基于層次模型下C語言程序設計課程教學改革的思考

袁赟　朱鴻鵬

【摘 要】結(jié)合C語言程序設計課程的教學特點和問題，本文對層次模型及其在課程教學中的應用思路展開了分析，然后對基于層次模型下C語言程序設計課程教學改革實施路徑進行了探討，從而為關注這一話題的人們提供參考。

【關鍵詞】層次模型；C語言；程序設計課程教學

中圖分類號： G642；TP312.1-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）34-0096-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.039

Reflections on the Teaching Reform of C Programming Language Course Based on Hierarchical Model

YUAN Yun ZHU Hong-peng

（Shaoyang University，Shaoyang Hunan 422000，China）

【Abstract】In view of teaching characteristics and problems of C programming language course， a hierarchical model and its ideas of application during course teaching are hereby analyzed in this paper and then the teaching reform implementation path of C programming language based on the hierarchical model is discussed to provide references to people who focus on such topic.

【Key words】Hierarchical model；C programming language；Programming course teaching

0 引言

作為計算機專業(yè)的重要課程之一，C語言程序設計課程具有內(nèi)容抽象、知識點多、應用性強等特點，在教學過程中存在各種困難，采用傳統(tǒng)教學方法和模式無法滿足課程教學需求。為推動課程教學改革，還應引入新的教學思路，對原有教學模式進行更新，繼而更好的滿足課程的教學需求。

1 C語言程序設計課程教學特點及問題

1.1 課程教學特點

C語言程序設計課程為面向過程型程序設計的課程，課程目標在于使學生通過學習程序設計語言結(jié)構(gòu)、算法分析、數(shù)據(jù)表達等知識對C語言程序設計構(gòu)造和算法設計方法進行掌握，并且能夠掌握數(shù)據(jù)處理流程控制和程序模塊化結(jié)構(gòu)設計的方法，形成解決復雜科學問題的思維。所以在C語言程序設計課程教學方面，需要結(jié)合算法分析、數(shù)據(jù)表達、程序編程、問題描述等進行不同層面知識單元設計，具體包含程序設計基礎、數(shù)據(jù)類型基礎、數(shù)組與構(gòu)造類型、算法設計基礎等[1]。從總體上來看，課程內(nèi)容較為復雜、抽象，需要學生在完成大量程序設計概念和語法學習的基礎上，獲得求解工程實踐問題的能力。

1.2 課程教學問題

現(xiàn)階段在C語言程序設計課程教學方面，首先存在學生課前預習不足的情況，以至于學生在課堂上時常出現(xiàn)聽不懂的情況，影響課堂教學效果。就實際情況而言，目前C語言程序設計課程課時較短，但是課程內(nèi)容較多，如果學生僅利用課堂時間學習將難以掌握全部知識，所以教師會在課前進行要求學生自主預習。而對于學生來講，C語言程序設計知識相對抽象，在預習中總會遇到各種困難，導致學生最終放棄預習。其次，課程教學存在缺乏實踐教學的問題，以至于學生雖然掌握了大量抽象的程序設計概念和語法，卻無法順利解決工程實踐問題。在課堂教學中，教師依然注重理論教學，將有限課時以8：2的比例分配給理論課程和實踐課程，以至于學生在未完全理解舊知識的情況下，就開始進行新理論的學習，缺乏實踐鍛煉的機會[2]。再者，C語言程序設計課程重點內(nèi)容就是掌握算法設計方法。但在實際教學中，教師盡管會提到快速排序等算法，但是卻未能給予學生運用算法編程的機會，以至于學生難以形成算法設計思維，在后續(xù)編程中容易出現(xiàn)問題。最后，在階段性學習之后，教師會布置編程任務對學生進行訓練。然而目前C語言程序設計課程訓練任務都更側(cè)重技能和知識的訓練，缺乏創(chuàng)新性。受這一因素的影響，學生在完成訓練后也只能進行知識的鞏固，無法從中獲得程序設計的啟發(fā)。

2 層次模型及其在C語言程序設計課程教學改革中應用思路

2.1 層次模型

層次模型原本為一種數(shù)學模型，最初在商品數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)中得到運用，指的是利用“有向樹”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對各類實體及實體間的聯(lián)系進行表示。而樹的每個節(jié)點為一個記錄類型，樹的結(jié)構(gòu)代表各實體間聯(lián)系。從本質(zhì)上來講，層次數(shù)據(jù)模型主要強調(diào)的是事物由層次組織起來的概念。在教學領域，層次模型可用于將教學問題當成是一個整體進行描述，并通過加強各種教學方法的聯(lián)系提出切實可行的教學模式，從而使問題得到解決[3]。

2.2 應用思路

針對C語言程序設計課程教學存在的問題，采用層次模型方法可以解決教學中的各種問題，提出全新的課程教學模式，從而有效推動課程教學的改革與發(fā)展。具體來講，就是針對不同的教學問題提出不同的教學方法，然后結(jié)合課程教學規(guī)律和特點進行完成不同教學層次的設計，將各種教學方法融入到不同層次中，確保預習、算法學習等各種問題得到逐一解決。首先，針對課程預習的問題，就可以引入微課教學的方法，由教師結(jié)合理論知識進行微課制作，安排學生在課前進行統(tǒng)一學習，從而保證課程的課前預習效果。其次，針對課程教學缺乏實踐性內(nèi)容的問題，可以采用任務導向法開展教學，由教師提出與課程內(nèi)容相關的任務。而學生在解決任務的過程中，則能學會運用學習到的知識解決問題，得到實踐能力的鍛煉。再者，針對算法思維培養(yǎng)的問題，可以采用計算思維法對學生進行鍛煉，幫助學生掌握更多的算法經(jīng)驗，逐步形成算法設計思維[4]。最后，針對編程任務缺乏創(chuàng)新性的問題，可以采用項目教學法，安排各種創(chuàng)新型項目，確保學生能夠在解決項目的過程中得到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。結(jié)合上述思路，則能完成包含微課教學層、任務訓練層、計算思維層和項目實施層的C語言程序設計課程教學模式的建立，通過微課學習幫助學生加強預習，通過任務訓練加強學生實踐能力培養(yǎng)，通過算法測試加強學生計算思維培養(yǎng)，最終通過項目驅(qū)動提高學生創(chuàng)新能力。

3 基于層次模型下C語言程序設計課程教學改革實施方法分析

3.1 做好課前準備

在實施層次模型教學前，教師還要做好課前準備。具體來講，就是要結(jié)合學生C語言學習情況、學習需求和課程內(nèi)容進行微課制作，確保微課中囊括課堂上需要講解的核心知識點。與此同時，教師還要結(jié)合學習任務布置需求進行任務設計，確保課程教學能夠順利開展。在該階段，教師還要遵循難易適中的原則，確保學生的學習興趣能夠得到激發(fā)，以便使學生能夠順利完成課前預習。為保證學生能夠高效完成課前預習，教師制作的微課應在15-20分鐘范圍內(nèi)，避免學生因長時間觀看視頻出現(xiàn)注意力不集中的情況。而學生通過觀看微課，則能掌握各單元知識點。為確保課前預習效果，教師可以要求學生在觀看微課的過程中將不理解的內(nèi)容記錄下來，并在課堂上進行解答。

3.2 布置學習任務

在課堂教學中，教師可以完成預先設計的任務布置，要求學生根據(jù)任務清單實現(xiàn)任務選擇。結(jié)合學生任務選擇情況，教師可以將學生劃分為多個小組，各自運用掌握的C語言程序設計知識進行任務的解決。在任務的引導下，學生可以通過分組討論進行任務的研究，并通過組內(nèi)合作完成任務。通過組內(nèi)評價，各小組可以提交選擇出的任務解決方案，并選派成員進行方案講解。在各小組完成任務解決方案講解后，教師可以對學生在學習中存在的共性問題進行匯聚，然后進行問題的解答。在此基礎上，教師可以要求各小組再次進行任務的討論，并通過個體指導幫助學生形成各自的任務求解方案。最后，教師需要對任務的求解過程進行總結(jié)，加強知識與實踐問題的聯(lián)系，以便使學生能夠?qū)崿F(xiàn)知識的內(nèi)化和得到實踐能力的培養(yǎng)。

3.3 開展編程測試

在學生結(jié)合教師提出的任務給出最終的求解方案后，教師可以組織學生開展編程測試，以便對學生的算法設計能力進行培養(yǎng)。具體來講，就是要結(jié)合各知識單元內(nèi)容對設計方案進行分類，然后分別開展編程設計、驗證等實驗。在程序設計時的過程中，教師需要以此為主線，對學生編程和計算思維能力進行重點培養(yǎng)，要求學生進行算法設計和描述，能夠利用算法將程序帶出。采取該種方式，則能使語法細節(jié)得到淡化，突出算法的設計。完成設計后，通過實驗對算法進行驗證，也能幫助學生發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，理清算法的設計思路。最后，教師需要組織學生進行測試結(jié)果的展示，從而使學生編程的興趣得到激發(fā)，更好的投入到算法學習和設計中，得到算法思維的培養(yǎng)。

3.4 實現(xiàn)項目驅(qū)動

在學生完成階段性學習后，教師可以將科研課題、創(chuàng)新訓練項目、各類競賽題目等當成是C語言程序設計課程的項目布置給學生。而這類項目往往具有較強的應用性和創(chuàng)新性，引導學生參與項目可以將教學與實踐接軌，加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在項目驅(qū)動過程中，教師可以安排學生自主選定題目，并在課后進行資料查閱和方案設計，通過算法設計得到相應的程序。在整個過程中，教師需要給予適當?shù)闹笇В瑤椭鷮W生克服在學習中遇到的一些專業(yè)性難題。

4 結(jié)論

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，在C語言程序設計課程教學改革的過程中，還要建立全新的教學模式，才能使過去教學中存在的種種問題得到全方位解決，達到加強學生各方面能力培養(yǎng)的目標。而引入層次模型，則能在融合各種教學方法的基礎上系統(tǒng)開展教學，繼而有助于推動C語言程序設計課程的教學改革。

【參考文獻】

[1]郭銀章，王麗芳.基于項目任務驅(qū)動的C語言程序設計課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2017（02）：41-44.

[2]李妮.基于SPOC的C語言程序設計課程教學研究[J].運城學院學報，2016，34（03）：81-84.

[3]嵩天，黃天羽，禮欣.Python語言：程序設計課程教學改革的理想選擇[J].中國大學教學，2016（02）：42-47.

[4]楊穎，曹紅兵，王詩兵等.基于MOOC的C語言程序設計課程混合式教學探究[J].阜陽師范學院學報（自然科學版），2015，32（04）：116-121.