language Programming

under the Background of New Engineering

YANG Yan， JIE Dan， DUAN Liguo

（Shanxi University of Electronicscience and Technology， Linfen 041000， China）

Abstract： In response to the problems existing in the traditional teaching process of \"C Language Programming\"， the first introductory class is regarded as a key link in the teaching of the course， aiming to stimulate students' interest and ignite their passion for learning. The project-driven approach is adopted to closely integrate theoretical knowledge with practical operation， and the \"mind map\" tool is innovatively integrated into the project-driven teaching system of \"C Language Programming\" to help students build a clear and systematic knowledge framework， promote the internalization and transfer of knowledge， deepen their understanding and cultivate programming thinking by solving real-world problems， thereby achieving a dual improvement in teaching effect.

Keywords： C language programming; project-driven; mind map; teaching reform

0 " 引言

自2017年起，教育部啟動(dòng)了“新工科”建設(shè)戰(zhàn)略，為高校工程教育確立了明確的培養(yǎng)方向：培育既擁有卓越工程實(shí)踐能力，又能緊密契合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，具備高度應(yīng)用型與技術(shù)技能型的復(fù)合型人才[1]。程序設(shè)計(jì)在跨越多行業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜專業(yè)問(wèn)題中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。C語(yǔ)言作為全球范圍內(nèi)最具影響力的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，被廣泛應(yīng)用于各類工程實(shí)踐之中，為眾多高性能編程語(yǔ)言如C++、C#、Java、Python等，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)于高校的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)來(lái)說(shuō)，強(qiáng)化學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，不僅是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的一次革新，更是高等教育對(duì)未來(lái)社會(huì)人才需求變化的積極回應(yīng)。

1 " “C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

為全面了解學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言學(xué)習(xí)的態(tài)度傾向與未來(lái)期望，課題組于近日對(duì)500余名在校學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：92%的學(xué)生有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望；52%的學(xué)生對(duì)編程活動(dòng)抱有濃厚興趣，認(rèn)為其不僅是項(xiàng)技能，更是一種充滿樂(lè)趣的探索過(guò)程；47%的學(xué)生反映編程具有一定的挑戰(zhàn)性；僅有26%的學(xué)生能持續(xù)保持專注與認(rèn)真的態(tài)度。上述調(diào)研結(jié)果肯定了學(xué)生們對(duì)C語(yǔ)言學(xué)習(xí)普遍持正面態(tài)度，也明確指出了在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、克服畏難情緒、增強(qiáng)學(xué)習(xí)持續(xù)性方面存在的迫切需求。這提示我們，當(dāng)前的教學(xué)模式與方法在激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力、優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗(yàn)方面尚存改進(jìn)空間。

（1）在傳統(tǒng)的首課教學(xué)中，教師通常會(huì)系統(tǒng)闡述計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，包括編程語(yǔ)言（特別是C語(yǔ)言）的歷史沿革、顯著特點(diǎn)，剖析C程序的基本結(jié)構(gòu)、算法的核心、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)等核心概念。然而，對(duì)于缺乏編程知識(shí)的初學(xué)者群體而言，這些詳盡的理論鋪陳可能顯得抽象與冗長(zhǎng)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，且部分內(nèi)容并非后續(xù)實(shí)踐操作與深入學(xué)習(xí)的必要基礎(chǔ)。

（2）課程教學(xué)的組織安排存在明顯短板，未能充分評(píng)估學(xué)生的認(rèn)知吸收能力與內(nèi)在學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力。針對(duì)C語(yǔ)言這一高難度、規(guī)則密集的學(xué)科，教師的教學(xué)重心過(guò)度偏向于詳盡的語(yǔ)法規(guī)則解析，導(dǎo)致了課堂時(shí)間配置上的不均衡，限制了學(xué)生在更深層次理解和應(yīng)用上的探索。為提升學(xué)生知識(shí)吸收效率與學(xué)習(xí)興趣，教師所設(shè)計(jì)的任務(wù)案例雖意圖明確，卻普遍缺乏實(shí)踐深度、趣味元素及挑戰(zhàn)性，這在一定程度上削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。課程結(jié)束后，部分學(xué)生反饋顯示，盡管他們能夠掌握C語(yǔ)言的語(yǔ)法基礎(chǔ)與規(guī)范，但在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，卻感到束手無(wú)策，即缺乏將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為編程實(shí)踐的能力。

因此，在C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐中，教師必須緊密圍繞學(xué)生的實(shí)際需求與學(xué)習(xí)動(dòng)力，不斷探索實(shí)施更為高效、創(chuàng)新的教學(xué)策略，努力激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的興趣，持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)課程教學(xué)的組織安排，確保教學(xué)活動(dòng)既符合新工科教育理念，又能有效對(duì)接社會(huì)對(duì)高素質(zhì)編程人才的需求。

2 " 教學(xué)方法改革

2.1 精心打造入門第一課，點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

教育家蘇霍姆林斯基的箴言提醒我們，教師不應(yīng)急于知識(shí)灌輸，而應(yīng)首要激發(fā)學(xué)生的情感共鳴與智力覺(jué)醒。作為C程序設(shè)計(jì)課程的開(kāi)篇，第一堂課無(wú)疑是塑造學(xué)生第一印象、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力的黃金時(shí)機(jī)。成功的首課應(yīng)如同一把鑰匙，解鎖學(xué)生的好奇心，引領(lǐng)他們滿懷熱情地踏入編程世界的大門。

（1）奠定學(xué)習(xí)價(jià)值認(rèn)同。教師應(yīng)深入淺出地闡述C程序設(shè)計(jì)在當(dāng)代社會(huì)中的核心價(jià)值與關(guān)鍵地位，通過(guò)展示C語(yǔ)言助力日常生活的便捷化，以及它在各行各業(yè)的創(chuàng)新變革案例，讓學(xué)生深刻意識(shí)到，掌握C程序設(shè)計(jì)不僅是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，更是拓寬個(gè)人職業(yè)道路、釋放自身潛能的鑰匙。

（2）破除編程神秘感。為拉近學(xué)生與編程的距離，教師可以巧妙運(yùn)用游戲與動(dòng)畫(huà)作為教學(xué)媒介，通過(guò)展示并讓學(xué)生親身體驗(yàn)如“貪吃蛇”“空戰(zhàn)”等經(jīng)典游戲程序的運(yùn)行，在娛樂(lè)中感受到編程的神奇與樂(lè)趣。同時(shí)，設(shè)定清晰可達(dá)的階段性目標(biāo)，如自制小游戲、開(kāi)發(fā)實(shí)用系統(tǒng)等，激勵(lì)學(xué)生逐步挑戰(zhàn)自我，享受編程帶來(lái)的成就感[2]。

（3）構(gòu)建知識(shí)框架，引導(dǎo)實(shí)踐探索。在知識(shí)傳授上，教師應(yīng)采取“精而不泛”的策略，重點(diǎn)勾勒C程序設(shè)計(jì)的核心概念框架，如編程語(yǔ)言基礎(chǔ)、算法邏輯、結(jié)構(gòu)化編程方法等，確保學(xué)生初步建立知識(shí)體系。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐先行的教學(xué)理念，鼓勵(lì)學(xué)生先動(dòng)手編寫(xiě)（或模仿）程序，再通過(guò)實(shí)際操作中的問(wèn)題反饋，逐步深化理解。這一過(guò)程雖充滿挑戰(zhàn)，但正是這些挑戰(zhàn)激發(fā)了學(xué)生的求知欲和探索欲，促使他們更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)，享受探索編程奧秘的樂(lè)趣。

2.2 借助“思維導(dǎo)圖”，優(yōu)化教學(xué)模式

“思維導(dǎo)圖”是一種高效的可視化思維整理工具，它采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)將符號(hào)、關(guān)鍵詞、豐富色彩、圖形等元素有機(jī)結(jié)合，巧妙地將復(fù)雜知識(shí)編織成條理清晰、層次分明的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，能為學(xué)生搭建起一座通往深刻理解與全面掌握的橋梁[3]。將“思維導(dǎo)圖”引入程序設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中，無(wú)疑能為傳統(tǒng)教學(xué)模式注入新的活力。

（1）課前，教師鼓勵(lì)學(xué)生預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，并嘗試獨(dú)立繪制思維導(dǎo)圖。這樣的實(shí)踐不僅能激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索新知識(shí)，還能有效培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生構(gòu)建起初步的知識(shí)框架，為即將展開(kāi)的課堂學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（2）課中，教師作為引導(dǎo)者，運(yùn)用精心設(shè)計(jì)的思維導(dǎo)圖作為輔助工具，引導(dǎo)學(xué)生深入探索程序設(shè)計(jì)的奧秘。學(xué)生帶著預(yù)習(xí)時(shí)積累的疑問(wèn)，緊隨教師步伐，深入剖析每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)比并修正自己前期繪制的思維導(dǎo)圖。這一過(guò)程不僅能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶，還能促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成效顯著提升。

（3）課后，學(xué)生在完善思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)習(xí)與鞏固，使新舊知識(shí)之間建立邏輯聯(lián)系，從而系統(tǒng)地梳理知識(shí)點(diǎn)，糾正理解偏差，并補(bǔ)充遺漏內(nèi)容。教師密切關(guān)注教學(xué)進(jìn)展與學(xué)生反饋，持續(xù)對(duì)思維導(dǎo)圖進(jìn)行迭代和優(yōu)化，確保其能夠更好地契合教學(xué)需求，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。

2.3 整合教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重“基

礎(chǔ)知識(shí)+實(shí)踐能力”培養(yǎng)

為達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目標(biāo)，我們遵循由“扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)”向“程序設(shè)計(jì)能力”進(jìn)而至“軟件開(kāi)發(fā)能力”的穩(wěn)步遞進(jìn)的教育路徑。

（1）固基礎(chǔ)。基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)生能力發(fā)展的基石，是其后續(xù)實(shí)踐能力提升不可或缺的重要前提。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，以中國(guó)大學(xué)MOOC為代表的在線教育平臺(tái)正日益成為知識(shí)傳播的主陣地，極大地豐富了教學(xué)資源的獲取渠道。教師應(yīng)積極整合并吸納如MOOC、專業(yè)博客論壇、微博等優(yōu)質(zhì)教育資源，構(gòu)建一個(gè)集多媒體教學(xué)課件、電子教材、視頻教程、實(shí)戰(zhàn)工程案例庫(kù)及開(kāi)源項(xiàng)目庫(kù)于一體的綜合教學(xué)資源庫(kù)。另外，針對(duì)課程中的核心知識(shí)點(diǎn)與學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師可制作簡(jiǎn)明扼要的微視頻，作為課堂教學(xué)的輔助學(xué)習(xí)材料。

（2）重實(shí)踐。為鍛煉學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，教師在規(guī)劃課程內(nèi)容時(shí)，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和學(xué)習(xí)需求，構(gòu)建一條由淺入深、循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)曲線，設(shè)計(jì)實(shí)用、有針對(duì)性的編程任務(wù)，通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題、開(kāi)發(fā)趣味啟發(fā)性的小游戲或者引入開(kāi)源項(xiàng)目參與，促進(jìn)學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)掌握與深入理解[4]。

例如，在講解一維數(shù)組章節(jié)時(shí)，教師可首先設(shè)定一個(gè)貼近學(xué)生生活的任務(wù)：利用一維數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)和管理全班同學(xué)某一門課程的成績(jī)。這一任務(wù)能使學(xué)生直觀理解一維數(shù)組的定義及數(shù)據(jù)的輸入輸出操作。隨后，教師將任務(wù)進(jìn)階至利用已存儲(chǔ)的成績(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算班級(jí)平均分，查找最高分與最低分。這一任務(wù)能加深學(xué)生對(duì)數(shù)組元素引用規(guī)則的理解，并初步掌握打擂臺(tái)算法的應(yīng)用。為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探索欲和創(chuàng)造力，教師自然引出更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)——實(shí)現(xiàn)班級(jí)學(xué)生成績(jī)的排序功能。該任務(wù)不僅能夠幫助學(xué)生深入理解冒泡排序算法的工作原理，還能引導(dǎo)他們主動(dòng)探索其他幾種排序算法的優(yōu)劣與適用場(chǎng)景。經(jīng)過(guò)這些精選實(shí)踐任務(wù)的鍛煉，學(xué)生對(duì)編程語(yǔ)法及算法基礎(chǔ)知識(shí)的理解將得到鞏固和深化，他們也將具備運(yùn)用課堂所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力。

（3）強(qiáng)應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生掌握了基本的編程知識(shí)與技能后，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用項(xiàng)目，將理論知識(shí)融入項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)際操作過(guò)程中，通過(guò)“做中學(xué)”的方式，深化學(xué)生對(duì)編程知識(shí)的理解與應(yīng)用能力。同時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖梳理項(xiàng)目的整體框架和關(guān)鍵步驟，幫助學(xué)生明確每個(gè)階段的具體任務(wù)和目標(biāo)，從而高效地推進(jìn)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施[4]。

以應(yīng)用項(xiàng)目學(xué)生信息管理系統(tǒng)為例，第一步，教師對(duì)學(xué)生信息管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將其分為系統(tǒng)登錄模塊、學(xué)生信息處理模塊和學(xué)生成績(jī)處理模塊3個(gè)模塊。其中，學(xué)生信息處理模塊包括學(xué)生信息的錄入、顯示、查找、刪除、修改和插入；學(xué)生成績(jī)處理模塊包括成績(jī)統(tǒng)計(jì)和成績(jī)排名兩部分。第二步，構(gòu)建出應(yīng)用項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)思維導(dǎo)圖，大致分為基礎(chǔ)知識(shí)和函數(shù)兩部分。第三步，教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。由于該系統(tǒng)中學(xué)生的信息類型較多，且復(fù)雜，因此在對(duì)學(xué)生信息進(jìn)行處理時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)塊形式的讀寫(xiě)操作。第四步，當(dāng)所有功能模塊開(kāi)發(fā)完畢后，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試，確保所有預(yù)設(shè)功能均可實(shí)現(xiàn)。第五步，教師通過(guò)思維導(dǎo)圖對(duì)項(xiàng)目的各模塊及關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)與回顧，并展示項(xiàng)目成果。通過(guò)各類應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)，學(xué)生將逐步理解和掌握程序設(shè)計(jì)的核心理念與實(shí)踐技巧，進(jìn)而為其未來(lái)的學(xué)術(shù)探索與職業(yè)生涯鋪設(shè)堅(jiān)實(shí)的基石[5]。

3 " 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中的既有挑戰(zhàn)，我們采取綜合的教學(xué)策略：精心打造入門第一課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)，采取項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，將理論知識(shí)與實(shí)踐操作無(wú)縫對(duì)接，創(chuàng)新性地引入“思維導(dǎo)圖”工具，為學(xué)生構(gòu)建直觀、有序的知識(shí)架構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收與靈活運(yùn)用。該教學(xué)方法不僅能深化學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的理解，還有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素質(zhì)。這些正是新工科背景下優(yōu)秀復(fù)合型人才所必備的素質(zhì)與能力。通過(guò)這一教學(xué)模式的實(shí)踐與持續(xù)優(yōu)化，我們期待能夠培養(yǎng)出更多具備扎實(shí)編程技能、良好綜合素質(zhì)及高度創(chuàng)新精神的未來(lái)工程師，為社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步貢獻(xiàn)智慧與力量。

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