基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)模式研究

王利亞

【摘要】 物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的最新發(fā)展發(fā)向，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)又是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的基礎(chǔ)課，在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用廣泛，本文結(jié)合所任教的技工院校學(xué)生特點(diǎn)，在分析了C語(yǔ)言教學(xué)中存在的問(wèn)題后，對(duì)C語(yǔ)言的教學(xué)模式進(jìn)行了探討，提出了以突出德育教學(xué)特點(diǎn)的案例教學(xué)法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以及微課教學(xué)法。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 案例教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動(dòng) 微課

物聯(lián)網(wǎng)是物理世界和虛擬世界的相互溝通和聯(lián)系，而兩者溝通的橋梁則是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，物聯(lián)網(wǎng)涉及的程序控制都需要通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此需要在使用端設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件來(lái)供人們操作使用[1]。而C語(yǔ)言又是應(yīng)用最廣泛的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以說(shuō)是其不可缺少的環(huán)節(jié)。

一、C語(yǔ)言在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

C語(yǔ)言是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，一般開(kāi)在第一學(xué)期或者第二學(xué)期，是對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)語(yǔ)言的普及。

C語(yǔ)言在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用非常廣泛，比如傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，傳感技術(shù)的核心即傳感器，它是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物、物與人信息交互的必要組成部分。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息按一定規(guī)則變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示和控制等要求，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。形象的來(lái)說(shuō)，傳感器就像人的五官一樣，可以用來(lái)感知環(huán)境的變化，獲取信息。目前，傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國(guó)防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生活等各個(gè)領(lǐng)域中，例如我們?？匆?jiàn)的自動(dòng)門(mén)、煙霧報(bào)警器、數(shù)碼相機(jī)、電子秤、水位報(bào)警器等等，都是采用了傳感器來(lái)感知周?chē)h(huán)境的變化，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。而傳感器的應(yīng)用，則少不了C語(yǔ)言的作用?；谇度胧紺語(yǔ)言的編程實(shí)現(xiàn)的解析器，應(yīng)用于傳感器的識(shí)別上。物聯(lián)網(wǎng)基于云計(jì)算平臺(tái)和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)用獲取的數(shù)據(jù)通過(guò)C語(yǔ)言編輯的程序進(jìn)行決策，通過(guò)改變對(duì)象的行為對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強(qiáng)弱調(diào)整路燈的亮度、根據(jù)車(chē)輛的流量自動(dòng)調(diào)整紅綠燈間隔等。

通過(guò)分析C語(yǔ)言在當(dāng)今前言技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，可以讓學(xué)生了解C語(yǔ)言的重要性和實(shí)用性，知道學(xué)習(xí)這門(mén)課程有什么用處和前景。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

二、C語(yǔ)言教學(xué)中目前存在的問(wèn)題

C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)入門(mén)級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課，其前期知識(shí)鋪墊只有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，但是卻涉及很多概念，語(yǔ)法結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)難度較大。傳統(tǒng)的C 語(yǔ)言教學(xué)，教學(xué)方法單一，一般以語(yǔ)法知識(shí)為主線組織教學(xué)，側(cè)重于C 語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)的傳授，缺少對(duì)算法設(shè)計(jì)的練習(xí)，學(xué)生課堂參與度較低，遇到問(wèn)題后不知道如何建立起程序模型，更不會(huì)轉(zhuǎn)化為C 語(yǔ)言程序代碼了[2]。本文結(jié)合所任教的技工院校學(xué)生特點(diǎn)來(lái)有針對(duì)性地分析問(wèn)題。技工院校的學(xué)生基礎(chǔ)較差，很多學(xué)生學(xué)習(xí)是為了應(yīng)付考試，部分家長(zhǎng)也認(rèn)為只要學(xué)生能順利拿到畢業(yè)證書(shū)既可，對(duì)學(xué)生能學(xué)到多少技能知識(shí)不報(bào)太大希望。這種形式下，課堂上能聽(tīng)懂和編寫(xiě)程序的同學(xué)不多，很多同學(xué)都是機(jī)械式地記筆記，死記硬背地記程序代碼，根本不去思考算法設(shè)計(jì)和程序代碼的編寫(xiě)，無(wú)論是講授理論還是學(xué)生自己上機(jī)實(shí)踐，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)都是被動(dòng)式學(xué)習(xí)。在時(shí)代不斷發(fā)展的當(dāng)下，針對(duì)目前的教學(xué)現(xiàn)狀，急需探討新的教學(xué)模式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

三、突出德育教育特性的教學(xué)模式

3.1結(jié)合生活實(shí)例，引入生活哲理，采用案例教學(xué)法

案例教學(xué)是一種將理論與實(shí)踐相結(jié)合，把抽象的問(wèn)題具象化和生活化，讓學(xué)生能通過(guò)知識(shí)遷移學(xué)習(xí)和理解C語(yǔ)言中的語(yǔ)法知識(shí)，并且?guī)熒g可以互動(dòng)的一種教學(xué)模式。采用案例教學(xué)法，教師依據(jù)教學(xué)大綱中的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合社會(huì)和生活中的實(shí)例，經(jīng)過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃，重新組織安排，設(shè)計(jì)出學(xué)生能夠理解的案列，再組織學(xué)生一起在課堂上討論和分析案列，對(duì)結(jié)果進(jìn)行推理，然后想出自己解決問(wèn)題的辦法和和手段[3]。在討論和問(wèn)題解決過(guò)程中，可以給學(xué)生看一些生活案例中涉及到的生活哲理，這些哲理故事不僅能引起學(xué)生的共鳴，還會(huì)加深他們對(duì)教學(xué)案例的印象。起到很好的知識(shí)遷移作用。這樣不僅使學(xué)生能很好地理解理論知識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力，還能讓他們的職業(yè)素養(yǎng)得到提高，讓學(xué)生養(yǎng)成較好的邏輯思維方式和良好的編程規(guī)范習(xí)慣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和德育素養(yǎng)。在講課過(guò)程中，經(jīng)常舉一些與實(shí)際生活相關(guān)的事例，以精選出的程序?qū)嵗秊橹行?，把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在具體實(shí)例講述上，并引導(dǎo)學(xué)生自己去思考解決方案，從主觀上讓學(xué)生感受到成就感，從而保持他們的學(xué)習(xí)興趣[4]。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，從而避免了枯燥、繁雜的理論說(shuō)教，不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且對(duì)提高學(xué)生綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力也大有幫助。

3.2采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，插入適當(dāng)?shù)纳罱逃?/p>

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，是指教師將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)具體任務(wù)，力求以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，以某個(gè)實(shí)例為先導(dǎo)，進(jìn)而提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)與做掌握教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[5]。

它轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，以一個(gè)個(gè)的任務(wù)為教學(xué)載體呈現(xiàn)給學(xué)生來(lái)實(shí)踐，更具有協(xié)作性、互動(dòng)性。在這種教學(xué)模式下，教師把任務(wù)當(dāng)作傳授知識(shí)的主線[6]。

比如在講解選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)時(shí)，就可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法來(lái)進(jìn)行。首先通過(guò)引入生活中都熟悉的交通信號(hào)燈，紅燈停，綠燈行，人們要根據(jù)信號(hào)燈給出的信號(hào)進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果做出相應(yīng)的動(dòng)作。告訴學(xué)生C語(yǔ)言中的選擇結(jié)構(gòu)就是根據(jù)條件去執(zhí)行相應(yīng)的語(yǔ)句，語(yǔ)句的執(zhí)行順序會(huì)根據(jù)選擇條件來(lái)變化。在C語(yǔ)言程序中也可以完成這樣的判斷操作，使用的就是if語(yǔ)句。if語(yǔ)句的功能就像判斷路口信號(hào)燈一樣，根據(jù)不同的條件判斷是否進(jìn)行操作。通過(guò)交通信號(hào)燈引入選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，學(xué)生就容易接受和理解。同時(shí)在這個(gè)環(huán)節(jié)引入電動(dòng)車(chē)闖紅燈交通事故頻發(fā)的視頻，播放給學(xué)生觀看，通過(guò)觸目驚心的畫(huà)面使學(xué)生加強(qiáng)交通安全意識(shí)，在學(xué)習(xí)技能知識(shí)的同時(shí)，把日常生活教育也滲透進(jìn)去。

接下來(lái)，在講解if語(yǔ)句的三種結(jié)構(gòu)和功能時(shí)，就可以通過(guò)三個(gè)任務(wù)的交通信號(hào)燈案例來(lái)開(kāi)展：首先定義一個(gè)變量s表示交通信號(hào)燈的符號(hào)。s ==1；表示綠燈亮；s ==1；表示紅燈亮；其他情況表示黃燈亮。

①任務(wù)一：僅對(duì)綠燈做出操作，不考慮其他情況編寫(xiě)程序，可通過(guò)單分支結(jié)構(gòu)if語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。

②任務(wù)二：完善信號(hào)燈既有綠燈又有紅燈的操作?？捎脙蓚€(gè)if語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)紅燈停綠燈行的程序功能；只需要在原來(lái)程序的基礎(chǔ)上增加一個(gè)程序語(yǔ)句既可，if（s==0） printf（“紅燈亮，請(qǐng)等待。＼n”）；

③任務(wù)三：完善信號(hào)燈有紅綠黃三種情況下的功能。可用多分支結(jié)構(gòu)if…else if語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)紅燈停綠燈行和黃燈等待的程序功能。在這個(gè)任務(wù)中，如果有的同學(xué)照貓畫(huà)虎地，繼續(xù)在原有程序基礎(chǔ)上添加else printf（“黃燈亮，請(qǐng)準(zhǔn)備通行。＼n”）；程序編譯沒(méi)有錯(cuò)誤，也能運(yùn)行出來(lái)，但是在輸入不同的值時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)程序存在問(wèn)題。輸入1時(shí)，會(huì)有兩個(gè)輸出結(jié)果。這時(shí)候通過(guò)修改程序語(yǔ)句，就可以讓學(xué)生更深刻地體會(huì)else if語(yǔ)句的用法了。

通過(guò)逐漸完善三個(gè)交通信號(hào)燈的任務(wù)，層層遞進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生掌握選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的方法和思想，把單調(diào)的語(yǔ)法規(guī)則融入到生活實(shí)例中，可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。最后，再用數(shù)學(xué)中的分段函數(shù)作為任務(wù)，讓學(xué)生自己去編寫(xiě)選擇結(jié)構(gòu)程序?qū)崿F(xiàn)分段函數(shù)，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化了知識(shí)運(yùn)用能力。

3.3采用微課教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

C語(yǔ)言不只是語(yǔ)法和規(guī)則比較繁雜，而且是一門(mén)對(duì)實(shí)踐操作要求比較高的學(xué)科，很多學(xué)生在課堂上往往還沒(méi)弄懂所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，就要上機(jī)操作，于是上機(jī)時(shí)大部分同學(xué)都是在觀望，為了應(yīng)付老師檢查，他們就等個(gè)別接受能力比較好的同學(xué)編寫(xiě)好程序代碼后，利用群共享或者用手機(jī)傳送程序代碼照片，照本宣科地抄一遍，根本不去思考如何完成。

將一些經(jīng)典案例制作成微課，并給學(xué)生共享后，課堂上沒(méi)有聽(tīng)明白的學(xué)生可以打開(kāi)微課自行研究學(xué)習(xí)。小而精是碎片視頻的特色，每個(gè)視頻的時(shí)長(zhǎng)約在10-15分鐘以內(nèi)。視頻雖小，卻是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的完整的知識(shí)點(diǎn)。小課程的教學(xué)過(guò)程十分完整，有引入，有生動(dòng)的教學(xué)過(guò)程，有小結(jié)。重在逐個(gè)擊破教學(xué)中的重難點(diǎn)，達(dá)到吸引學(xué)生注意力，掌握知識(shí)點(diǎn)的目的。學(xué)生們可以自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，優(yōu)秀學(xué)生和能力較差的學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)不再感到厭倦和盲目，目標(biāo)明確，達(dá)到因材施教的目的。讓知識(shí)點(diǎn)在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中完成掌握。學(xué)生在榜樣的帶領(lǐng)下，自然比老師灌輸?shù)男Ч獜?qiáng)得多[7]。

學(xué)生是教學(xué)的主體，將更多的課堂時(shí)間交給學(xué)生，努力營(yíng)造一種主動(dòng)參與和主動(dòng)探究學(xué)習(xí)的氛圍。教師事先將要講授的核心內(nèi)容錄制成微視頻，結(jié)合多媒體課件和課程任務(wù)，讓學(xué)生課前學(xué)習(xí)。在課堂中結(jié)合知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，大家一起研討解決問(wèn)題?？梢宰寣W(xué)生走上講臺(tái)，分享小組學(xué)習(xí)成果和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，解答老師和其他同學(xué)提出的問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)講課，口頭表達(dá)和語(yǔ)言溝通能力也會(huì)得到提高[8]。這種教學(xué)模式還能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，自主學(xué)習(xí)能力在學(xué)生進(jìn)入社會(huì)后也是一項(xiàng)重要的技能，知識(shí)需要不斷地更新，沒(méi)有自主學(xué)習(xí)能力就很難在業(yè)務(wù)上有所提高。

總結(jié)：本文首先分析了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門(mén)課程在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，突出了該門(mén)課程的實(shí)用性。針對(duì)所任教的技工院校當(dāng)前C語(yǔ)言教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了以突出德育教學(xué)為特色的三種教學(xué)模式：案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和微課教學(xué)法。案例教學(xué)能夠讓學(xué)生通過(guò)知識(shí)遷移法，把C語(yǔ)言中抽象的理論知識(shí)具象化，加深理解和運(yùn)用。案例中穿插一些哲理故事還能吸引學(xué)生注意力，起到德育教育的作用；任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法通過(guò)布置任務(wù)，能讓學(xué)生逐漸地體會(huì)和掌握所學(xué)內(nèi)容，同樣在這中間可以選取相關(guān)有教育意義的內(nèi)容展示給學(xué)生，起到潛移默化的作用。微課教學(xué)法除了可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣外，還可以讓學(xué)生的自學(xué)能力得到鍛煉。

參 考 文 獻(xiàn)

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