面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究與實(shí)踐

崔忠偉 張冬琴 孫淼 余麗靜 吳戀

摘要：本研究以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的c語言課程教學(xué)中存在的問題，基于CDIO和工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念，從課堂講授方式、測試方式、考察方式等方面對教學(xué)活動進(jìn)行改革研究及實(shí)踐，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高編程能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程;c語言;工程認(rèn)證;CDIO

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）28-0125-02

1引言

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是新興的工科專業(yè)，是根據(jù)我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，依據(jù)智慧中國的戰(zhàn)略進(jìn)程發(fā)展提出來的，其富有強(qiáng)烈的時代感。目前，很多高校開設(shè)了這一專業(yè)，然而在傳統(tǒng)的教育模式下，培養(yǎng)出的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用型人才與社會需求具有一定的差距。CDIO工程教育模式作為當(dāng)今國際工程教育的一種創(chuàng)新模式，也是做中學(xué)、基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)為核心的教育模式。因此，運(yùn)用CDIO和工程認(rèn)證的理念來進(jìn)行教學(xué)改革，已成為大勢所趨。

《c語言程序設(shè)計(jì)》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是所有程序設(shè)計(jì)課程的基礎(chǔ)，同時也是企業(yè)招聘重點(diǎn)考查的知識對象。但是，在C語言教學(xué)中普遍存在學(xué)生難學(xué)、老師難教的問題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)懈怠、缺乏興趣、目標(biāo)模糊。通過將CDIO、工程認(rèn)證的教育模式應(yīng)用教學(xué)中，可以有效解決上述問題。

2C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的主要問題

（1）重理論、輕實(shí)踐

傳統(tǒng)的C語言教學(xué)模式中，存在大量的理論課，形成了理論多于實(shí)踐的現(xiàn)象，即大量的理論課時主要講授基本概念、基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)語法，而實(shí)驗(yàn)課時不足，導(dǎo)致學(xué)生能聽懂、而無法獨(dú)立完成代碼的編寫，通過學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握閱讀代碼的基本能力，但程序設(shè)計(jì)的動手能力較弱。

（2）缺乏主動思考、存在畏難情緒

C語言較為抽象、靈活，學(xué)習(xí)難度較大，特別是在調(diào)試程序時，學(xué)生會遇到各種各樣的問題，而這些問題的解決，需要學(xué)生通過多種方式，如：相互交流、查閱有關(guān)書籍或資料、積累經(jīng)驗(yàn)等來完成。而學(xué)習(xí)困難的學(xué)生則通常會置難題于不顧，這無法提升自主思考和探索的能力，也會使學(xué)生漸漸喪失學(xué)習(xí)興趣。

（3）考核方式較為單一

傳統(tǒng)的考試方式，以紙質(zhì)試卷為主，有些學(xué)習(xí)則采用了更為有效的上機(jī)實(shí)操考核。但是，考試的題型設(shè)計(jì)不完善，主要為判斷題、選擇題、填空題、程序填空題，而程序綜合設(shè)計(jì)題較少，無法通過考試這一必要的考核手段來促進(jìn)學(xué)生編程綜合能力的提升。

3教學(xué)改革措施

針對文中提到的傳統(tǒng)C語言教學(xué)中存在的主要問題，本文給出了相應(yīng)的教學(xué)改革措施，具體如下。

3.1課程結(jié)構(gòu)

C語言程序設(shè)計(jì)分兩個學(xué)期開設(shè)，具體如表1所示。大一上（第一學(xué)期）的理論講授學(xué)時數(shù)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時數(shù)分別為32學(xué)時和16學(xué)時，主要教學(xué)內(nèi)容包括：流程圖、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等，目標(biāo)是使學(xué)生掌握計(jì)算思維、C語言的基本語法和基本結(jié)構(gòu)。大一下（第二學(xué)期）的主要教學(xué)內(nèi)容包括：函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、鏈表和文件等，使學(xué)生進(jìn)一步強(qiáng)化c語言程序設(shè)計(jì)能力;同時增設(shè)了課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成一個小型管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及開發(fā)的能力。

3.2程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺的應(yīng)用

傳統(tǒng)課堂中，一名教師會面對數(shù)十名學(xué)生，很難做到及時了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。改革的重要措施之一就是充分發(fā)揮程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺PTA（PROGRAMMINGTEACHING ASSISTANT）的輔助作用，提高教學(xué)效率、管理效率。

在PTA中，教師可以設(shè)置不同的題型，特別是有大量的程序綜合設(shè)計(jì)的題庫，學(xué)生提交答案或代碼后，PTA能實(shí)時反饋每個題的得分情況和錯誤情況，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有針對性。同時，學(xué)生能夠借助PTA在課后鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過讓學(xué)生“做中學(xué)”掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)，能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

3.3強(qiáng)化過程性的考核

為及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，采用課前預(yù)習(xí)測試、課中學(xué)習(xí)過程測試、課后鞏固及學(xué)習(xí)效果測試等多種考核形式，以理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式進(jìn)行考核。教師隨機(jī)測試每堂課所講授的理論基礎(chǔ)知識，考查學(xué)生的理解情況;通過程序設(shè)計(jì)測試，教師能有效發(fā)現(xiàn)學(xué)生在程序設(shè)計(jì)中的問題，并提出解決方案。

3.4學(xué)生助教

從高年級學(xué)生中選拔多位擅長C語言的學(xué)生，輔導(dǎo)低年級學(xué)生在晚上集中于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行晚自習(xí)。這種較為人性化的輔導(dǎo)方式，能夠有效彌補(bǔ)線上平臺PTA的不足。通過集中式的晚自習(xí)，高年級學(xué)生為低年級學(xué)生答疑解惑，不僅可以增強(qiáng)低年級同學(xué)的動手能力，還可以使高年級同學(xué)鞏固所學(xué)知識，在為他人解決問題的同時，發(fā)現(xiàn)自己的知識缺漏。

3.5任務(wù)驅(qū)動

C語言的教學(xué)中學(xué)生不僅要學(xué)會相關(guān)理論知識，熟練掌握C語言的語法及編程應(yīng)用，還要學(xué)會動手實(shí)踐，運(yùn)用C語言編寫各類程序及開發(fā)項(xiàng)目，為了讓學(xué)生更好地掌握編程，在教學(xué)過程中應(yīng)增加課程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)既能讓學(xué)生切身體會程序開發(fā)的完整過程地能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過任務(wù)驅(qū)動即課程設(shè)計(jì)的方式達(dá)到了全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

3.6教學(xué)成效

通過系列教學(xué)改革措施的實(shí)施，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化了過程性的學(xué)習(xí)管理，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力得到普遍提高，及格率提升了15%以上。越來越多的學(xué)生參加了省級、國家級程序設(shè)計(jì)大賽，每年都獲得省級以上獎勵。

4結(jié)論

針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)C語言教學(xué)過程中存在的問題，提出并實(shí)施上述教學(xué)改革措施，使C語言教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理得到了極大的提升，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立思考的能力得到有效提高，為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下了夯實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。