民族院校工科專業(yè)《C語言程序設(shè)計》教學(xué)改革實踐與探索

【摘要】本文針對民族院校工科專業(yè)《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)中出現(xiàn)一些問題，諸如教師難教、學(xué)生難學(xué)、學(xué)習(xí)主動性不高、不能學(xué)以致用等，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)業(yè)評價方式等方面進(jìn)行了全面改革探索。教學(xué)實踐表明，改革方案能較大幅度的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維能力和編程能力，較大幅度提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

【關(guān)鍵詞】C語言程序設(shè)計 教學(xué)改革 教學(xué)方式 學(xué)業(yè)評價

【中圖分類號】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）22-0236-02

1.引言

為了培養(yǎng)滿足社會需求的具備信息技術(shù)素養(yǎng)的復(fù)合型人才，高校畢業(yè)生不但要具備一定的計算機(jī)基礎(chǔ)知識，而且具備一定的計算機(jī)程序設(shè)計基礎(chǔ)。計算機(jī)程序設(shè)計語言種類較多，如匯編語言，BASIC、LOGO、PASCAL、FORTRAN、C、C++、Java等語言體系。由于C語言具有簡潔緊湊、靈活方便、運(yùn)算符和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為豐富、結(jié)構(gòu)化程度高、程序執(zhí)行效率高、可移植性好、能對硬件直接操作等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來備受人們青睞。目前大多數(shù)高校理工科專業(yè)的計算機(jī)程序設(shè)計語言課程，都把C語言程序設(shè)計作為首選。

C語言雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，然而，由于其語法靈活，運(yùn)算符非常豐富，學(xué)生普遍感到枯燥難學(xué)，加之非計算機(jī)專業(yè)該課程課時明顯偏少，更增加了這門課的教與學(xué)的難度。針對這種現(xiàn)象，高校教育工作者在教學(xué)改革方面做了許多工作。盧向群（2007）[1]通過重點(diǎn)抓學(xué)生創(chuàng)新精神、自主及合作能力的培養(yǎng)，靈活安排教學(xué)內(nèi)容等環(huán)節(jié)，提高學(xué)生程序設(shè)計課程的創(chuàng)新能力；李學(xué)俊等（2010）[2]提出一種新的啟發(fā)式方法——問題誘導(dǎo)啟發(fā)式程序設(shè)計語言教學(xué)方法；祁昌平和高彩霞（2014）[3]將遷移理論應(yīng)用到該課程的教學(xué)中；曹惠雅和王峰（2014）[4]將計算思維的思想應(yīng)用到C語言教學(xué)中，給出了以計算思維為核心的教學(xué)模式；陳益等人（2014）[5]針對不同知識結(jié)構(gòu)采用多種教學(xué)方法靈活運(yùn)用教學(xué)相長，激發(fā)和挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣和動力；薛冰冰和李敏（2014）[6]提出了在該課程教學(xué)中采取問題導(dǎo)向為主，逐層深入為輔，循序漸進(jìn)地轉(zhuǎn)換學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的編程能力；楊柳和鐘誠（2014）[7] 從重視第一課堂，采用多樣化的教學(xué)手段以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)化算法以訓(xùn)練學(xué)生的編程思維能力等方面討論了C語言教學(xué)的新思路。

以上的研究成果在一定程度上豐富了C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)實踐經(jīng)驗，為我們的教學(xué)改革提供的線索，給出了啟示。然而，可以發(fā)現(xiàn)，以上研究成果有的是針對計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，有的雖然是針對非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，但僅從問題的某一方面進(jìn)行改革探索，得到的經(jīng)驗普適性較差，對于我校這樣的民族院校不一定適用。

民族院校學(xué)生基礎(chǔ)普遍比較薄弱，學(xué)習(xí)積極性不高，工科學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不太扎實，《C語言程序設(shè)計》課時普遍偏少（以我校為例，全部學(xué)時僅為48）。因此，針對民族院校的非計算機(jī)類工科專業(yè)，有必要對該課程從教材、教學(xué)大綱、學(xué)時分配、課堂教學(xué)、上機(jī)實踐、學(xué)業(yè)評價等方面進(jìn)行系統(tǒng)地改革探索，找出一套合理的教學(xué)改革方案，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的編程能力，為后續(xù)有關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.教學(xué)內(nèi)容改革

目前《C語言程序設(shè)計》課程的教材較多，其中以譚浩強(qiáng)所著的《C語言程序設(shè)計》[8]比較經(jīng)典，已經(jīng)過多次改編和再版，為大多數(shù)高校選用的教材。我校在教學(xué)中也選用這本教材。經(jīng)過多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，該教材雖然內(nèi)容豐富全面，注重實例引入，由淺入深，容易理解。然而，教材中所舉例子比較陳舊，有些例子過于繁雜，語法知識偏多，不完全適合于民族院校學(xué)生的特點(diǎn)，特別是非計算機(jī)類工科專業(yè)。

因此，在教學(xué)中，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一定的改革探索，給出以下幾點(diǎn)建議：

（1）教學(xué)中要注意重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)

由于民族院校學(xué)生基礎(chǔ)相對比較薄弱，課時量不足，教學(xué)時切忌面面俱到，追求體系完整。否則教學(xué)中會出現(xiàn)蜻蜓點(diǎn)水、走馬觀花的現(xiàn)象，學(xué)生無法理解掌握所學(xué)的知識和編程技巧。教學(xué)中不必片面追求所教知識系統(tǒng)的完整性，應(yīng)該將精力放在核心內(nèi)容和知識點(diǎn)上，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握基本的語法知識、算法思想和三種基本結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計上，而對數(shù)組、函數(shù)和指針等內(nèi)容可以略講，有的內(nèi)容可以不講。

（2）替換一些與專業(yè)相關(guān)的例題和習(xí)題

教材中部分例題比較經(jīng)典，可以保留。但部分例題和習(xí)題比較陳舊或繁雜，與所學(xué)專業(yè)沒有任何聯(lián)系，應(yīng)該予以替換。但由于該課程一般放在大學(xué)一年級進(jìn)行，這時學(xué)生基本上還未接觸多少專業(yè)知識，因此只能設(shè)計一些專業(yè)領(lǐng)域比較淺顯易懂的題目，不宜過難，目的是增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（3）理論知識和上機(jī)編程并重

《C語言程序設(shè)計》是一門理論和實踐相結(jié)合的課程，教學(xué)中切忌片面強(qiáng)調(diào)理論知識或上機(jī)編程。教學(xué)時，理論和上機(jī)課時比例一般為1：1，如果選擇在機(jī)房上課，可以在上完一小節(jié)理論課后馬上讓學(xué)生動手練習(xí)，或者一邊進(jìn)行理論教學(xué)，一邊進(jìn)行上機(jī)編程，效果較好。因此，教學(xué)中應(yīng)該精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，基本滿足一大節(jié)課（兩小節(jié)）教學(xué)內(nèi)容（包括理論和上機(jī)）的完整性。

（4）通過實例引入語法知識

C語言語法知識相對比較枯燥，如果一開始就講語法知識，然后講其應(yīng)用，無法引起學(xué)生的興趣。在教學(xué)中可先舉一個包含所講語法知識的實例，按照從算法設(shè)計、程序流程圖到上機(jī)編程的順序進(jìn)行講授，然后將用到的語法知識進(jìn)行講解，這樣會吸引學(xué)生的注意力，將所教的語法知識學(xué)好。

（5）重視算法在編程中的作用

諸多關(guān)于C語言方面的教材一般重視語法講授和編程實踐，但對算法缺乏足夠的重視。算法是程序的靈魂，編程時，尤其是編一個較為復(fù)雜的程序時，應(yīng)該先設(shè)計好算法，給出程序流程圖，然后再根據(jù)流程圖進(jìn)行編程。就如建一座高樓一樣，先應(yīng)該設(shè)計好圖紙，再進(jìn)行施工。因此，在教學(xué)內(nèi)容中，應(yīng)該給予算法相應(yīng)的比重，對于編程問題，應(yīng)該根據(jù)需要，先設(shè)計相應(yīng)的算法，如偽代碼、流程圖、N-S圖，讓學(xué)生養(yǎng)成先設(shè)計算法，再進(jìn)行編程的習(xí)慣。

3.教學(xué)方法改革

根據(jù)民族院校工科學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合《C語言程序設(shè)計》課程本身的一些特點(diǎn)，并參考近年來關(guān)于該課程教學(xué)方法改革的一些文獻(xiàn)資料，在教學(xué)中采用了以下一些方法：

（1）分組討論法

將每班學(xué)生分成若干組，一般每組4-5人，每個小組選一名組長。課堂提問和上機(jī)編程時，每個小組內(nèi)部可進(jìn)行充分討論并互相分工協(xié)作，然后選一名代表進(jìn)行回答或上講臺將自己小組的程序進(jìn)行講解，并按小組記分。這樣，一方面培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和編程能力，另一方面，也養(yǎng)成了學(xué)生分工協(xié)作和互相幫助的習(xí)慣，培養(yǎng)了學(xué)生的集體榮譽(yù)感。

（2）任務(wù)驅(qū)動法

在教學(xué)中，有意識的引入任務(wù)驅(qū)動法，可起到事半功倍的效果。如講解循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計時，可以給出以下任務(wù)：

1+2+3+…+100.

先簡單介紹以下這個任務(wù)的背景：當(dāng)年數(shù)學(xué)家高斯在上小學(xué)時因為同學(xué)們淘氣惹惱了老師，老師隨即布置了以上任務(wù)給同學(xué)們，誰先完成，誰就可以先回家。當(dāng)年小高斯用技巧很快完成了這道題。然后，把上述任務(wù)重新展示給同學(xué)們，讓同學(xué)們利用計算機(jī)編程計算。

不同同學(xué)可能有不同的計算思路，有的同學(xué)可能利用等差數(shù)列求和公式計算，有的同學(xué)逐次求和進(jìn)行計算。提示：由于計算機(jī)是不怕重復(fù)計算的，后一種方法正好符合計算機(jī)的特點(diǎn)。但編程時，如果逐個求和，將以上式子全部寫出來，程序?qū)⒎浅Ｈ唛L，效率非常低。如何用簡潔的方法進(jìn)行計算？在此基礎(chǔ)上很自然引入循環(huán)語句。

算完上述式子后，再布置以下任務(wù)：

1+3+5+…+99

200+198+197+…+100

1·2·3…·100

讓學(xué)生在不斷完成設(shè)定的任務(wù)中熟悉循環(huán)語句的用法。這樣，學(xué)生很自然的就會掌握了所學(xué)知識。

（3）情景教學(xué)法

每一個編程題目都應(yīng)該根據(jù)身邊的實際問題或者專業(yè)領(lǐng)域有關(guān)問題進(jìn)行設(shè)計，而不能照本宣科。如果僅將事先編好的程序在PPT上展示一下，講解一下就完事，這樣的教學(xué)效果是可想而知的。應(yīng)該根據(jù)問題先分析問題的解決辦法，設(shè)計算法，逐條編制程序，包括變量的類型定義、使用，數(shù)據(jù)的輸入輸出，關(guān)鍵語句的選用等等，都要在編制程序過程中予以介紹。只有這樣，才能讓師生身臨其境，一起來解決相關(guān)問題，感受到解決問題的快樂。以下舉例說明。

如人口增長預(yù)測問題。2005年末中國人口為130756萬人，如果人口的年增長率為1%，到哪一年中國人口將超過15億？ 1000年以后中國的人口呢？

首先，指出這個問題是關(guān)于中國人口的問題，與同學(xué)們息息相關(guān)，讓同學(xué)們不僅學(xué)習(xí)編程，更在得到計算結(jié)果后，對人口增長的現(xiàn)實問題有深刻的認(rèn)識。

其次，給出人口增長的計算公式。設(shè)原來人口為p0，年人口增長率為r，則n年后的人口為：

pn=p0（1+r）n

然后，根據(jù)上述計算公式設(shè)計算法流程圖（N-S圖）如下：

最后，上機(jī)編程。上機(jī)演示編程時，由于在機(jī)房授課，可讓同學(xué)們一起打開編程軟件（VC++）， 和教師一起編程。（1）提示要輸入預(yù)編譯命令#include，否則無法進(jìn)行正常的輸入輸出操作。（2）輸入主函數(shù) void main（）{ }， 提示小括號不能丟掉，大括號要成對出現(xiàn)，在大括號里面輸入函數(shù)體。（3）定義變量類型。由于人口數(shù)y較大，不宜用整型數(shù)，應(yīng)該用雙精度實型數(shù)（double）進(jìn)行存儲，而人口增長率r可用單精度實型數(shù)（float）或雙精度實型數(shù)（double）均可，年份y應(yīng)該用基本整型數(shù)（int）即可。（4）選擇程序語句。由于涉及重復(fù)多次的計算，應(yīng)該用循環(huán)語句，可用for、while、do while語句均可。（5）輸出結(jié)果?？捎脦旌瘮?shù)printf，強(qiáng)調(diào)該函數(shù)的使用方法。（6）運(yùn)行程序。先調(diào)試、連接，最后再運(yùn)行。若有問題，檢查問題，修改后再調(diào)試、連接、運(yùn)行。

4.學(xué)業(yè)評價改革

目前《C語言程序設(shè)計》課程學(xué)業(yè)評價體系的不合理，在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。如重視理論考試，輕上機(jī)實踐，重視終結(jié)性考核，而輕視平時性考核。這就導(dǎo)致了學(xué)生平時不認(rèn)真上課和學(xué)習(xí)，也不重視上機(jī)實踐，在考試前臨時突擊一下就行了。結(jié)果學(xué)生真正的編程能力并沒有培養(yǎng)起來。因此，針對民族院校工科學(xué)生的特點(diǎn)，制定了合理的學(xué)業(yè)評價改革方案，把過程性評價和終結(jié)性評價放在同等重要的地位上。而過程性評價包括出勤、課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、平時測驗、實驗成績、自學(xué)報告、課程設(shè)計等方面，每一方面都予以量化。終結(jié)性評價包括理論考試成績。

我們在教學(xué)實踐中，加大了過程評價在整個學(xué)業(yè)評價中所占比例，其中過程評價和終結(jié)評價所占比例各占50%。過程評價成績（P）及終結(jié)評價成績（F）都按百分制計算（即滿分為100分），總評成績（T）= （P+F）/2。過程評價成績（P）由以下幾部分組成：

1）出勤（P1）： 10分，主要包括課堂教學(xué)、作業(yè)輔導(dǎo)、上機(jī)實驗等的考勤，缺勤一次扣 1 分，遲到兩次扣 1 分，請假 4 次扣 1 分，扣完為止。

2）課堂表現(xiàn)（P2） ：10 分，主要包括回答問題（6分），課堂紀(jì)律遵守情況（4分），如發(fā)現(xiàn)睡覺、玩手機(jī)、交頭接耳現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)一次扣1分，扣完為止。

3）作業(yè)成績（P3）：15 分，主要考查書面作業(yè)完成情況，每次批改作業(yè)按完成情況給 A、B 、C 、D 四個等級，其中 D 為不交作業(yè)情形，最后匯總。

4）自學(xué)情況匯報（P4）：5分，布置選學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生自學(xué)并提交學(xué)習(xí)報告，根據(jù)情況給分。

5）實驗成績（P5）：40分，主要考查學(xué)生的編程能力能力，可分小組（每組4-5人）進(jìn)行2-4次編程測試，每組選一個代表進(jìn)行講解，根據(jù)講解情況當(dāng)場按小組打分。

6）平時上機(jī)測驗（P6）：10分，每次在上機(jī)實驗課可根據(jù)同學(xué)們編程程度不同，給定給 A、B 、C 、D 四個等級，最后匯總。

7）學(xué)生互評（P7）：10 分，組織學(xué)生進(jìn)行分組互評，在每個小組內(nèi)部給出A、B、C、D四個等級，然后根據(jù)等級給出合適的成績。

終結(jié)評價成績即為期末考試卷面成績。綜上，學(xué)業(yè)評價總評成績的計算方式為：

T=（P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+F）/2

5.結(jié)語

本文針對民族院校工科專業(yè)《C語言程序設(shè)計》課程，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)業(yè)評價方式等方面進(jìn)行了全面改革探索，得到了比較系統(tǒng)的教學(xué)改革方案，并在本校2016級水利水電工程本科生中進(jìn)行實施。教學(xué)實踐表明，改革方案能較大幅度的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維能力和編程能力能力，成績顯著。今后，將進(jìn)一步完善該課程的教學(xué)改革方案，將其推廣到民族院校其他非計算機(jī)類工科專業(yè)《C語言程序設(shè)計》的教學(xué)中。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李學(xué)俊，李龍澍，徐怡.問題誘導(dǎo)式程序設(shè)計語言教學(xué)方法. 計算機(jī)教育， 2010，（16）：44-47.

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[7]楊柳，鐘誠.C語言教學(xué)新思路. 大眾科技，2014，（5）：168-169.

[8]譚浩強(qiáng).C語言程序設(shè)計（第二版）.北京：清華大學(xué)出版社， 2008.

作者簡介：

景何仿（1969，6-），男，教授，甘肅岷縣人，研究方向為計算流體力學(xué)。