“C程序設(shè)計(jì)”專業(yè)基礎(chǔ)課程中三種能力培養(yǎng)的教學(xué)探索

祝勝林 邢仲璟 林丕源

摘要:“C程序設(shè)計(jì)”課程是信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。本文將課程教學(xué)質(zhì)量的提高轉(zhuǎn)化為三種能力的培養(yǎng),即學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力和知識(shí)遷移能力,探索通過(guò)三種能力的培養(yǎng)提高“C程序設(shè)計(jì)”專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:C語(yǔ)言;程序設(shè)計(jì);能力培養(yǎng);教學(xué)探索

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

掌握一門高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是高等院校學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的必要條件之一,而C語(yǔ)言是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一,因此“C程序設(shè)計(jì)”成為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課程。該課程的教學(xué)水平不僅影響本課程的學(xué)習(xí)效果,而且影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果,所以提高該課程的教學(xué)質(zhì)量具有十分重要的意義。

“C程序設(shè)計(jì)”課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“理論+實(shí)驗(yàn)”。理論教學(xué)一般采用“計(jì)算機(jī)+投影+黑板”的教學(xué)設(shè)施,教學(xué)課件是PPT文檔,教學(xué)方法是教師控制PPT播放的進(jìn)度,邊播邊講,學(xué)生邊聽(tīng)邊記筆記。實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)三種類型。一般采用“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”的教學(xué)材料,學(xué)生根據(jù)“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”的安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該教學(xué)模式比較適合教師對(duì)教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行控制,教師處于“主動(dòng)”地位,而學(xué)生處于“被動(dòng)”地位。

2問(wèn)題的提出及相關(guān)研究

2.1問(wèn)題的提出

通過(guò)對(duì)學(xué)過(guò)該課程的學(xué)生和后續(xù)專業(yè)課程的教師進(jìn)行教學(xué)效果調(diào)查,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在如下不足:

(1) 學(xué)生的反饋。課程的語(yǔ)法知識(shí)太多,理解和記憶都不太容易,即使記住了語(yǔ)法知識(shí)也不一定能靈活應(yīng)用,程序調(diào)試不容易通過(guò),獨(dú)立地編寫程序更難等。

(2) 后續(xù)專業(yè)課教師的反饋。語(yǔ)言基礎(chǔ)不牢固,學(xué)過(guò)的知識(shí)如何應(yīng)用到新的課程還有些困難;適應(yīng)新的開(kāi)發(fā)環(huán)境能力差,動(dòng)手編寫程序的能力弱,缺乏克服困難的主動(dòng)性等。

在傳統(tǒng)的“理論+實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式下,加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力和知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)成為提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.2相關(guān)研究

針對(duì)“C程序設(shè)計(jì)”課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的不足,探索諸如“建構(gòu)主義教學(xué)方法”、“案例教學(xué)法”和“項(xiàng)目教學(xué)法”等教學(xué)方法在該課程的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。

建構(gòu)主義認(rèn)為,知識(shí)不是通過(guò)教師的傳授得到的,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境,即社會(huì)文化背景下,借助其他人的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式來(lái)獲得,學(xué)習(xí)的質(zhì)量是學(xué)習(xí)者建構(gòu)意義能力的函數(shù),而不是學(xué)習(xí)者重現(xiàn)教師思維過(guò)程能力的函數(shù)。建構(gòu)主義教學(xué)方法已經(jīng)在”C程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中得到了一定的應(yīng)用并且取得了較好的效果,但這些方法對(duì)教師的組織能力和學(xué)生的參與水平有比較高的要求。

“案例教學(xué)法”是目前國(guó)內(nèi)外比較流行的一種教學(xué)方法,被普遍應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、法學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科的教學(xué),也被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教學(xué)中?！鞍咐虒W(xué)”有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析與解決問(wèn)題的能力,但設(shè)計(jì)和編寫教學(xué)案例會(huì)給教師增加額外的負(fù)擔(dān),而且選擇能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)案例也不太容易。

“項(xiàng)目教學(xué)法”是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目來(lái)實(shí)施教學(xué)活動(dòng),通過(guò)理論與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合,充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。該方法有助于提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力,但對(duì)學(xué)生的克服困難、認(rèn)真鉆研的主動(dòng)性要求比較高,如果過(guò)程監(jiān)控不到位,則可能出現(xiàn)嚴(yán)重的抄襲問(wèn)題。

本文研究在“理論+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式下綜合應(yīng)用各種教學(xué)方法的長(zhǎng)處,既不過(guò)多增加教師的工作量,又提高學(xué)生三種能力的培養(yǎng)水平。

3注重三種能力培養(yǎng)的教學(xué)探索

“C程序設(shè)計(jì)”課程專業(yè)基礎(chǔ)課程一般在第一或第二學(xué)期開(kāi)設(shè),面向大學(xué)新生,中學(xué)應(yīng)試教育的學(xué)習(xí)方法已經(jīng)不能完全適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,因此教師在課程中應(yīng)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力和知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)。

3.1注重學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

“C程序設(shè)計(jì)”課程包括C語(yǔ)言知識(shí)、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想等內(nèi)容,學(xué)生開(kāi)始學(xué)時(shí)候比較認(rèn)真,對(duì)所學(xué)內(nèi)容掌握較好,但大部分同學(xué)過(guò)于注重細(xì)節(jié),習(xí)慣機(jī)械記憶,隨著知識(shí)點(diǎn)的增多,機(jī)械記憶容易出錯(cuò),逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。因此筆者從課前預(yù)習(xí)、課中聽(tīng)講和課后復(fù)習(xí)三個(gè)階段引導(dǎo)學(xué)生把握學(xué)習(xí)的主線。

(1) 課前預(yù)習(xí)。課前對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容作一個(gè)概要性的預(yù)習(xí),讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有個(gè)初步了解,分清重點(diǎn)和難點(diǎn),提高學(xué)生的聽(tīng)課效率。為了取得較好的預(yù)習(xí)效果,要提前布置預(yù)習(xí)內(nèi)容,然后對(duì)預(yù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行檢查,譬如將單選題測(cè)驗(yàn)、概念提問(wèn)等檢驗(yàn)的情況記入平時(shí)成績(jī)。

(2) 課中聽(tīng)講。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講,首先要有充分準(zhǔn)備的教案,其次要進(jìn)行適時(shí)的課堂提問(wèn),再次對(duì)學(xué)生課堂筆記進(jìn)行檢查,譬如課后用2～3分鐘隨機(jī)抽查部分學(xué)生的筆記,檢查的情況也記入平時(shí)成績(jī)。

(3) 課后復(fù)習(xí)。為了督促學(xué)生及時(shí)地復(fù)習(xí),要布置一定的作業(yè)題,下一課要對(duì)復(fù)習(xí)的效果進(jìn)行考查,考查情況也記入平時(shí)成績(jī)。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的督促,大部分學(xué)生能夠適應(yīng)三階段學(xué)習(xí)方法,逐漸提高自己的學(xué)習(xí)能力。

3.2注重應(yīng)用能力的培養(yǎng)

程序設(shè)計(jì)課程重在應(yīng)用,在應(yīng)用中掌握語(yǔ)言的語(yǔ)法知識(shí)、編程思想,將抽象的概念和知識(shí)形象化,有利于知識(shí)的理解與記憶。本文應(yīng)用“案例設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法、“項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”的教學(xué)方法探索對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

3.2.1 “案例設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法

案例設(shè)計(jì)是“案例教學(xué)”應(yīng)用于“C程序設(shè)計(jì)”課程獲得成功的關(guān)鍵,一般由教師完成。由于教師與學(xué)生的知識(shí)背景和閱歷不同,興趣點(diǎn)不可能完全一致,所以教師辛苦設(shè)計(jì)的案例并不一定能引起學(xué)生的興趣。為此,筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行案例設(shè)計(jì),即“案例設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法。

“案例設(shè)計(jì)”的要點(diǎn)包括:(1)經(jīng)典教學(xué)案例的講解。通過(guò)講解使得學(xué)生掌握案例設(shè)計(jì)的步驟、方法。(2)案例征集。用“頭腦風(fēng)暴”法激發(fā)學(xué)生的靈感,促進(jìn)優(yōu)秀案例的產(chǎn)生。(3)案例評(píng)價(jià)。案例展示、學(xué)生評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)、優(yōu)秀案例答辯等形式的案例評(píng)價(jià),有助于提高學(xué)生的參與意識(shí)。(4)案例庫(kù)完善。案例庫(kù)存放所有學(xué)生的案例設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià),有助于學(xué)生進(jìn)行意義建構(gòu)或?qū)W習(xí)探究等。

3.2.2“項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”的教學(xué)方法

“案例設(shè)計(jì)”形成的案例其實(shí)就是項(xiàng)目的需求分析,對(duì)案例進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)有助于學(xué)生獲得真實(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)歷,進(jìn)一步明確注釋、編程風(fēng)格和開(kāi)發(fā)記錄等對(duì)項(xiàng)目成功實(shí)施的意義。

“項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”的要點(diǎn)包括:(1)數(shù)據(jù)模型。要區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)或結(jié)果的存儲(chǔ)方式是內(nèi)存還是外存,內(nèi)存方式可以是變量、數(shù)組或鏈表,外存方式是文件。(2)功能規(guī)劃。包括功能安排和菜單設(shè)計(jì)。(3)函數(shù)規(guī)劃。根據(jù)功能要求明確函數(shù)調(diào)用關(guān)系。(4)函數(shù)設(shè)計(jì)。包括函數(shù)的原型、數(shù)據(jù)傳遞方式和功能實(shí)現(xiàn)。(5)系統(tǒng)調(diào)試。應(yīng)用項(xiàng)目管理的思想,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試和完善使用說(shuō)明的編寫。(6)項(xiàng)目評(píng)價(jià)。項(xiàng)目實(shí)施情況按指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià),爭(zhēng)優(yōu)的項(xiàng)目需要參加答辯。

3.3注重知識(shí)遷移能力培養(yǎng)

不少同學(xué)認(rèn)為,C語(yǔ)言太靈活,容易出錯(cuò),直接應(yīng)用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的機(jī)會(huì)很少,這影響了他們學(xué)習(xí)“C程序設(shè)計(jì)”課程的積極性和主動(dòng)性。其實(shí),每一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言雖然各有特點(diǎn),但它們之間存在許多共性的東西,學(xué)好了C語(yǔ)言,對(duì)學(xué)習(xí)其他高級(jí)語(yǔ)言有較大的幫助,這就是知識(shí)遷移能力。因此,在教學(xué)過(guò)程中,除了要注重學(xué)習(xí)C語(yǔ)言本身,更要注重學(xué)習(xí)高級(jí)語(yǔ)言的共性。

(1)IPO思想。一般程序都包括輸入(Input)、處理(Process)和輸出(Output)三部分,編寫或分析程序分成三個(gè)部分有助于簡(jiǎn)化問(wèn)題。

(2) 結(jié)構(gòu)化思想。三種基本結(jié)構(gòu)、復(fù)合語(yǔ)句和結(jié)構(gòu)嵌套。任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)都可以細(xì)分為這三種結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)化讀寫和分析程序有助于提高學(xué)習(xí)效率。

(3) 模塊化思想。宏、函數(shù)、方法或過(guò)程就是程序模塊,C語(yǔ)言是一種函數(shù)式語(yǔ)言,函數(shù)是C程序的模塊。模塊化可以將一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化,有助于問(wèn)題的控制與解決。

在程序分析或設(shè)計(jì)中,注重上述高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的共性,有助于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。

4結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)2003級(jí)、2004級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教學(xué)反饋的數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的教學(xué)模式下,通過(guò)在“C程序設(shè)計(jì)”專業(yè)基礎(chǔ)課程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力和知識(shí)遷移能力,大部分學(xué)生不僅提高了學(xué)習(xí)C語(yǔ)言、應(yīng)用C語(yǔ)言解決問(wèn)題的能力,而且在語(yǔ)言學(xué)習(xí)方法、程序設(shè)計(jì)思想和編程實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)等方面都取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

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