“C語言程序設(shè)計”課程案例教學(xué)法研究

白魚秀

(榆林學(xué)院 信息工程學(xué)院，榆林 719000)

0 引言

C語言是目前最流行的程序設(shè)計語言之一，一直在計算機編程語言中占據(jù)數(shù)一數(shù)二的位置，在系統(tǒng)程序、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中占有不可替代的作用。學(xué)習(xí)“C語言程序設(shè)計”課程，可以掌握基本的編程技能，鍛煉計算思維方法，提高分析和解決問題的能力；了解計算機軟件的生成過程；便于進一步學(xué)習(xí)其它語言，C語言是其它編程語言的基礎(chǔ)，容易學(xué)習(xí)，使用方便?！癈語言程序設(shè)計”課程是一門理工科學(xué)生必修的教學(xué)實踐課程，通過學(xué)習(xí)“C語言程序設(shè)計”課程，理解計算機強大能力所在，更好的利用計算機解決本專業(yè)領(lǐng)域問題。

1 目前存在的問題

傳統(tǒng)的C語言教學(xué)方法，主要把教學(xué)重點放在C語言的語法等理論知識上，而對如何分析問題、解決問題很少涉及，忽略實踐編程，缺乏對學(xué)生自學(xué)能力、編程和調(diào)試能力的培養(yǎng)。目前存在的問題主要涉及以下幾個方面。

課程之初，傳統(tǒng)“C語言程序設(shè)計”教材前兩個章節(jié)都是在介紹程序的詞法、語法等理論知識。如果按照課本按部就班的講授，抽象的概念，枯燥的語法等晦澀難懂內(nèi)容[1]，使得學(xué)生覺得C語言枯燥，不易理解，對程序設(shè)計的興趣和好奇心消失殆盡，打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。從而對C語言程序設(shè)計產(chǎn)生厭煩心理，失去學(xué)習(xí)的興趣，畏懼程序設(shè)計課程。

課程之中，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不知道學(xué)習(xí)C語言能解決什么實際問題，感覺只是解決一些計算問題，求解水仙花數(shù)、完數(shù)和素數(shù)等[2]。實驗課時，冗繁的語法規(guī)則和編寫程序頻頻出錯，學(xué)生失去學(xué)好C語言程序的信心。進而，害怕自己編寫程序解決問題，只會照抄課本程序，把代碼原封不動的輸入電腦，當(dāng)編譯鏈接出現(xiàn)錯誤時，則束手無策，沒有調(diào)試解決問題的能力[3]。

課程之終，學(xué)生學(xué)習(xí)“C語言程序設(shè)計”課程一學(xué)期的效果是，只是掌握了C語言的概念，結(jié)構(gòu)等語法知識，可以看懂部分簡單的程序代碼，自己不能針對具體問題，獨立設(shè)計合理簡單的C語言程序算法解決問題[4]。甚至有的學(xué)生為了應(yīng)對考試，而死記硬背源程序代碼。不能真正掌握編程思想和編程能力[5]。

2 C語言程序設(shè)計課程案例教學(xué)法

本案例教學(xué)法以“引入案例-分析案例-知識分解-編碼運行-深化案例”層層遞進的方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強實踐動手能力。

2.1 教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的“C語言程序設(shè)計”教材通常分為8章。依次為C語言概述、數(shù)據(jù)類型運算符、程序控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)組、指針、自定義數(shù)據(jù)類型和文件。各個章獨立分散，沒有一個案例融會貫通其中。本教學(xué)法把所有知識點以“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”為主線重新劃分，優(yōu)化整合課程內(nèi)容，循序漸進，讓學(xué)生掌握C語言的各個知識點時，最終實現(xiàn)“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”，實現(xiàn)學(xué)生成績的增加、刪除、修改、查找和統(tǒng)計等基本操作。

通過對 “學(xué)生成績管理系統(tǒng)”案例功能模塊的層層分析與實現(xiàn)，由淺入深，逐步提出問題，引出新的知識點并進行代碼實踐解決問題，從而引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考，直至全面實現(xiàn)該系統(tǒng)。功能模塊的劃分以層層遞進實現(xiàn)該系統(tǒng)為主線，并把傳統(tǒng)C語言程序設(shè)計教材內(nèi)容貫穿在整個實現(xiàn)過程中。不再是單純的講授理論知識點，所有理論知識點的引入都是為了解決提出的新問題。

2.2 教學(xué)方法

以“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”為主線，把“C語言程序設(shè)計”教材內(nèi)容劃分為4章內(nèi)容，分別為輸入輸出、數(shù)據(jù)處理、程序結(jié)構(gòu)和構(gòu)造類型數(shù)據(jù)處理。此四章內(nèi)容涵蓋了“C語言程序設(shè)計”課程的所有知識點，各個章節(jié)知識點的劃分如表1所示。

表1 知識點劃分

(1)輸入輸出。任何C語言程序都必須有輸出。輸入輸出主要包含兩部分，基本輸入輸出和文件讀寫操作。首先是簡單學(xué)生的成績輸入，輸出顯示。講解輸入時引入基本數(shù)據(jù)類型，整形、浮點型和字符型。調(diào)用輸入輸出庫函數(shù)，每次運行都必須重新輸入，并且結(jié)果無法長期保存，引入文件讀寫操作。講解文件讀寫操作過程中，引入指針的概念。指針是C語言程序的精華，通常指針內(nèi)容都是在教材最后章節(jié)，學(xué)生對前面章節(jié)學(xué)的云里霧里，到指針更是一頭霧水。所以提前引入指針，使得學(xué)生提前接受和理解。編寫簡單程序代碼，輸入并輸出一個學(xué)生成績信息，如圖1所示。

學(xué)生成績管理系統(tǒng)請輸入學(xué)生的學(xué)號、姓名、英語、高數(shù)、C語言成績:1612230101 王博 84 79 89學(xué)號姓名英語高數(shù)C語言1612230101王博84.0079.0089.00Pressanykeytocontinue

圖1 學(xué)生相關(guān)信息

并更改數(shù)據(jù)類型，比較他們之間的區(qū)別。

(2)數(shù)據(jù)處理。向計算機系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，不是為了單純顯示數(shù)據(jù)，主要是為了處理數(shù)據(jù)。計算這名學(xué)生總成績、平均分。引入算術(shù)、關(guān)系和邏輯等運算符，從而計算并顯示該學(xué)生的總成績和平均分。進一步，我們按五分制(優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格)顯示該名學(xué)生的平均成績，引入程序控制三大結(jié)構(gòu)，順序、選擇和循環(huán)，輸出如圖2所示。

(3)程序結(jié)構(gòu)。完成計算處理后，進一步增加增刪改查操作，引入結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計“自頂向下、逐步求精”的思想和函數(shù)調(diào)用的概念。設(shè)計編寫不同功能函數(shù)，實現(xiàn)成績的輸入、增加、刪除、修改、查詢、統(tǒng)計和輸出顯示等功能?！俺煽児芾硐到y(tǒng)”功能模塊圖，如圖3所示。

學(xué)生成績管理系統(tǒng)請輸入學(xué)生的學(xué)號、姓名、英語、高數(shù)、C語言成績:1612230101 王博 84 79 89學(xué)號姓名英語高數(shù)C語言1612230101王博84.0079.0089.00總成績平均成績五分制252.0084.00良好Pressanykeytocontinue

圖2 計算處理

(4)構(gòu)造類型數(shù)據(jù)處理。前3章的學(xué)習(xí)，我們可以計算處理一個學(xué)生的成績，但是要計算一個班級50個同學(xué)的成績該如何解決。引入數(shù)組和結(jié)構(gòu)體的概念。結(jié)構(gòu)體封裝每個學(xué)生信息，數(shù)組保存班級學(xué)生人數(shù)。但是數(shù)組是靜態(tài)數(shù)據(jù)類型，更優(yōu)化的利用內(nèi)存空間，引入動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，鏈表操作，完成一個班級的學(xué)生成績管理，如圖4所示。

2.3 教學(xué)手段

傳統(tǒng)“C語言程序設(shè)計”課程總課時為72學(xué)時(36理論學(xué)時+36實踐學(xué)時)。本教學(xué)法在原有大綱規(guī)定學(xué)時之內(nèi)，同樣采用理論和實踐相結(jié)合的方式，但是把傳統(tǒng)的固定每章的驗證性實驗改為以“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”的不斷擴展與優(yōu)化。并采用個人獨立和團隊合作兩步完成整個系統(tǒng)的開發(fā)。

首先，對每一章內(nèi)容，學(xué)生掌握課堂知識點后，直接進行實踐操作，獨立的完成簡單的代碼程序，讓學(xué)生在“做中學(xué)”中加深理論知識。這樣很大地提高學(xué)生的積極性，提高其探索發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。

其次，整個班級學(xué)生分小組完成“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”的整合和調(diào)試運行，3個學(xué)生為一個小組，大家互相學(xué)習(xí)討論各個函數(shù)功能模塊的編程方法，學(xué)習(xí)好的編程技巧，修改調(diào)試程序，最終完成整個“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”的整合。以小組為單位，不僅可以降低大家對獨立完成系統(tǒng)開發(fā)的恐懼感，而且可以促進大家相互學(xué)習(xí)、相互幫助的團隊協(xié)作精神，體會軟件開發(fā)的成就感。

2.4 考核方式

傳統(tǒng)的考核方式為平時成績(30%)+筆試成績(70%)，不能檢測出學(xué)生的編程能力及其真實水平。此考核方式不同于傳統(tǒng)的紙質(zhì)閉卷考試形式，主要分為系統(tǒng)考核(60%)和代碼改錯(40%)兩部分。

其一，每個小組實現(xiàn)和完善“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”，提交課程報告并進行系統(tǒng)答辯，對其開發(fā)成果進行評分。同時，小組之間互相分享在開發(fā)系統(tǒng)時遇到的問題，以及如何分析和解決問題。

其二，為每一個小組根據(jù)“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”系統(tǒng)，分別設(shè)計不同程序段的代碼改錯，要求小組在2個小時內(nèi)通過編譯調(diào)試運行。最終根據(jù)每個小組修改的代碼程序段進行量化評分。

筆者依托榆林學(xué)院2017級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生，實踐了此C語言案例教學(xué)法。結(jié)果表明，用案例教學(xué)法授課的班級學(xué)生成績普遍高于傳統(tǒng)方式授課班級學(xué)生成績。

3 總結(jié)

通過在計算機專業(yè)大一新生中運用該案例法進行“C語言程序設(shè)計”課程教學(xué)，實際跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)該課程過程發(fā)現(xiàn)，學(xué)生理論知識水平和實踐動手能力顯著提高。此方法極大的吸引了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的實踐動手能力，激發(fā)了學(xué)生探索問題、解決問題的能力，使學(xué)生在實踐編程中理解和掌握了理論知識。

[1] 謝麗霞．基于混合式學(xué)習(xí)的“C語言程序設(shè)計”課程教學(xué)研究[J]．教育教學(xué)論壇，2017(20)：169-172．

[2] 項響琴．德國理念指導(dǎo)下的教學(xué)方法改革——以C語言課程為例[J]．計算機教育，2013(21)：37-41．

[3] 郭鵬，張海燕．地方高校轉(zhuǎn)型中的C語言課程改革研究與實踐[J]．石家莊學(xué)院學(xué)報，2017(3)：156-160．

[4] 徐亦丹，劉瑛．C語言程序設(shè)計案例教學(xué)法研究[J]．電腦知識與技術(shù)，2017(6)：191-192．

[5] 項響琴．“無紙化”教學(xué)模式下創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的研究與實踐[J]．電腦知識與技術(shù)，2015(35)：87-88．