分組實(shí)踐教學(xué)在C語言程序設(shè)計中的應(yīng)用

顧正蘭

(鹽城師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，江蘇 鹽城 224002)

很多學(xué)生對學(xué)習(xí)C語言感到無從下手，經(jīng)常問一個問題：究竟怎樣學(xué)習(xí)C語言？分組實(shí)踐教學(xué)可以解決學(xué)生的這一問題，并讓學(xué)生愿意學(xué)習(xí)進(jìn)而掌握C語言知識。

一、C語言程序設(shè)計學(xué)習(xí)中存在的問題

(一)“大學(xué)不用學(xué)習(xí)”的錯誤認(rèn)知

很多學(xué)生在中學(xué)階段很努力學(xué)習(xí)，希望能夠考取理想的大學(xué)。面對枯燥、乏味的學(xué)習(xí)，有些中學(xué)教師為了鼓勵學(xué)生，給他們畫了一個空洞的大餅：上大學(xué)就不用這么辛苦學(xué)習(xí)了，大學(xué)很輕松。帶著這樣的憧憬，他們步入大學(xué)。

而C語言程序設(shè)計這門課程，恰好安排在大一第一學(xué)期學(xué)習(xí)[1]。在翻過了高考難關(guān)，步入大學(xué)后，很多學(xué)生學(xué)習(xí)處于放松狀態(tài)，以為不努力學(xué)習(xí)考試也可以輕松通過。

(二)學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維模式的不適應(yīng)

高中階段，教師為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，過度地給學(xué)生講解知識點(diǎn)。填鴨式的教學(xué)導(dǎo)致很多學(xué)生上大學(xué)后仍習(xí)慣于被動地接受知識，不會獨(dú)立思考，缺乏主動學(xué)習(xí)的意識。而大學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容比較多，知識容量大，被動的學(xué)習(xí)方式使他們無法適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)方式，不能及時吸收新知識，知識點(diǎn)就會越積越多，最后導(dǎo)致聽不懂，不適應(yīng)。

(三)C語言程序設(shè)計知識點(diǎn)枯燥

一開始看到程序設(shè)計，很多學(xué)生帶著對已有計算機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的認(rèn)識，認(rèn)為可以開發(fā)出很多智能化的程序，可以隨心所欲地利用已有知識開發(fā)游戲。但一旦開始學(xué)習(xí)，就會發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計還需要很多需要記憶的知識點(diǎn)，而他們又懶于對知識的記憶，便從心理開始厭煩，提不起學(xué)習(xí)興趣。

(四)不適應(yīng)程序設(shè)計的思想

程序設(shè)計表達(dá)方式和數(shù)學(xué)、生活中的思維方式有相似之處，也有很多不同，剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生還不習(xí)慣程序設(shè)計的思想。在學(xué)習(xí)程序設(shè)計時，控制結(jié)構(gòu)掌握不好，不能很好地以程序設(shè)計的理念來思考程序設(shè)計。

二、分組實(shí)踐教學(xué)在C語言程序設(shè)計中的應(yīng)用

分組實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生能夠加深對知識點(diǎn)的理解，提高自身素質(zhì)和動手操作能力。在分組實(shí)踐中，進(jìn)行團(tuán)隊合作，可提高學(xué)生的團(tuán)隊合作能力；分組實(shí)踐中，通過小組之間的競爭，能夠發(fā)現(xiàn)自己的不足；分組實(shí)踐中的評價機(jī)制、激勵措施、過程性考核、翻轉(zhuǎn)課堂都能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生的自信心以及約束力。

(一)實(shí)踐教學(xué)

整合知識點(diǎn)，學(xué)習(xí)一個知識點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課及課外利用計算機(jī)進(jìn)行實(shí)踐。通過把所學(xué)習(xí)知識點(diǎn)變成程序、上機(jī)操作、運(yùn)行程序輸出來理解知識點(diǎn)。在教學(xué)中，學(xué)完一個知識點(diǎn)后給學(xué)生演示，引導(dǎo)學(xué)生自己去實(shí)踐，再通過結(jié)論反思教學(xué)中的知識點(diǎn)，如不同類型數(shù)據(jù)間的混合運(yùn)算這個知識點(diǎn)，在混合運(yùn)算規(guī)則中應(yīng)注意：

1. 類型相同直接運(yùn)算，結(jié)果保持原類型

這一點(diǎn)很容易被學(xué)生理解，在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生也很容易掌握。

2. 運(yùn)算對象類型不同，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為同一類型再進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果為轉(zhuǎn)換后的類型

這個知識點(diǎn)很多學(xué)生會認(rèn)為表達(dá)式中所有運(yùn)算對象都可以轉(zhuǎn)換為同一個類型來進(jìn)行運(yùn)算。通過上機(jī)實(shí)踐，看最后運(yùn)算結(jié)果，反思這個運(yùn)算規(guī)則。如表達(dá)式：7/2+4.5，很多學(xué)生看到這個4.5是浮點(diǎn)數(shù)，忽略了7/2被除數(shù)和除數(shù)均為整數(shù)，得到的結(jié)果是8。對此可以編寫代碼讓學(xué)生上機(jī)實(shí)踐：

#include ″stdio.h″

void main( )

{ double t;

t= 7/2+4.5;

printf(″t=%f ″, t);

}

分析運(yùn)行結(jié)果：

t=7.500000

輸出t=7.500000，反推7.5-4.5=3,也就是說運(yùn)算7/2，被除數(shù)和除數(shù)都是整數(shù)，商也為整數(shù)，7和2并沒有轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行計算。

上機(jī)實(shí)踐不僅可以讓學(xué)生熟悉上機(jī)操作，還能加深對知識點(diǎn)的理解，讓學(xué)生進(jìn)一步理解學(xué)習(xí)程序設(shè)計最簡單最直接的方法就是實(shí)踐。

實(shí)踐案例的選擇，對于剛剛接觸計算機(jī)編程的學(xué)生來說，要循序漸進(jìn)，不能選擇特別復(fù)雜的實(shí)例。

(二)分組實(shí)踐教學(xué)

針對學(xué)生不主動咨詢的問題，可以讓他們進(jìn)行分組學(xué)習(xí)，通過分組討論實(shí)踐來完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，討論中應(yīng)鼓勵同學(xué)之間的交流。大一新生分組時可以嘗試不同的模式。在教學(xué)實(shí)踐中，嘗試了以下幾種分組模式：

1. 學(xué)生自由組隊

很多學(xué)生選擇同一宿舍的同學(xué)為一個小組，據(jù)統(tǒng)計大一新生選擇這種情況的有90%以上。

如果某個宿舍的學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性比較高，那么這種分組模式的教學(xué)效果就會很好。在實(shí)踐教學(xué)中，他們能相互探討，共同完成教學(xué)任務(wù)。遇到解決不了的問題，課后在宿舍里還會進(jìn)一步討論。實(shí)踐結(jié)果顯示，這個宿舍的學(xué)生成績都非常優(yōu)秀。

相反，如果這個宿舍的學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性比較差，這種分組模式就會失去分組的目的和初衷。

2. 按照自覺性好中差搭配固定分組

這種模式一般是在了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)之后采用的。在多年教學(xué)實(shí)踐中，以學(xué)習(xí)方式、男女比例以及性格等因素進(jìn)行分組，這種分組模式較為合理，適合一段學(xué)習(xí)之后進(jìn)行。

需要強(qiáng)調(diào)的是，這種分組方式如果沒有一定的配套措施，也很難發(fā)揮出優(yōu)勢。自覺性好的學(xué)生一般學(xué)習(xí)積極性比較高，成績相對比較好；自覺性差的學(xué)生相對而言，學(xué)習(xí)積極性不高，知識點(diǎn)掌握就比較差。

3. 隨機(jī)分組

這種分組模式不可控因素很多，適用于特定活動中，如進(jìn)行對抗比賽、游戲類實(shí)踐教學(xué)等。實(shí)踐表明，比賽中隊友很給力的時候，整個小組就會比較有活力。隊友較弱的小組，就會一盤散沙。

實(shí)踐中多次隨機(jī)分組，可以增強(qiáng)學(xué)生之間相互了解，也給教師了解學(xué)生的機(jī)會。多次的隨機(jī)分組可以為固定分組奠定基礎(chǔ)。

不同類型的分組都有其自身優(yōu)勢，在一定程度上都可以帶來較好的教學(xué)效果。因此，在教學(xué)中教師要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的分組模式。

(三)評價機(jī)制

對每一次實(shí)踐進(jìn)行點(diǎn)評。點(diǎn)評有學(xué)生自評、互評和教師點(diǎn)評等多種模式。評價機(jī)制是對實(shí)踐教學(xué)的一種完善和促進(jìn)。

1. 學(xué)生自評

通過自我了解和反思，確定自己在小組實(shí)踐中的定位，發(fā)現(xiàn)自身不足,不斷提高自己。

2. 小組成員互評

小組成員之間互評，可以逐漸了解小組成員，發(fā)現(xiàn)彼此的優(yōu)點(diǎn)和不足，促進(jìn)小組成員的共同進(jìn)步。

3. 小組之間互評

通過小組互評，能夠發(fā)現(xiàn)其他小組合作中的優(yōu)點(diǎn)，反思自身小組合作的不足,增強(qiáng)團(tuán)隊合作能力，在之后的合作學(xué)習(xí)中能夠發(fā)揮自身優(yōu)勢，提高學(xué)習(xí)效果。

4. 教師點(diǎn)評

從教學(xué)角度了解學(xué)生，給與點(diǎn)評。由于時間限制不可能每個同學(xué)都能點(diǎn)評，因此可以對成績突出的小組和同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評。教師點(diǎn)評可以在小組項目完成答辯環(huán)節(jié)后進(jìn)行。平時教學(xué)中，還可以對表現(xiàn)較好的同學(xué)進(jìn)行表揚(yáng)，也可以選擇部分同學(xué)的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示，一方面可以提高學(xué)生的自信心，另一方面還可以為其他同學(xué)樹立學(xué)習(xí)榜樣。

5. 作業(yè)互評

通過對同學(xué)作業(yè)的互評、打分，可以從別人作業(yè)的情況反思自身，查找不足，進(jìn)而提高作業(yè)質(zhì)量。

(四)過程性考核

把每一章節(jié)知識點(diǎn)作業(yè)的完成情況作為平時成績考核的依據(jù)，督促學(xué)生及時完成作業(yè)、測試。注重過程性考核，把每一次的作業(yè)、測試以及課堂表現(xiàn)等納入學(xué)期課程考核中[2]。把分組實(shí)踐教學(xué)的成績按照小組和個人進(jìn)行評分。每一次具體項目分組實(shí)踐考核成績小組考核成績占50%，個人考核成績占50%。過程性考核是保證分組實(shí)踐教學(xué)順利完成的原動力。

1. 小組過程性考核

小組過程性考核是每次實(shí)踐任務(wù)完成情況的考核，旨在幫助學(xué)生樹立團(tuán)隊的觀念，促進(jìn)小組成員之間相互幫助，獲得集體榮譽(yù)感。這種考核需要每個小組組長整體協(xié)調(diào)，小組成員相互了解，制定合作方案，更好地完成項目。

2. 個人過程性考核

對個人完成作業(yè)、測試的考核，也是讓學(xué)生了解自身知識點(diǎn)的掌握情況。通過個人過程性考核，能避免隊友拖后腿拉低學(xué)生個人得分情況的發(fā)生。同時，可以幫助同學(xué)在實(shí)踐中共同進(jìn)步，并增加個人過程性考核得分。個人過程性考核可以在分組項目實(shí)踐答辯環(huán)節(jié)中進(jìn)行。

(五)翻轉(zhuǎn)課堂

由于課堂教學(xué)時間有限，不可能把所有的任務(wù)都放到課堂上來解決。翻轉(zhuǎn)課堂可以解決課堂教學(xué)時間不足帶來的問題。在翻轉(zhuǎn)課堂中可以讓學(xué)生利用所學(xué)知識，在課外討論，完成課題，并在課堂上進(jìn)行答辯。翻轉(zhuǎn)課堂可以在有限的課堂時間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的高效率，提高學(xué)生的自學(xué)能力。翻轉(zhuǎn)課堂不是簡單的自學(xué)，而是分組討論實(shí)踐，讓學(xué)生進(jìn)行有目的有計劃學(xué)習(xí)，通過小組競爭方式完成教學(xué)任務(wù)。

如整型變量的符號屬性有signed(有符號)和unsigned(無符號)之分。如果不了解二進(jìn)制，這個知識點(diǎn)則不容易理解。但在課堂上沒有足夠的時間展開講解，可以利用翻轉(zhuǎn)課堂完成此教學(xué)內(nèi)容。如給出一個簡單的實(shí)例，讓學(xué)生自己查閱資料解決轉(zhuǎn)換原理問題。然后給學(xué)生下列程序，讓學(xué)生分組完成。

#include

void main()

{

unsigned short int t=-1;

short int x=65535;

printf(″t=%d,x=%d ″, t, x);

}

運(yùn)行結(jié)果：

t=65535,x=-1

分組進(jìn)行討論：為什么會是這個結(jié)論“t=65535,x=-1”？

從整數(shù)的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式進(jìn)行分析，-1的補(bǔ)碼和65535的補(bǔ)碼用兩個字節(jié)表示時是一樣的。促使學(xué)生上網(wǎng)查閱二進(jìn)制補(bǔ)碼，理解整數(shù)存儲的規(guī)則，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，讓學(xué)生學(xué)會管理自己課余時間，學(xué)會查閱資料。

理解二進(jìn)制存儲后，再給出，把int型前面short修飾刪除，其他不變：

#include

void main()

{

unsigned int t=-1;

int x=65535;

printf(″t=%d,x=%d ″, t, x);

}

運(yùn)行結(jié)果：

t=-1, x=65535

分小組討論為什么int無符號和有符號又是這樣的結(jié)果“t=-1, x=65535”？

通過兩種程序?qū)Ρ?，讓學(xué)生自己探究為什么。在與同學(xué)討論分析中，會越辯越明，最后發(fā)現(xiàn)就是一個簡單的問題。在查閱資料中了解整數(shù)二進(jìn)制補(bǔ)碼的存儲，printf函數(shù)格式符%d，對于int型就是按照存儲的二進(jìn)制補(bǔ)碼方式進(jìn)行解讀。而對于short型數(shù)據(jù)是要區(qū)分signed和unsigned的格式進(jìn)行解讀。在Visual C++6.0或者Visual Studio 2010等版本以上編譯系統(tǒng)給int型的量分配4個字節(jié)，所以65535是范圍之內(nèi)的數(shù)。

(六)問題驅(qū)動教學(xué)

引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識，解決數(shù)學(xué)中的一些典型問題，能直觀地利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。

分組實(shí)踐教學(xué)不是簡單地進(jìn)行分組上機(jī)實(shí)踐，而是帶著問題去實(shí)踐，帶著問題去討論。有了問題才會有目標(biāo)，而不是完成式地應(yīng)付學(xué)習(xí)，在完成目標(biāo)時才會有成就感。分組實(shí)踐有一個固定的小組成員之間討論，分工才會明確，查閱資料才會有方向感。如前面不同類型數(shù)據(jù)間的混合運(yùn)算。

(七)利用網(wǎng)絡(luò)平臺

建立SPOC課程、MOOC課，通過網(wǎng)絡(luò)平臺自主按照要求學(xué)習(xí)，有針對地選擇需要學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)。C語言程序設(shè)計內(nèi)容比較多，不可能所有的知識點(diǎn)都在課堂上講解，因此要引導(dǎo)學(xué)生利用電腦、手機(jī)，借助于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

教師還可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂完成教學(xué)討論、互評等實(shí)踐環(huán)節(jié)。

三、C語言程序設(shè)計實(shí)踐教學(xué)成果分析

在C語言程序設(shè)計課堂教學(xué)中采用分組實(shí)踐方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果顯著。信息與計算科學(xué)專業(yè)計算機(jī)二級通過率達(dá)到95%以上，有的班級達(dá)到100%，優(yōu)秀率也比較高，達(dá)到40%以上。在碩士研究生考試中，很多學(xué)生選擇C語言程序設(shè)計或者相關(guān)的課程作為專業(yè)首選，復(fù)試中也常常選擇C語言程序設(shè)計作為復(fù)試課程，每年都有很多學(xué)生考取心儀的學(xué)校。

四、小結(jié)

“C語言程序設(shè)計”課程教學(xué)既要注重基本理論程序設(shè)計思想的講解，使學(xué)生能夠掌握基本理論，又要培養(yǎng)學(xué)生思考和分析能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計解決實(shí)際問題的能力。通過分組實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。