高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言課程教學(xué)方法探討

蔣海華 李俐 鄭爽 崔玲

摘要：文章針對(duì)高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言課程，分析課程教學(xué)中存在的問題，從3個(gè)角度探討課程教學(xué)改進(jìn)的方法，進(jìn)而提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：C語言;非計(jì)算機(jī)專業(yè);教學(xué)方法;計(jì)算思維;實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.41? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）49-0128-02

C語言程序設(shè)計(jì)是高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門重要的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生了解計(jì)算機(jī)能做什么，知道計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)解決什么，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，從而更好地利用計(jì)算機(jī)來解決本專業(yè)的實(shí)際問題。C語言課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容和要求是相對(duì)的，對(duì)不同的人群有不同的要求[1]。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的C語言課程學(xué)時(shí)有限，學(xué)生在前期和后期也基本沒有學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的其他課程，在課程講授過程中，存在一些問題，影響學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的提高。

一、教學(xué)存在的問題

（一）理論與實(shí)踐銜接不緊密

通常的授課方式是先在教室安排理論課，再在機(jī)房安排實(shí)驗(yàn)課或者布置課后作業(yè)。這種方式容易分離理論知識(shí)與實(shí)踐操作，使兩者銜接不緊密。C語言的語法理論枯燥、抽象，學(xué)生在接觸到新的理論知識(shí)點(diǎn)后，如果不及時(shí)上機(jī)動(dòng)手操作，不利于對(duì)抽象概念的理解，也容易將知識(shí)遺忘。

（二）學(xué)生缺乏計(jì)算思維，沒有學(xué)習(xí)方法

對(duì)于數(shù)學(xué)、英語、物理這些課程，學(xué)生們基本都有一套自己的學(xué)習(xí)方法。不同于這類課程，大多數(shù)學(xué)生在上大學(xué)之前都沒有接觸過計(jì)算機(jī)程序編程類的課程，學(xué)生們基礎(chǔ)薄弱，也沒有學(xué)習(xí)方法。同時(shí)，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生基本只是孤立地學(xué)習(xí)C語言課程，沒有其他配套的課程加深理解計(jì)算思維。大部分學(xué)生能理解教師所講授的案例，但在獨(dú)立編寫程序時(shí)卻沒有思路。缺乏計(jì)算思維，不會(huì)采用啟發(fā)式推理來尋找答案，不會(huì)用計(jì)算機(jī)解決問題的方式去思考問題[2]。

（三）學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力提高緩慢

課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生具備程序設(shè)計(jì)能力，學(xué)生上機(jī)動(dòng)手能力的高低也決定了課程的教學(xué)效果。對(duì)于剛編寫完成的程序，大部分都會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)或者運(yùn)行結(jié)果不正確。作為初學(xué)者，學(xué)生往往找不見問題，也就無法將程序調(diào)試正確。學(xué)生得不到成就感，會(huì)對(duì)上機(jī)實(shí)踐慢慢地失去興趣，甚至產(chǎn)生抵觸情緒，進(jìn)而影響編程能力的提高。

二、教學(xué)方法改進(jìn)

（一）緊密銜接理論與實(shí)踐

將授課方式改為統(tǒng)一在機(jī)房上課。教師在每次通過案例講完一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)后，學(xué)生緊接著就上機(jī)進(jìn)行操作。學(xué)生可以模仿已有的案例程序，也可以進(jìn)行改寫完成新功能，發(fā)現(xiàn)自己的不足，進(jìn)而鞏固理論知識(shí)。當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)，教師可以第一時(shí)間進(jìn)行解答，了解學(xué)生掌握的情況。這種授課方式需要教師控制好時(shí)間，不然很有可能在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)完不成所有理論知識(shí)的講授。

（二）啟發(fā)漸近式講解案例

為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)程序語法不那么枯燥，筆者通過啟發(fā)漸講式講解案例的方式講授知識(shí)點(diǎn)。首先提出實(shí)際問題，讓學(xué)生思考并給出解決方案，接著對(duì)學(xué)生的方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，再按照計(jì)算機(jī)解題的方式給出更多的思路，通過這種方式來培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。案例中需要融入包含理論知識(shí)的主要語句，在學(xué)生對(duì)整體程序有大致理解的基礎(chǔ)上，再對(duì)其中涉及的相關(guān)語法進(jìn)行解釋分析。例如，在講授循環(huán)語句時(shí)，教師先提問如何計(jì)算數(shù)值50到59的和，學(xué)生一般給出方案，有利用計(jì)算器、筆算、套用數(shù)學(xué)公式等。教師在肯定學(xué)生回答的同時(shí)，再進(jìn)一步提問如何計(jì)算數(shù)值50到5000的和，或者50到5000的乘積，進(jìn)而引出循環(huán)語句的解法。

對(duì)案例具體程序進(jìn)行講解時(shí)，除了程序的基本框架外，筆者將主體程序分為四部分：第一部分是定義變量，第二部分是給變量賦值，第三部分是數(shù)據(jù)計(jì)算處理，第四部分是輸出結(jié)果。這樣學(xué)生對(duì)程序的結(jié)構(gòu)有更清楚的認(rèn)識(shí)，然后再去理解算法部分。學(xué)生自己獨(dú)立完成任務(wù)時(shí)，也可以先將基本框架搭建完成，再按這四部分內(nèi)容進(jìn)行編寫程序。

對(duì)于第三部分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算處理，也就是算法部分，是整個(gè)程序的核心。這部分的理論知識(shí)通常比較抽象，學(xué)生不容易理解和掌握，是課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。講授時(shí)，筆者將抽象的知識(shí)進(jìn)行具象化，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生的思維。例如，在講解循環(huán)執(zhí)行過程的時(shí)候，將for和while語句具象化為4步圖，如圖1所示。第一次按1、2、3、4步順序執(zhí)行，以后每次按2、3、4三步重復(fù)執(zhí)行，形成一個(gè)循環(huán)的閉合路徑。通過圖形化的方式，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)這兩條語句的理解和記憶。

再例如，在講解break和continue語句時(shí)，引入操場(chǎng)跑圈的例子。某同學(xué)鍛煉身體在操場(chǎng)跑步，打算跑2000米，也就是5圈循環(huán)。但是剛完成2圈準(zhǔn)備跑第3圈時(shí)，天下雨了，這時(shí)該同學(xué)就結(jié)束跑步，要退出整個(gè)循環(huán)就用break。如果是在跑到第2圈一半時(shí)，后半圈偷懶不跑了，直接從第3圈接著跑，這是退出當(dāng)次循環(huán)就用continue。通過將現(xiàn)實(shí)生活中簡(jiǎn)單的事件進(jìn)行類比，使學(xué)生更容易理解這些理論知識(shí)。

（三）重視培養(yǎng)調(diào)試程序能力

筆者采用Dev C++作為開發(fā)工具，該工具相對(duì)常用的VC++ 6.0而言，具有體積小、安裝方便、新建程序簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，更適用于初學(xué)者。上機(jī)編程的初期，學(xué)生往往會(huì)遇到不少問題，甚至模仿教材中的案例也無法避免報(bào)錯(cuò)。這時(shí)需要教師去幫助找出錯(cuò)誤，由于學(xué)生人數(shù)較多，每一個(gè)都指導(dǎo)下來會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間。還有小部分學(xué)生可能不好意思提問，就硬著頭皮找錯(cuò)誤，如果沒找到，學(xué)生的學(xué)習(xí)信心會(huì)受到打擊。為了提高編程的效率，減少學(xué)生找錯(cuò)誤的時(shí)間，筆者將常見的錯(cuò)誤提示和相應(yīng)的解決方法羅列出來。這樣，在學(xué)生遇到相似的問題時(shí)，可以自己解決，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，提高自身的學(xué)習(xí)能力，體會(huì)到編程的樂趣，由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”[3]。教師也可以從一直解答相同問題的困境中解脫出來，而去幫助學(xué)生解決其他錯(cuò)誤。例如，課程初期，學(xué)生常遇到程序編譯沒有問題，但運(yùn)行程序時(shí)被強(qiáng)制中止，提示程序已停止工作的現(xiàn)象，如圖2所示。出現(xiàn)這種錯(cuò)誤，通常是因?yàn)檩斎胝Z句中少寫“&”符號(hào)。

對(duì)于初學(xué)者，語法錯(cuò)誤一般容易被找到并改正，然而邏輯錯(cuò)誤解決起來卻比較困難。對(duì)于邏輯錯(cuò)誤，學(xué)生可以利用Dev C++提供的單步執(zhí)行，跟蹤程序運(yùn)行過程，監(jiān)視其中變量的值，這樣有利于學(xué)生厘清思路，從而找到錯(cuò)誤。單步跟蹤調(diào)試首先需要設(shè)置好斷點(diǎn)，而后執(zhí)行的過程中需要認(rèn)真仔細(xì)地觀察變量值的變化。通過跟蹤調(diào)試，有助于提高學(xué)生的細(xì)心和耐心度，減少下次出現(xiàn)編程錯(cuò)誤的可能。同時(shí)也有助于學(xué)生理解一些難點(diǎn)知識(shí)，例如循環(huán)語句的執(zhí)行過程、指針和變量地址之間的關(guān)系等。筆者也讓學(xué)生兩兩相互進(jìn)行調(diào)試對(duì)方的程序，這種方式既可以提高學(xué)生的程序閱讀能力和調(diào)試能力，又可以讓學(xué)生注意程序書寫規(guī)范，進(jìn)而提高程序可讀性，同時(shí)還能讓學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，提高溝通能力。

三、結(jié)語

C語言程序設(shè)計(jì)是一門很注重實(shí)踐操作的課程。為了進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)際動(dòng)手能力的提高，在課程考核中筆者將上機(jī)考試成績(jī)占總成績(jī)的比例設(shè)置為50%，這個(gè)比例可能還會(huì)提高。目前課程教學(xué)還存在一些問題，我們需要努力讓學(xué)生從解決實(shí)際問題中獲得成就感，盡可能地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、提高其學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生通過計(jì)算思維的方式利用C語言程序設(shè)計(jì)能力去解決各自專業(yè)中遇到的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚浩強(qiáng).研究計(jì)算思維，堅(jiān)持面向應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2012，（21）：45-49，56.

[2]J.M.Wing.Computational Thinking[J].Communications of the ACM，2006，（3）：33-35.

[3]段學(xué)慶.C語言教學(xué)方法之淺析[J].教育教學(xué)論壇，2017，（23）：263-264.