基于CDIO理念的C語言教學(xué)改革

唐蕾++劉偉偉

【摘要】針對C語言程序設(shè)計課程的特點以及傳統(tǒng)教學(xué)中存在的不足，根據(jù) CDIO 工程教育理念，提出按通信工程專業(yè)要求整合C語言程序設(shè)計相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容；同時以項目為中心，圍繞具體工程實例進行授課，將教學(xué)活動與有意義的任務(wù)結(jié)合在一起。教學(xué)實踐結(jié)果表明，基于CDIO理念的C語言程序設(shè)計課程改革模式符合學(xué)生專業(yè)特點，能夠滿足專業(yè)基本需求；提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】C語言程序設(shè)計 CDIO工程教育理念 教學(xué)改革

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0043-02

1. C語言程序設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀及分析

C 語言程序設(shè)計是計算機科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程、軟件工程等相關(guān)專業(yè)的必修課程，也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用及其他高級程序設(shè)計類語言課程（如：C++ 程序設(shè)計、Java程序設(shè)計、PHP 程序設(shè)計等）的基礎(chǔ)，在計算機相關(guān)專業(yè)的課程體系中起著重要作用。對相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來講， C語言掌握的好壞，直接影響到學(xué)生對后繼課程的學(xué)習(xí)，同時對他們以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展也起著至關(guān)重要的作用。但從目前的教學(xué)情況來看，學(xué)生對C語言的實際掌握情況并不理想。目前C語言教學(xué)中存在的主要問題有：

（1）課程本身不易掌握

作為一門實用的編程語言，C語言以其強大的編程功能，自由靈活的編程風(fēng)格，獲得了廣大編程人員的廣泛青睞。它有 9 種控制語句、34個運算符，數(shù)據(jù)類型多樣。但正是這些優(yōu)點恰恰成了初學(xué)者的最大障礙。再加上C語言往往在大學(xué)一年級開設(shè)，此時學(xué)生還缺乏對計算機結(jié)構(gòu)的全面了解，對于和計算機硬件尤其是和內(nèi)存結(jié)合很緊密的一些概念，學(xué)生接受起來不太容易，普遍感覺入門難。

（2）教學(xué)手段單一

從教學(xué)手段來看，C語言程序設(shè)計的課時有限，教師要在規(guī)定的課時內(nèi)完成教學(xué)計劃，在課堂基本上都是“滿堂灌”。教師是教學(xué)的主體，學(xué)生被動地接受程序設(shè)計語言的基本語法，師生間可以用來互動的時間較少。這種灌輸模式能較好地保證所講授知識的系統(tǒng)性與完整性，卻忽略了程序設(shè)計能力與思維的培養(yǎng)，造成學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，教學(xué)效果不太理想。

此外，C語言程序設(shè)計是一門實踐性非常強的課程，由于總課時的限制，目前分配到的實踐課時偏小。同時，由于學(xué)生在理論教學(xué)過程中對知識點的掌握較差，到了實踐環(huán)節(jié)時多數(shù)學(xué)生是拿書本上的例子來驗證，往往只會照搬教材，不會變通，缺少靈活性和創(chuàng)新性。實驗課環(huán)節(jié)效果很難保證。

（3）考核方式不全面

從當(dāng)前情況來看，大多數(shù)的有關(guān)C語言的考試還是處在原來的應(yīng)試教育階段。作為一門實用編程語言的考試，動手能力考的少，理論知識考得多，而在理論知識的考試中，往往過多拘泥于繁瑣語法細(xì)節(jié)的考試。這就使得大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)C 語言時往往是靠死記硬背，而一般不太注意動手能力的培養(yǎng)。殊不知作為一門編程語言，動手能力才是第一位的，否則無論考的分?jǐn)?shù)再高，也不可能寫出漂亮的程序來，只有在實際的編程中多鍛煉，才有可能加深對C語言中各種知識的理解，才能更好地掌握C語言。

2.CDIO 工程教育理念

CDIO [1] 是由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立的一種創(chuàng)新型的高等工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）。CDIO工程教育理念主張以從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，綜合培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、個人素質(zhì)和發(fā)展能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等多方面的能力[2][3]。

隨著社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，企業(yè)對人才需求的轉(zhuǎn)向，高等教育人才培養(yǎng)目標(biāo)對應(yīng)用型本科院校的教學(xué)提出了新的要求，即強調(diào)扎實的工程基礎(chǔ)知識和實踐動手能力的培養(yǎng)，從而更好地滿足現(xiàn)代工程技術(shù)人員的培養(yǎng)要求。作為通信工程專業(yè)開設(shè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程——C 語言程序設(shè)計課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不太理想，因此該課程教學(xué)改革勢在必行。針對目前存在問題，基于 CDIO 的工程教育理念對C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)改革有較好的啟迪作用[4]。

3.基于 CDIO 理念的教學(xué)改革方案

3.1 按照通信工程專業(yè)需求改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式

通信工程專業(yè)的C 語言常常應(yīng)用于各類軟硬件開發(fā)項目，因此在課程的實踐環(huán)節(jié)應(yīng)增加相應(yīng)的實際案例或項目，以適應(yīng)該專業(yè)學(xué)生的需求。以 CDIO 教育理念整合C 語言相關(guān)課程，做到兼顧經(jīng)典內(nèi)容和現(xiàn)代技術(shù)，強調(diào)基本理論的應(yīng)用方法，重點強調(diào)工程應(yīng)用的實踐，有效提高學(xué)生的動手能力和運用C語言知識解決專業(yè)問題的能力。

在學(xué)習(xí)完C語言課程后，可鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽項目，通過參賽，學(xué)生可以進一步體會編程的基本思路和方法，掌握C語言的應(yīng)用。這種方式寓教于樂，興趣為先，可以較好地激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)熱情。在整個競賽項目的籌備過程中，需要小組成員分工合作，可以同時鍛煉學(xué)生的交流、溝通、合作及創(chuàng)新能力。學(xué)生完成項目不是在學(xué)習(xí)某門課程，而是在學(xué)習(xí)如何解決實際問題，在解決問題的過程中自然地學(xué)會了相關(guān)課程要求的知識。以項目為中心的實踐教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力具有重要的作用。

3.2加強教師工程實踐能力，鼓勵產(chǎn)學(xué)研合作

CDIO 工程教育理念對教師的教學(xué)提出了新的要求。根據(jù)CDIO的改革思路，教師需要更新教育觀念，改變重理論知識輕實踐能力的傳統(tǒng)觀念，建立“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)方式。鼓勵產(chǎn)學(xué)研合作有利于CDIO理念的實現(xiàn)，具體措施可以包括：邀請富有經(jīng)驗的企業(yè)界技術(shù)骨干到學(xué)校開設(shè)相關(guān)C 語言應(yīng)用講座；優(yōu)先選派有實踐經(jīng)驗和工程背景的老師為學(xué)生授課；同時組織任課教師到企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，鼓勵教師到相關(guān)企業(yè)兼職，鼓勵教師與企業(yè)合作開展工程項目。通過這些方式既能鍛煉任課教師的工程實踐能力，又開闊了教師和學(xué)生視野，為培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力打下堅實的基礎(chǔ)。

3.3完善課程考核體系

進一步完善課程的考核體系對提高C語言課程教學(xué)的質(zhì)量至關(guān)重要。考核中應(yīng)降低理論筆試所占的比例，重視實踐過程，采取多樣化的考核方式，使之能夠綜合體現(xiàn)學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)水平。對于實踐環(huán)節(jié)的考核應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)，注重過程考核。學(xué)生應(yīng)針對實驗內(nèi)容在課前認(rèn)真準(zhǔn)備，每次進實驗室時，應(yīng)寫好完整的代碼。上機調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題的同時解決問題，課后及時完成報告。鼓勵學(xué)生在算法上多創(chuàng)新，創(chuàng)新能力應(yīng)在考核中占有一定的比例。

4. 結(jié)束語

C語言是一門實踐性很強的計算機高級編程語言。C語言程序設(shè)計編程技術(shù)掌握得好壞直接影響通信工程等專業(yè)學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)的效果和將來的就業(yè)情況。C語言課程的特點十分適合采用CDIO理念進行教學(xué)改革。教學(xué)實踐結(jié)果表明，依據(jù)CDIO理念提出的以項目為中心，以應(yīng)用為目標(biāo)開展教學(xué)活動的課程改革思路能夠使該課程的教學(xué)更具科學(xué)性和成效性；提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力。

致謝：本文的研究工作得到了南京工程學(xué)院校級科研基金 （YKJ201417，YKJ201419）的資助。

參考文獻：

[1] 顧佩華，李昇平，沈民奮，等 . 以設(shè)計為導(dǎo)向的 EIP-CDIO 創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式[J]. 中國高等教育，2009（3）： 47 -49.

[2] 吳雅娟，衣治安，王躍萍 . CDIO 教育模式在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 計算機教育，2010（14）：

141 -143.

[3] 李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應(yīng)用前景[J].清華大學(xué)教育研究，2008（5）：79～8 7 .

[4] 劉曉天.高職C語言程序設(shè)計課程教學(xué)探析[J].科教園地，2009（11）：125～126.