以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的C程序設(shè)計教學(xué)研究

胡春安， 王俊嶺

（江西理工大學(xué)信息工程學(xué)院，江西贛州341000）

隨著信息化技術(shù)[1]不斷向縱深發(fā)展，社會正在向新型工業(yè)化方向發(fā)展，對人才知識結(jié)構(gòu)的要求也隨之發(fā)生改變，除了要有本專業(yè)知識和技能外，還要求具備較高的信息技術(shù)素養(yǎng)。早在2006年廣東省就對高校培養(yǎng)具有信息技術(shù)人才給予了政策上的支持，為高校培養(yǎng)”專業(yè)+信息技術(shù)”[2]的人才模式起了很好的示范作用。目前，國內(nèi)高等院校本科階段非計算機專業(yè)培養(yǎng)工科學(xué)生信息素養(yǎng)和信息技術(shù)能力的通識課程主要是《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》、《數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用》、《C語言程序設(shè)計》等，其核心課程是《C語言程序設(shè)計》。因為C語言對理工科的學(xué)生來說不失為一種最佳的編程入門語言，據(jù)編程語言流行度評估的權(quán)威機構(gòu)——TIOBE統(tǒng)計，2002～2009年世界程序設(shè)計語言排名中，C語言一直位列第二[3]。因此，C語言程序設(shè)計的教學(xué)對信息技術(shù)能力的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用，本文就C語言程序設(shè)計教學(xué)進(jìn)行深入探討。

一、C語言教學(xué)普遍存在的問題

作者從事C語言教學(xué)和管理工作多年，總體感到C語言課程教學(xué)存在的問題主要有四點：一是由于C語言程序設(shè)計的語法規(guī)則、數(shù)據(jù)類型、運算符、表達(dá)式、語句、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容較多，涉及到的知識點又多又細(xì)，且這些內(nèi)容又是計算機類考試的主要考查對象，因此，在教學(xué)中，教師不得不側(cè)重于知識點的基本語法語義、格式等基本元素的解釋、強調(diào)細(xì)節(jié)的掌握和熟記，知識點得不到貫穿應(yīng)用。二是教學(xué)學(xué)時的不足，造成教師趕進(jìn)度的現(xiàn)象嚴(yán)重。由于課堂時間有限，教學(xué)過程中往往只能舉一兩個例題進(jìn)行簡單驗證和語義說明，不能與學(xué)生進(jìn)行深入探討和知識點的應(yīng)用，形式單一，內(nèi)容枯燥，抽象難懂。三是教學(xué)進(jìn)程短，沒有足夠的時間訓(xùn)練編程，實驗內(nèi)容都是事先準(zhǔn)備好的，主要以驗證性為主，缺乏獨立分析、思考和解決實際問題的過程，程序設(shè)計能力得不到提高。四是考核手段常規(guī)化，缺少變革考試方式的勇氣。由于受教學(xué)條件和師資緊缺的限制以及計算機等級考試的要求，考試多采用書面形式，試卷一般由選擇題、填空題、程序閱讀題等標(biāo)準(zhǔn)化試題構(gòu)成，這樣勢必引導(dǎo)學(xué)生把注意力更多地放在對一些基本概念、語法細(xì)節(jié)規(guī)則和語言要素的學(xué)習(xí)上，而忽視了程序設(shè)計能力的考查?？偟膩碚f，隨著教學(xué)進(jìn)度的深入，學(xué)習(xí)難度的加大，學(xué)生對C語言越來越?jīng)]興趣，嚴(yán)重挫傷了學(xué)習(xí)積極性，致使每年掛科的人數(shù)不少，C語言整體教學(xué)效果處于欲上不能的狀態(tài),實現(xiàn)提高信息技術(shù)能力成為一句空話。針對這些問題的解決，作者在教學(xué)實踐中提出了“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”[4]的幾點教學(xué)體會與大家共同探討。

二、在教學(xué)過程中重視引導(dǎo)作用，以期達(dá)到事半功倍的效果

教育心理學(xué)指出，學(xué)習(xí)興趣是產(chǎn)生學(xué)習(xí)自覺性的最好動力。因此，在C語言教學(xué)時首先必須牢固樹立“提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣”的教學(xué)理念，并將這個理念貫徹到每堂課的教案設(shè)計中，用興趣引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動獲取知識。

（一）課前重視C語言教學(xué)內(nèi)容的點面組織

C語言程序設(shè)計包括結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計基礎(chǔ)[5]和模塊化程序設(shè)計[5]兩部分。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計基礎(chǔ)包括：C概述、數(shù)據(jù)類型、運算符、表達(dá)式、簡單的輸入和輸出、流程控制語句等，這部分的內(nèi)容較形式化，是程序設(shè)計的理論基礎(chǔ)。模塊化程序設(shè)計包括：函數(shù)、編譯預(yù)處理、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、共用體、枚舉類型、指針和文件等，這部分內(nèi)容是實現(xiàn)程序模塊化和程序設(shè)計的基礎(chǔ)，也是編程能力的體現(xiàn)。由于理論授課學(xué)時一般僅有30學(xué)時，如何在短時間內(nèi)通過授課讓學(xué)生快速掌握這么多的內(nèi)容，又不至于因為必要的強調(diào)細(xì)節(jié)讓學(xué)生感到枯燥難懂，對教師而言是個非常大的挑戰(zhàn)。因此，教案的設(shè)計就尤為重要，不僅要有每章面上的內(nèi)容，而且要有點上的精髓。點是核心，是每章要掌握的重點，應(yīng)根據(jù)內(nèi)容特點設(shè)計好教學(xué)方法重點講解，通常可以采用案例教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)。面是覆蓋，是內(nèi)容的完整性，起承前起后的貫穿作用，教學(xué)可以考慮采用討論式和任務(wù)驅(qū)動式，通過點面結(jié)合的講解，既然使學(xué)生較快地全面了解課程內(nèi)容，又能掌握重點知識，且解決了一點一滴灌輸式的傳統(tǒng)教學(xué)無法解決的學(xué)時少任務(wù)重趕進(jìn)度的問題。

（二）重視課程概述的作用，開啟自主學(xué)習(xí)意識

俗話說萬事開頭難，足見開頭的重要。由于第一章是課程概述,有些老師尤其是青年教師可能會忽視它的重要性，為了趕教學(xué)進(jìn)度會直接開講課程，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，作者認(rèn)為第一節(jié)課應(yīng)重在開啟激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主體學(xué)習(xí)意識，如果以音樂程序或圖形程序開講，以視聽刺激學(xué)生的感觀，會比干巴巴地灌輸式的教學(xué)效果好很多。此時學(xué)生可能對這些程序不懂，但沒關(guān)系，達(dá)到激發(fā)學(xué)生了解程序的作用和探索程序的興趣就達(dá)到教學(xué)目的了。之后，教師再以飽含激情的方式介紹C語言程序設(shè)計在現(xiàn)代編程語言中的地位、廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域以及C語言在他們專業(yè)中的應(yīng)用，慢慢地將思路迂回到各章節(jié)內(nèi)容的概要介紹，引導(dǎo)學(xué)生快速、簡單全面地了解各章在程序設(shè)計中的地位和作用，引導(dǎo)他們在后續(xù)幾章教學(xué)中如何快速掌握必要的基本元素和語法語義，理順學(xué)習(xí)主線有利于學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中把握節(jié)奏、掌握重點和難點，為后續(xù)的自主學(xué)習(xí)做好思想引導(dǎo)工作。

（三）重視算法思想引導(dǎo)，奠定程序設(shè)計基礎(chǔ)

計算機之所以能夠自動工作，其工作基礎(chǔ)是按人們事先編好的程序進(jìn)行的，而程序是以算法為基礎(chǔ)，算法是解決問題的方法和步驟，是實現(xiàn)程序設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，在C語言教學(xué)中必須在語言基礎(chǔ)、算法、編程三者之間找到一個切入點，讓學(xué)生在快速了解和掌握一定程度的語言基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)編程，對提高學(xué)生的編程能力起著重要作用。

算法是程序設(shè)計的思想基礎(chǔ)，在C程序教學(xué)中雖然不能像計算機專業(yè)那樣詳細(xì)講解，但可以簡而精講。在作者的教學(xué)中專門安排了2學(xué)時用于講C程序中幾個經(jīng)典的算法，從實現(xiàn)問題著手分析，然后根據(jù)分析寫出解題步驟，再通過C語言一一對照實現(xiàn)，最后得到一個完整的能運行的C程序，實現(xiàn)問題求解。教學(xué)過程的重點在于指導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)問題寫算法，如何根據(jù)算法寫程序，如何運行程序?qū)崿F(xiàn)計算機自動化解決問題。由于是初學(xué)，授課仍以解決趣味性的小問題為主，通過布置作業(yè)驅(qū)動學(xué)生課后互相討論算法，試著學(xué)寫算法，經(jīng)過幾個作業(yè)的來回訓(xùn)練鞏固算法思想，便能讓學(xué)生較好地掌握算法與程序的關(guān)系[6]，掌握程序設(shè)計自頂向下，逐步細(xì)化的設(shè)計思想。有了算法基礎(chǔ)，在“模塊化程序設(shè)計”這部分的教學(xué)中學(xué)生就能較好地領(lǐng)會語句的邏輯性，合乎邏輯性地組織語句寫程序，再也不會感到編程難以下手，編程能力的提高有了基礎(chǔ)保障。

三、改革教學(xué)方法和管理模式，實現(xiàn)由傳授知識到培養(yǎng)能力的轉(zhuǎn)變

（一）盡快讓學(xué)生動手編寫小程序，細(xì)節(jié)在編程中消化

在接下來的幾章內(nèi)容是數(shù)據(jù)類型、運算符、表達(dá)式、控制語句等形式化的基礎(chǔ)內(nèi)容，這些內(nèi)容好比文章中用到的字、詞、句，不可或缺。但如果教師在講授過程中過多地講解字、詞、句的用法和語法，學(xué)生則會不得應(yīng)用要領(lǐng)。由于這些知識點多，且都是編譯系統(tǒng)賦予的語法語義，沒有邏輯性，過多地強調(diào)基本元素的語法語義會令學(xué)生難記難懂，很容易挫敗學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此必須對這些形式化的知識進(jìn)行快速且完整的簡單語義的講解，讓學(xué)生盡快動手編寫小程序。因為動手編寫程序是學(xué)習(xí)C語言的最好方法。在學(xué)寫程序過程中，通過對求解問題的邏輯分析，寫出算法，然后根據(jù)算法描述讓學(xué)生試著用所學(xué)知識點學(xué)寫程序，通過程序便能夠讓學(xué)生快速理解語句的格式、語法和語義，正確理解程序之間的邏輯思想，這種講授方式比讓學(xué)生死背語句格式、語義效果要好得多。由于從問題分析到問題解決都是學(xué)生親自參與，動手編程，經(jīng)過幾個項目的訓(xùn)練就能逐步積累編程方法和技巧，隨著訓(xùn)練題的難度和復(fù)雜度的增加，學(xué)生的分析問題和解決問題的能力也在不斷積累和提高，教學(xué)由傳授知識到培養(yǎng)能力的轉(zhuǎn)變得以逐步實現(xiàn)。

（二）啟用專業(yè)教師授課,提升編程應(yīng)用能力

隨著社會向信息化縱深發(fā)展，很多行業(yè)已進(jìn)入自動化控制生產(chǎn)狀態(tài)。由于教師通常由計算機學(xué)科的老師擔(dān)任，這些老師沒有工程應(yīng)用背景，教學(xué)過程中只能就理論講解，為教學(xué)而教學(xué)，學(xué)生了解不到C編程與專業(yè)的關(guān)系[9]，因而學(xué)習(xí)積極性不高。為了強化C程序在專業(yè)工程中的應(yīng)用，在教學(xué)安排中大膽啟用專業(yè)教師進(jìn)行授課，發(fā)揮專業(yè)教師的專業(yè)特長，結(jié)合專業(yè)問題進(jìn)行編程來引導(dǎo)學(xué)生體會C程序在專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。如自動化、電氣、通訊、電子信息、機械、測控等計算機應(yīng)用要求較高的專業(yè)在安排教學(xué)任務(wù)時首選專業(yè)能力強、科研項目多的專業(yè)老師任教[10]，以引導(dǎo)學(xué)生理解C程序在專業(yè)中的應(yīng)用以及如何利用C程序解決問題，這種教學(xué)安排有利于工科學(xué)生信息技術(shù)能力的提高。

（三）建立以能力考核為本的考核方式

教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段改革必然會牽動考試方式的改革，如果考試方式不改，其它改革便成為空談。以往評價學(xué)生C語言程序設(shè)計的學(xué)習(xí)效果通常是筆試方式，這種方式片面性較大，考查不了學(xué)生的實際動手編程能力。為解決“會考試”和“會編程”不一致的矛盾，需要建立以培養(yǎng)學(xué)生編程能力為本的考試方式[7]，即要考查學(xué)生對C語言基礎(chǔ)的掌握，也要考查學(xué)生的編程能力。語言基礎(chǔ)為輔，約占總成績的30%，編程能力為主，約占總成績的40%，平時實訓(xùn)占30%，這樣的考核方式可以引導(dǎo)學(xué)生將精力和時間放在編程練習(xí)上，訓(xùn)練多了那些死記硬背的語法細(xì)則也就自然融合在編程思想里了，成績的提高便可成為必然。

四、建立理想的課外學(xué)習(xí)環(huán)境，輔助課堂教學(xué)

教學(xué)過程是教師與學(xué)生互動的過程。教師在教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用，學(xué)生是主體，只有激發(fā)主體的主觀能動性，才能在學(xué)習(xí)中獲得知識和能力，因而構(gòu)建一個理想的課外學(xué)習(xí)環(huán)境也是教學(xué)中必須考慮的事情。

（一）建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要

傳統(tǒng)的教學(xué)側(cè)重于課堂上的教學(xué)改革，而現(xiàn)代教學(xué)理念隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展已發(fā)生革命性的變化。在注重傳統(tǒng)教學(xué)的同時，應(yīng)重視網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的輔助作用[8]，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展網(wǎng)絡(luò)課外教學(xué)，將教材內(nèi)容與網(wǎng)上資源進(jìn)行優(yōu)化整合，創(chuàng)設(shè)有意義的學(xué)習(xí)情境，根據(jù)不同級別不同層次的學(xué)生分析教學(xué)目標(biāo)，從小課件、小知識點、小問題到大問題、大作業(yè)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計以滿足學(xué)生個別化學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的需要，通過教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與論壇互動討論和自我測試，研討等學(xué)習(xí)活動，可以提高學(xué)生在學(xué)習(xí)C語言過程中的知識獲取能力。教師則可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺反饋的意思和建議及時給予指導(dǎo)、評價，改進(jìn)，以利于更好地調(diào)控教學(xué)進(jìn)程，達(dá)到最佳教學(xué)效果。

（二）開展形式多樣的課外活動，提高主動參與意識

項目實訓(xùn)、課程設(shè)計、校內(nèi)C語言競賽、ACM競賽等形式多樣的課外活動是發(fā)揮學(xué)生能力的有效途徑。課程設(shè)計和項目實訓(xùn)是能力培養(yǎng)的實踐環(huán)節(jié)，是熟練掌握程序設(shè)計方法的基礎(chǔ)，在教學(xué)過程中注重個別指導(dǎo)，挖掘潛力，因勢利導(dǎo)；校內(nèi)C語言競賽可以讓更多的普通學(xué)生參與其中，通過競賽活動，由“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”，培養(yǎng)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)習(xí)慣，為ACM學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；而ACM競賽是世界上公認(rèn)的規(guī)模最大、水平最高的國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽，其目的旨在使大學(xué)生運用計算機來充分展示自己分析問題和解決問題的能力，通過組建ACM興趣小組，由計算機學(xué)科博士帶隊指導(dǎo)，要求小組通力合作來訓(xùn)練學(xué)生如何完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)出了一批學(xué)術(shù)水平高，解決問題能力強的優(yōu)秀學(xué)生。

五、結(jié) 語

作者通過引導(dǎo)C編程興趣開啟學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識來培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的能力為出發(fā)點，以“能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以實現(xiàn)傳授知識到培養(yǎng)能力轉(zhuǎn)變”為目標(biāo)，以“基礎(chǔ)知識為起點，以算法為基礎(chǔ)，以應(yīng)用為中心，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)”的教學(xué)思想，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，激發(fā)、調(diào)動、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)情感，喚醒學(xué)生主體學(xué)習(xí)意識和主動獲取知識潛能，強調(diào)獨立思考、獨立分析、獨立設(shè)計、團結(jié)合作的實踐訓(xùn)練，使學(xué)生的邏輯思維和編程能力得到提高，以期培養(yǎng)能應(yīng)對新型化工業(yè)社會要求的“專業(yè)+信息技術(shù)”的復(fù)合人才。

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