C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革研究

劉添華，周 屹，運(yùn)海紅

（黑龍江工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150050）

為改變目前工程教育中重理論、輕實(shí)踐，學(xué)生眼高手低的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，提出了有針對(duì)性的教育理念。如“CDIO”和“卓越工程師計(jì)劃”就是其中重要的改革探索?！癈DIO”作為一種工程教育模式，代表了構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）四個(gè)教育層面。它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程；“卓越工程師計(jì)劃”也是以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。而側(cè)重能力培養(yǎng)、注重做中學(xué)是兩者的共性所在，代表了今后一個(gè)時(shí)期工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方向。這也意味著課程體系及具體課程建設(shè)都要瞄準(zhǔn)這一方向。

C語言程序設(shè)計(jì)課程是一門理工科學(xué)生必修的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，主要面向一、二年級(jí)同學(xué)開設(shè)，不僅是國家計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的需要，更為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定良好的邏輯思維、計(jì)算思維、程序設(shè)計(jì)、程序調(diào)試基礎(chǔ)。C語言是一種衍生語言，很多流行語言、新生語言都借鑒了它的思想，正確掌握C語言，是學(xué)習(xí)C＋＋、Java、C＃等編程語言的基礎(chǔ)。

對(duì)任何課程教學(xué)而言，教學(xué)主導(dǎo)是教師，教學(xué)主體是學(xué)生，決定教學(xué)品味的是教學(xué)方法，決定教學(xué)品質(zhì)的是教學(xué)內(nèi)容，而檢核教學(xué)效果的是考核方式。對(duì)于C語言這門課程也不例外，本文以C語言課程教學(xué)改革為切入點(diǎn)，瞄準(zhǔn)“側(cè)重能力培養(yǎng)”及“注重做中學(xué)”的培養(yǎng)理念進(jìn)行課程改革，通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、轉(zhuǎn)變考核方式這三方面改革實(shí)踐，使傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)課程更適應(yīng)當(dāng)前人才培養(yǎng)需要。

1 C語言課程教學(xué)中存在的問題

問題導(dǎo)向是C語言課程教學(xué)改革的邏輯起點(diǎn)。那么在C語言課程教學(xué)實(shí)踐中存在哪些突出問題呢？本文認(rèn)為存在“三多三少”的問題，即：概念多實(shí)例少；理論多編程少；灌輸多互動(dòng)少。

概念多、語法復(fù)雜，缺少既有說服力又簡(jiǎn)潔易懂的教學(xué)實(shí)例，勢(shì)必使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極性不高；編程少使學(xué)生的動(dòng)手能力薄弱，獨(dú)立編寫程序解決實(shí)際問題比較困難；更要引起注意的是，目前計(jì)算機(jī)語言課堂的通病是課堂教學(xué)方式單一、枯燥、互動(dòng)少，C語言也不例外。這些問題在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中都或多或少存在，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣喪失，影響了教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。也與注重能力培養(yǎng)和做中學(xué)的先進(jìn)工程教育理念背道而馳，到了不可不改的地步。

2 C語言課程教學(xué)改革探索

針對(duì)前面提到的問題，應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、邏輯思維及動(dòng)手能力體現(xiàn)在課程教學(xué)當(dāng)中，開展有針對(duì)性的改革。內(nèi)容決定品質(zhì)，教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整是改革核心；方法是載體，要讓學(xué)生發(fā)自內(nèi)心喜歡這門課程，從惡之到樂之，教學(xué)方法的改革十分重要；而最后改革成敗與否需要評(píng)價(jià)依據(jù)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，所以與課堂教學(xué)相配套的考核方式改革也勢(shì)在必行。這樣就構(gòu)成了三位一體的課程改革總體思路，并且是一個(gè)可以動(dòng)態(tài)測(cè)控調(diào)整的閉環(huán)系統(tǒng)。貫穿在三項(xiàng)改革中間的主線就是能力提升，以需求為導(dǎo)向，以應(yīng)用為目標(biāo)，學(xué)以致用。

2.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

C語言課程的特點(diǎn)是內(nèi)容多，如果完全按照課本的章節(jié)順序逐一推進(jìn)，很難按時(shí)完成教學(xué)計(jì)劃且使教學(xué)內(nèi)容空泛，重點(diǎn)不突出。因此，弱化一部分內(nèi)容（如運(yùn)算符、編譯預(yù)處理、文件等），“凝練重點(diǎn)，整合知識(shí)模塊”成為該課程授課內(nèi)容改革的重點(diǎn)。

主要做法是把原來教材中按章節(jié)設(shè)計(jì)的“橫切片”式的教學(xué)內(nèi)容按教學(xué)進(jìn)程進(jìn)行重新組織調(diào)整，使之變成依托各種實(shí)例程序的“縱貫線”式教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化各章節(jié)間的有機(jī)聯(lián)系，對(duì)基本概念、知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)強(qiáng)化，從而提升教學(xué)效果，更新后的教材主要包括四大知識(shí)模塊，見表1。

表1 知識(shí)模塊

可以看出，整合后的教學(xué)內(nèi)容更加注重知識(shí)點(diǎn)之間的有機(jī)連接，“前為后基礎(chǔ)，后為前提升”，環(huán)環(huán)相扣，滾動(dòng)遞進(jìn)。如果前面有遺忘，后面也無法完成，倒逼學(xué)生在接受新知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)回顧上一模塊的教學(xué)內(nèi)容，以此類推，直至全部課程講授完畢。這就促進(jìn)了所有知識(shí)點(diǎn)的融匯貫通和扎實(shí)掌握。

教學(xué)內(nèi)容的另一改革措施就是突出教學(xué)實(shí)例。力求通過形象思維鞏固邏輯思維，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。改變?cè)瓉砀拍疃?、?shí)例少的教學(xué)內(nèi)容架構(gòu)。例如數(shù)組章節(jié)，原有14個(gè)例題，現(xiàn)在增加到20個(gè)例題。函數(shù)章節(jié)，原有16個(gè)例題，現(xiàn)在增加到23個(gè)例題。更加注重課堂教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充。且增加的教學(xué)實(shí)例都是仔細(xì)斟酌，有趣鮮活的，具有足夠的知識(shí)承載量，使課程內(nèi)容集先進(jìn)性和趣味性于一體。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法

目前，各類課程改革都較為注重理論教學(xué)與實(shí)踐的緊密結(jié)合，啟發(fā)式、互動(dòng)式、網(wǎng)絡(luò)化、全方位等等。對(duì)于C語言課程而言，要找到適合該門課程本身的教學(xué)方式方法，而且要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用。在具體實(shí)踐中，增加了符合90后學(xué)生思維模式和文化特點(diǎn)的編程訓(xùn)練，利用目前便捷的網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)終端，將課堂拓展延伸，變枯燥的課堂灌輸為課上、課下雙向互動(dòng)模式，改變前面提到的灌輸多、互動(dòng)少的教學(xué)方式，提高學(xué)生的接受度，具體做法如下。

2.2.1 啟發(fā)教學(xué)

在課程講授過程中，教師首先把新知識(shí)隱藏在一個(gè)或多個(gè)案例當(dāng)中，然后組織學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行思考、分析、討論。例如在講解循環(huán)嵌套九九乘法表案例時(shí)，先講貼近生活的有趣味的例子——俄羅斯的套娃，兩者相似，都是一個(gè)結(jié)構(gòu)被另一個(gè)結(jié)構(gòu)完整包含，之后再由一個(gè)算式過渡到一行，由一行過渡到整個(gè)乘法表，這樣從點(diǎn)到線，從線到面，抽絲剝繭、層層遞進(jìn)。這種方法不但給學(xué)生提供了充分的思考和質(zhì)疑空間，而且學(xué)生邊學(xué)邊做，自然對(duì)所學(xué)知識(shí)理解得更加深入。

2.2.2 課堂翻轉(zhuǎn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是C語言課程教學(xué)的重點(diǎn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是教師講授加學(xué)生上機(jī)，教師講授過程中只是介紹語法和操作，對(duì)編程思路的引導(dǎo)，往往不到位。學(xué)生上機(jī)也只是按老師灌輸?shù)姆椒ú僮饕槐椋緛硎翘岣邔W(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的最佳平臺(tái)卻形同虛設(shè)，學(xué)生沒有鞏固所學(xué)、沒有自由發(fā)揮、沒有能力提升。

對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革就是要打破傳統(tǒng)模式。具體做法是：將學(xué)生推到主體位置，深入挖掘?qū)W生潛能。教學(xué)形式采用分組討論式，讓學(xué)生3～4人一組，組內(nèi)同學(xué)分工合作，大家既分享知識(shí)，又養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)意識(shí)，還可以互相啟發(fā)，彌補(bǔ)盲點(diǎn)。每次實(shí)驗(yàn)課每組選派一人上臺(tái)講授解題思路、方法和經(jīng)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，更主要的是讓學(xué)生改變了對(duì)語言、編程的陌生感和恐懼感，讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)中激發(fā)潛能，樹立自信，這恰恰是包括課程改革在內(nèi)所有教學(xué)改革的宗旨和目的所在。

2.2.3 以賽促學(xué)

目前，各級(jí)各類計(jì)算機(jī)競(jìng)賽，不僅能帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)異的比賽成績(jī)也能加大學(xué)生求職的籌碼。鼓勵(lì)學(xué)生參加軟件編程競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生求知欲和自我實(shí)現(xiàn)是教學(xué)方法改革的重要組成部分。通過比賽，豐富了實(shí)踐教學(xué)的形式，真正讓學(xué)生在實(shí)戰(zhàn)中得到鍛煉，以賽帶學(xué)、以賽促學(xué)、以賽驗(yàn)學(xué)。在過去的兩年里，學(xué)生在相關(guān)比賽中已經(jīng)取得非常優(yōu)異的成績(jī)。2013年底，學(xué)生參加了學(xué)校的第13屆“科技之星”計(jì)算機(jī)大賽，有三名同學(xué)獲獎(jiǎng)。通過比賽，學(xué)生的編程能力得到很大提升。

2.2.4 仿真演練

通過綜合實(shí)訓(xùn)或課程設(shè)計(jì)的方式，使學(xué)生在學(xué)以致用的氛圍里，親身體驗(yàn)，獨(dú)立完成項(xiàng)目的全過程（從系統(tǒng)分析、功能劃分、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、直到調(diào)試完成）。每名同學(xué)一個(gè)題目，同學(xué)之間不能重復(fù)，表2為選取某學(xué)期學(xué)生課程設(shè)計(jì)部分題目，可以看出題目設(shè)計(jì)的實(shí)用性和趣味性。

表2 課程設(shè)計(jì)題目

通過改革，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，學(xué)生在課堂上能積極主動(dòng)思考，課下能主動(dòng)找老師提出自己的設(shè)計(jì)方案，同老師討論優(yōu)化算法；能夠在老師的指導(dǎo)下，參與到實(shí)戰(zhàn)性的程序競(jìng)賽中，把課堂所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到其中；同時(shí)也為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，通過課程設(shè)計(jì)仿真模擬工程環(huán)境，提高了學(xué)生的工程能力和工程素養(yǎng)，以及創(chuàng)新能力。

2.3 轉(zhuǎn)變考核方式

C語言作為一門操作性很強(qiáng)的課程，課程考核應(yīng)從實(shí)踐出發(fā)、立足能力培養(yǎng)。筆試的形式并不能全面考核學(xué)生的能力。改革后的考核方式主要是利用上機(jī)進(jìn)行考核，考試的內(nèi)容偏重編程，語法知識(shí)自然嵌套其中?？荚嚦煽?jī)?cè)u(píng)定可以采取上機(jī)測(cè)試和平時(shí)表現(xiàn)相結(jié)合的方式，更加注重對(duì)學(xué)習(xí)過程的考核。如學(xué)生參加競(jìng)賽并表現(xiàn)優(yōu)異，可酌情加分。成績(jī)?cè)u(píng)定具體標(biāo)準(zhǔn)：知識(shí)掌握30%（小測(cè)驗(yàn)、相關(guān)論文、辯論、習(xí)題作業(yè)）；應(yīng)用能力40%（綜合練習(xí)、設(shè)計(jì)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、案例分析）；學(xué)習(xí)態(tài)度20%（出勤、作業(yè)、小組討論10%，課堂筆記10%）；道德修養(yǎng)10%（精神面貌、言語方式、行為禮貌、交流互動(dòng)）。

在上機(jī)測(cè)試過程中，以編程題為主，避免花大量時(shí)間、精力去背語法，例如，考察學(xué)生程序調(diào)試能力時(shí)，教師會(huì)人為制造某種“障礙”（程序中存在邏輯錯(cuò)誤或語法錯(cuò)誤），讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)排除故障。通過這種方式考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，評(píng)判學(xué)生的實(shí)際工程處理能力。讓學(xué)生成為考試的主宰，只要他們細(xì)心，有創(chuàng)意就會(huì)得高分，而不是被動(dòng)地去作答那一張張死板的試卷。把枯燥無聊甚至帶有巨大壓力的考核注入人本關(guān)懷，以學(xué)好會(huì)用為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。實(shí)際運(yùn)行效果良好。

3 結(jié)束語

針對(duì)C語言課程在教學(xué)實(shí)踐中存在的主要問題，結(jié)合當(dāng)前CDIO及“卓越工程師計(jì)劃”，著力能力培養(yǎng)和做中學(xué)，探索了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式三位一體的總體課程改革思路并付諸實(shí)踐。將教學(xué)內(nèi)容分解為若干知識(shí)點(diǎn)，在各知識(shí)點(diǎn)之間建立有機(jī)聯(lián)系，對(duì)于難理解的概念及內(nèi)容，通過建立前后聯(lián)系反復(fù)增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知和理解，不斷強(qiáng)化，變知識(shí)碎片為有機(jī)整體；通過對(duì)教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將啟發(fā)式教學(xué)、課堂翻轉(zhuǎn)、案例教學(xué)等方法應(yīng)用在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，讓快樂學(xué)習(xí)成為可能，提高了學(xué)習(xí)效果和效率；通過對(duì)考核方式的改革，從理論知識(shí)考核轉(zhuǎn)向?qū)嶋H動(dòng)手能力測(cè)試，而且是動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上機(jī)操作過程中動(dòng)態(tài)指出學(xué)生編程錯(cuò)誤，動(dòng)態(tài)調(diào)試，讓學(xué)生在考核中體現(xiàn)其學(xué)習(xí)效果。改革實(shí)踐證明，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、對(duì)知識(shí)掌握的牢固性、通過編程解決實(shí)際問題的能力以及團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神均同步提升。使先進(jìn)的工程教育理念物化在C語言程序設(shè)計(jì)這門課程當(dāng)中，且教學(xué)效果良好，學(xué)生滿意度高。

盡管對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行了一些探索和嘗試，也取得了一定的教學(xué)效果，但畢竟一門課程在學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)中占比有限，今后有必要從計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系總體改革的角度做更進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。

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