C/C++語言教學(xué)體系研究與重建*

趙仕波　魯紅英　何建軍（成都理工大學(xué)，四川成都610059）

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C/C++語言教學(xué)體系研究與重建*

趙仕波魯紅英何建軍
（成都理工大學(xué)，四川成都610059）

摘要：文章從分析自然語言教學(xué)體系出發(fā)，分析了當(dāng)前C/C++語言教學(xué)中存在的主要問題，提出了基于自然語言教學(xué)體系的C/C++語言教學(xué)體系重建，并給出了新的C/C++語言教學(xué)體系模型。

關(guān)鍵詞：自然語言；C/C++語言；教學(xué)體系；重建

Abstract:starting from the analysis of the natural language teaching system，analyzes the main problems existing in the teaching of the C/C++language，from the inherent rule and habit oflanguage learning，based on natural language teaching system，the C/C++language teaching system was reconstructed，and gives the new C/C++ language curriculum teaching system model.

Keywords:natural language；C/C++language；teaching system；reconstruction

計(jì)算機(jī)教育在現(xiàn)代大學(xué)教育中占據(jù)非常重要的位置，而計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是大學(xué)生計(jì)算機(jī)教育的一門重要課程，適合理工科專業(yè)的C/C++語言程序設(shè)計(jì)課程已經(jīng)成為各高校計(jì)算機(jī)語言及程序設(shè)計(jì)的必修課程。

學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)語言課程的掌握對(duì)利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題具有非常重要的意義，從長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐來看，大多數(shù)學(xué)生對(duì)C/C++語言的掌握非常困難，其主要原因在于C/C++語言本身語法規(guī)則眾多，學(xué)生掌握比較困難，同時(shí)在傳統(tǒng)的C/C++語言的教學(xué)中，學(xué)生的思維習(xí)慣與傳統(tǒng)教學(xué)體系不相吻合是一個(gè)重要原因。根據(jù)人的思維習(xí)慣，按照語言本身固有的規(guī)律，對(duì)C/C++語言課程的教學(xué)體系進(jìn)行重新研究和重建是提高C/ C++語言教學(xué)實(shí)效的有效途徑。

一、傳統(tǒng)語言教學(xué)體系的特點(diǎn)

語言是實(shí)現(xiàn)信息交流的重要工具，掌握一門用于交流的語言是實(shí)現(xiàn)良好的交流目的最基本的要求。自然語言作為人與人交流的基本工具，特別是母語都有其自身的特點(diǎn)，在自然語言的學(xué)習(xí)中，往往都需要按照自然語言本身的特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)才有利于對(duì)自然語言的掌握和運(yùn)用。

那么，自然語言具有什么樣的特點(diǎn)和規(guī)律呢？一個(gè)人從咿呀學(xué)語到能順利交流一般要經(jīng)過一個(gè)漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過程，最開始基本上都是從一個(gè)字一個(gè)字，一個(gè)詞一個(gè)詞開始學(xué)習(xí)，當(dāng)掌握了一定的字詞后然后學(xué)習(xí)遣詞造句，一個(gè)句子才能表達(dá)一個(gè)完整的意思達(dá)到交流的目的。所以在自然語言的學(xué)習(xí)中總是按照字、詞、句、篇、章這樣一個(gè)過程進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)過程是符合人的認(rèn)知規(guī)律。正是自然語言的學(xué)習(xí)有這些特點(diǎn)，因而在學(xué)習(xí)自然語言時(shí)在掌握了基本的字、詞、句以后，還要學(xué)會(huì)謀篇布局，才能寫出結(jié)構(gòu)完整、意思表達(dá)明確文章，達(dá)到完整交流的目的。這就是傳統(tǒng)的自然語言教學(xué)的基本特點(diǎn)和體系，這種特點(diǎn)和體系符合學(xué)習(xí)的認(rèn)真規(guī)律和學(xué)習(xí)習(xí)慣，是容易讓人接受和掌握的。

二、C/C++語言教學(xué)體系及其特點(diǎn)

C/C++語言教學(xué)在我國的高等教育中已經(jīng)開展多年，各類教材繁多，但從教學(xué)體系來看基本上差不多?？偸鞘紫葘?duì)C/ C++語言程序的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，試圖讓學(xué)習(xí)者首先對(duì)程序本身有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，接著講解數(shù)據(jù)的基本類型、表達(dá)式的基本形式、程序的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)、指針與文件、結(jié)構(gòu)體與共用體等。其教學(xué)體系結(jié)構(gòu)如圖1。

這些教學(xué)體系主要以C/C++語言本身的特點(diǎn)開展教學(xué)，以程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法的基本思想為出發(fā)點(diǎn)，首先介紹C/ C++語言程序的基本結(jié)構(gòu)，試圖首先讓學(xué)習(xí)者在頭腦中建立C/C++程序的基本框架，讓學(xué)習(xí)者盡快掌握程序設(shè)計(jì)的能力，然后對(duì)數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式、等內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。然而，從教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，按照這種教學(xué)過程，學(xué)生很難掌握，特別是對(duì)初次接觸程序設(shè)計(jì)的學(xué)生，對(duì)計(jì)算機(jī)程序是如何工作的，人機(jī)如何實(shí)現(xiàn)交互，這些概念在學(xué)生的頭腦中很難建立起來。學(xué)生很難用計(jì)算機(jī)的思維方式來思考怎樣解決問題。一是對(duì)程序的結(jié)構(gòu)、繁多的語法難以掌握，對(duì)例程閱讀困難，另一方面難以下手編寫程序。但是對(duì)某些在中學(xué)學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)語言的同學(xué)來說，學(xué)習(xí)就相對(duì)容易得多，這是什么原因呢？其核心的問題是作為計(jì)算機(jī)語言它是人和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的工具，我們編寫程序就是希望計(jì)算機(jī)按照我們的計(jì)劃和要求去實(shí)現(xiàn)我們的工作。但是如何來實(shí)現(xiàn)人和計(jì)算機(jī)的交流，就必須按照語言的學(xué)習(xí)規(guī)律來加以學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)讓計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別，學(xué)習(xí)者也能夠掌握，能達(dá)到學(xué)習(xí)者和計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)交流的程序設(shè)計(jì)語言。

三、C/C++語言和自然語言的比較

C/C++語言作為一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，作為人與計(jì)算機(jī)交流的一種工具，具有自然語言的一切功能和特性。首先，他們的功能是一致。無論自然語言還是機(jī)器語言，它們都是交流的工具，自然語言是人與人交流的工具，而機(jī)器語言是人和計(jì)算機(jī)間交流的工具。從本質(zhì)來講并沒有質(zhì)的區(qū)別。其次它們的結(jié)構(gòu)是一致的。語言主要由字符、語義和語法組成，語言需要具有特定語義的符號(hào)，然后這些符號(hào)需要按照一定的語法組合起來表達(dá)特定的意思。自然語言的字符各不相同，比如英語的字符主要是字母，而漢語的字符主要是漢字，字母和漢字都有不同的語義，然后這些具有一定語義的字符按照各自的語法組合起來構(gòu)成了不同的語句來表達(dá)不同的意思。C/C++語言其實(shí)質(zhì)是人與計(jì)算機(jī)間的交流工具，和自然語言一樣，由特定的字符，語義和語法組成。

在C/C++語言中規(guī)定的字符比較簡(jiǎn)單，主要由字母、數(shù)字以及其他特定符號(hào)組成，這些非常簡(jiǎn)單，很容易掌握。和自然語言一樣，僅僅有字符不足以表達(dá)完整的意思，需要有字、詞、句的概念。在C/C++語言字是由字符按照一定規(guī)則組合起來的，包括關(guān)鍵字，32個(gè)，保留字以及用戶自己定義標(biāo)識(shí)名。詞是由字組成的，在C/C++語言中的詞是由字按照一定規(guī)則組織起來具有一定意義的式子，也就是表達(dá)式，包括算術(shù)表達(dá)式，關(guān)系表達(dá)式，邏輯表達(dá)式等。字和詞是構(gòu)成句子的基本單位，只有句子才能夠表達(dá)完整的意思，在C/C++語言中句子則是按照一定語法規(guī)范由字、表達(dá)式組合起來具有特定意義的式子，包括變量定義語句，表達(dá)式語句，空語句，控制語句以及輸入輸出語句等。

在自然語言中，在有了字詞句的基本概念以后就可以寫文章了，寫文章是對(duì)語言的綜合應(yīng)用，表達(dá)各種觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)深入而復(fù)雜的交流，在C/C++語言中寫文章就是怎樣編寫程序，在自然語言中，一篇文章可以包含分成一個(gè)段落或多個(gè)段落，段落是構(gòu)成一篇文章的最小單位，寫文章時(shí)總是一個(gè)段落一個(gè)段落地寫，每個(gè)段落都有其自身的意義，相對(duì)獨(dú)立，但是如果一篇文章有多個(gè)段落，段落與段落見必然有一定聯(lián)系，這些段落都為整篇文章服務(wù)，圍繞一個(gè)中心。在C/C++語言程序設(shè)計(jì)也就是運(yùn)用C/C++語言的字、詞、句來寫文章，C/C++語言程序的基本單位是函數(shù)，函數(shù)向自然語言中的段落一樣，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，一個(gè)程序可以只有一個(gè)函數(shù)也可以由多個(gè)函數(shù)組成，如果有多個(gè)函數(shù)，這些函數(shù)與函數(shù)之間必然有一定的聯(lián)系，這些函數(shù)是服務(wù)于這個(gè)程序所要解決的中心問題。

有了這些基本思想以后，在C/C++語言的教學(xué)體系中，我們首先從C/C++語言的字、詞、句開始學(xué)習(xí)，在掌握了語言的這些基本東西以后，再學(xué)習(xí)程序的基本結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)如何編寫程序，學(xué)習(xí)如何通過編寫程序讓計(jì)算機(jī)去完成相應(yīng)的工作。按照這個(gè)程序和體系去安排C/C++語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)，符合語言的基本特點(diǎn)，也符合人的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生在學(xué)習(xí)中就容易掌握了。

四、C/C++語言教學(xué)體系重建

在實(shí)際教學(xué)中，我們按照自然語言的學(xué)習(xí)規(guī)律，針對(duì)現(xiàn)有的C/C++語言教學(xué)體系中存在的問題對(duì)C/C++語言教學(xué)體系進(jìn)行了重新構(gòu)建，形成了一套新的C/C++語言教學(xué)體系。這個(gè)體系由兩部分組成，包括基礎(chǔ)篇和提高篇，基礎(chǔ)篇首先從自然語言的基本特點(diǎn)切入，介紹自然語言和機(jī)器語言的共同特點(diǎn)，然后學(xué)習(xí)C/C++語言的字、詞、句、篇、章，也就是學(xué)習(xí)C/C++語言的保留字、關(guān)鍵字、自定義標(biāo)識(shí)符，數(shù)據(jù)類型，表達(dá)式，語句（輸入輸出語句，變量定義語句，表達(dá)式語句），基本函數(shù)（不帶參數(shù)），順序結(jié)構(gòu)，通過對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者可以對(duì)C/C++語言就有一個(gè)全局的概念，了解C/C++程序的基本結(jié)構(gòu)，能夠閱讀一些簡(jiǎn)單的程序，也能夠編寫一些簡(jiǎn)單的程序，學(xué)生容易建立對(duì)C/C++程序的整體認(rèn)識(shí)，如果需要處理復(fù)雜的問題就需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)安排在提高篇中，在提高篇中主要介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)，數(shù)組，函數(shù)的參數(shù)，指針，文件、結(jié)構(gòu)體與共用體以及面向?qū)ο蟮?。具體教學(xué)體系如下：

基礎(chǔ)篇

第1章自然與C/C++語言

第2章字——C語言的標(biāo)識(shí)符與基本數(shù)據(jù)類型

第3章詞——C/C++語言運(yùn)算符與表達(dá)式

第4章句——C/C++語言的語句

第5章篇——C/C++語言的函數(shù)

第6章章——C/C++語言程序

提高篇

第7章控制結(jié)構(gòu)

第8章數(shù)組

第9章指針

第10章文件

第11章結(jié)構(gòu)體與共用體

第12章類與對(duì)象

第13章繼承與派生

第14章多態(tài)性

五、結(jié)束語

經(jīng)過對(duì)C/C++語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系的重新構(gòu)建，以學(xué)生對(duì)自然語言的學(xué)習(xí)習(xí)慣為切入點(diǎn)開展對(duì)C/C++語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)，在尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的同時(shí)，又高度契合C/ C++語言本身的特點(diǎn)，循序漸進(jìn)地開展學(xué)習(xí)。在基礎(chǔ)篇的教學(xué)中由于學(xué)生還沒有對(duì)C/C++語言建立較為完整的概念，所以不安排上機(jī)實(shí)踐，主要以講授為主，避免學(xué)生在沒有基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候接觸程序產(chǎn)生畏難情緒，降低學(xué)習(xí)興趣。而在提高篇的教學(xué)中，主要安排上機(jī)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，結(jié)合提高篇的學(xué)習(xí)，解決實(shí)際問題，提高動(dòng)手能力。這種教學(xué)體系的設(shè)計(jì)在實(shí)際教學(xué)中取得了良好的效果。

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中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）12-0062-02

*基金項(xiàng)目：四川省2014-2016年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目（編號(hào)：11100-15Z006/004）

作者簡(jiǎn)介：趙仕波，男，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用。