C語(yǔ)言教學(xué)中增強(qiáng)學(xué)生中國(guó)文化認(rèn)同機(jī)制與實(shí)施路徑研究

高翔 郭恒川 王國(guó)強(qiáng)

關(guān)鍵詞：中國(guó)文化；C語(yǔ)言；文化自信

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書(shū)記反復(fù)強(qiáng)調(diào)文化自信，做出深刻闡述。早在2014年習(xí)近平總書(shū)記在文藝工作座談會(huì)上就指出“中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是中華民族的精神命脈，是涵養(yǎng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的重要源泉，也是我們?cè)谑澜缥幕な幹姓痉€(wěn)腳跟的堅(jiān)實(shí)根基。增強(qiáng)文化自覺(jué)和文化自信，是堅(jiān)定道路自信、理論自信、制度自信的題中應(yīng)有之義”[1]。2019年習(xí)近平總書(shū)記在考察南開(kāi)大學(xué)時(shí)強(qiáng)調(diào)“我們要把學(xué)習(xí)的具體目標(biāo)同民族復(fù)興的宏大目標(biāo)結(jié)合起來(lái)，為之而奮斗。只有把小我融入大我，才會(huì)有海一樣的胸懷，山一樣的崇高?！庇?jì)算機(jī)專業(yè)課程，特別是編程設(shè)計(jì)類多起源于外國(guó)，教學(xué)過(guò)程中缺少中國(guó)文化元素。如何將中國(guó)文化融入程序設(shè)計(jì)課程中，牢記傳播文化自信，培育匠心文化的使命擔(dān)當(dāng)；讓學(xué)生樹(shù)立傳承大國(guó)文明，為我國(guó)大國(guó)工藝做貢獻(xiàn)的匠心。是當(dāng)前C語(yǔ)言課程文化自信培養(yǎng)的重要組成部分。

1 在章節(jié)設(shè)計(jì)與命名中融入中國(guó)元素

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、通信工程等計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。C語(yǔ)言程序的學(xué)習(xí)不僅是一門編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，更是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)開(kāi)始專業(yè)修習(xí)之路的基石。這門課程的學(xué)習(xí)態(tài)度與思維認(rèn)知直接關(guān)系到四年大學(xué)生涯的起跑狀態(tài)，因此教師在授課過(guò)程中不僅要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“專業(yè)”，更要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“民族復(fù)興的宏大目標(biāo)”。將中國(guó)元素、中國(guó)文化、中國(guó)精神融進(jìn)每一堂課，每一個(gè)細(xì)節(jié)，“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”融入每一堂課程學(xué)習(xí)中。

C語(yǔ)言是一門面向過(guò)程的、抽象化的通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于底層開(kāi)發(fā)[2]。自1972年上線至今已經(jīng)形成了較為完備的學(xué)習(xí)路徑與學(xué)習(xí)方案。將中國(guó)元素融入C課堂的本質(zhì)是探索兩者的有機(jī)融合，而不是生硬地替代。因此章節(jié)設(shè)計(jì)中應(yīng)以現(xiàn)有課程學(xué)習(xí)安排為基礎(chǔ)。

談到中國(guó)文化，成語(yǔ)詩(shī)詞武林功夫都是其不可缺少的組成部分，結(jié)合C語(yǔ)言學(xué)習(xí)調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生心中的“武俠”夢(mèng)，這里將C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)劃分為九個(gè)章節(jié)。

1.1 基礎(chǔ)知識(shí)章節(jié)設(shè)計(jì)

考慮C語(yǔ)言是學(xué)生接觸到的第一門專業(yè)類課程，將基礎(chǔ)知識(shí)分成三個(gè)章節(jié)：第一章：?jiǎn)ⅰこ绦蚴澜?；第二章：九層之臺(tái)·起于累土；第三章：吐納收放·出將入相。與傳統(tǒng)教學(xué)中認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言、C語(yǔ)言的運(yùn)算符與表達(dá)式、順序結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。

1） 啟·程序世界

話說(shuō)自牙牙學(xué)語(yǔ)，我們就知道若想和人交流溝通不但要會(huì)說(shuō)話，還要說(shuō)得合理，此前我們所學(xué)皆為與人交流，而今番欲與計(jì)算機(jī)對(duì)話必先掌握一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，自今日起眾弟子需掌握Ｃ派絕學(xué)，認(rèn)識(shí)全新程序世界。

2） 九層之臺(tái)·起于累土

欲知平直，則必準(zhǔn)繩；欲知方圓，則必規(guī)矩。學(xué)程序第一步便是學(xué)規(guī)矩，程序設(shè)計(jì)的規(guī)矩就是其數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式規(guī)范、命名規(guī)則。這一章我們就從這最簡(jiǎn)單的遣詞造句說(shuō)起，須知積土成山風(fēng)雨興焉，積水成淵蛟龍生焉。

3） 吐納收放·出將入相

若想成就一番編程神功，需將派內(nèi)語(yǔ)法、數(shù)據(jù)、表達(dá)式與語(yǔ)句熟練掌握。這一章將帶領(lǐng)大家修習(xí)最基本的吐納之法，教習(xí)弟子習(xí)得與計(jì)算機(jī)交互的輸出、輸入語(yǔ)句規(guī)范。眾家弟子需嚴(yán)守本派語(yǔ)法規(guī)則，照章依令方能與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)友好交互。

1.2 分支循環(huán)與函數(shù)調(diào)用

對(duì)應(yīng)程序設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中三個(gè)進(jìn)階章節(jié)選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)與函數(shù)調(diào)用問(wèn)題設(shè)置了第四章：枝流葉布·分道揚(yáng)鑣；第五章：周而復(fù)始·曲終人散；第六章：星羅棋布·連墻接棟。

1） 枝流葉布·分道揚(yáng)鑣

前行之路不僅僅是無(wú)條件地向前，十字街頭抉擇不同終會(huì)分手，是故程序運(yùn)行終有抉擇，豆刨瓜分亦是難免，兄弟分家需做到條件明確，分割清晰，是為選擇分支也。這一章我們將帶領(lǐng)大家從選擇中的邏輯運(yùn)算開(kāi)始逐步學(xué)習(xí)各種分支結(jié)構(gòu)。

2） 周而復(fù)始·曲終人散

騏驥一躍，不能十步；駑馬十駕，功在不舍；鍥而舍之，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤。成事者必有循環(huán)往復(fù)之時(shí)，一招一式需反復(fù)磨煉，達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)方可出師。這一章我們將帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)利用循環(huán)結(jié)構(gòu)處理需要重復(fù)處理的問(wèn)題。本章學(xué)習(xí)需謹(jǐn)記六字箴言：【有效】【確定】【有窮】。

3） 星羅棋布·連墻接棟

《淮南子·主術(shù)訓(xùn)》云“乘眾人之智，則無(wú)不任也；用眾人之力；則無(wú)不勝也”。功力見(jiàn)長(zhǎng)任務(wù)亦愈加繁雜，一饋十起未嘗不可，然程序冗長(zhǎng)龐大，勞心勞力且內(nèi)存耗費(fèi)大而無(wú)用者多，是故調(diào)兵遣將，善用軍士用兵之上籌也。是故【善分工】【會(huì)調(diào)派】【知回報(bào)】成事之重也。

1.3 數(shù)組、指針與用戶自定義數(shù)據(jù)類型

在C語(yǔ)言中數(shù)組屬于構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，在此之前學(xué)習(xí)的程序設(shè)計(jì)中用到的變量都是基本類型，不能描述多個(gè)相同性質(zhì)的數(shù)據(jù)之間的內(nèi)部聯(lián)系。而指針是C 的一個(gè)重要概念，不張我指針就沒(méi)有掌握C的精華。用戶在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)僅適用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)類型不能滿足用戶的需要，C語(yǔ)言允許用戶根據(jù)需要與使用習(xí)慣建立自己的數(shù)據(jù)類型。因此這三個(gè)章節(jié)的學(xué)子要求學(xué)生發(fā)揮更多的想象力與邏輯思維能力。因此這三個(gè)章節(jié)強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)箴言，將這三章命名為：第七章：星羅棋布·連墻接棟；第八章：調(diào)兵遣將·斗轉(zhuǎn)星移；第九章：出師·造物。

1） 星羅棋布·連墻接棟

迄今為止所涉數(shù)據(jù)皆為基本類型，然兵多將廣逐一點(diǎn)兵勞心費(fèi)力，單兵孤城亦不可取。是故比物連類，類聚而群分。數(shù)據(jù)可依續(xù)、分類存儲(chǔ)管理從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效批量處理，提高工作效率。本章學(xué)習(xí)四字箴言【同類】【有序】。

2） 調(diào)兵遣將·斗轉(zhuǎn)星移

古有俗語(yǔ)“跑了和尚跑不了廟”，可知以其地址直搗黃龍。是故從古至今營(yíng)房地圖、軍控布防、要塞地址皆為密中之密，不可輕易示人。C派武學(xué)有一獨(dú)門秘籍，變量尋查可直“指”其址，“針”砭治之。用此秘籍則程序簡(jiǎn)潔高效，故C派有云不掌握指針便是未得C派靈魂也。

2 理論教學(xué)學(xué)習(xí)課程詳細(xì)安排

課堂教學(xué)是高校人才培養(yǎng)工作的主渠道，是涵育大學(xué)生文化自信的首要途徑[3]。中國(guó)人講究家學(xué)淵源；學(xué)習(xí)C語(yǔ)言講清程序的傳承與發(fā)展對(duì)學(xué)生理解C 語(yǔ)言教學(xué)，清晰掌握未來(lái)學(xué)習(xí)方向與課程學(xué)習(xí)在整個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中的作用至關(guān)重要。

2.1 C 語(yǔ)言基礎(chǔ)學(xué)習(xí)

講解C語(yǔ)言自然要從程序設(shè)計(jì)的家譜傳承講起，對(duì)C語(yǔ)言的初印象講解也將中國(guó)文化元素融入章節(jié)小標(biāo)題中：用C家絕學(xué)——宗派特色概述C語(yǔ)言的語(yǔ)言特點(diǎn)、以混沌初開(kāi)頭一句來(lái)描述“printf“（ hello， world！”）;”這句話所涵蓋的跨世代的意義、通過(guò)行文八股需牢記的八股文行文要求來(lái)類比函數(shù)撰寫規(guī)范對(duì)C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的意義，將格式、規(guī)矩四個(gè)字牢記在胸。

算法是程序設(shè)計(jì)的靈魂，初學(xué)編程的學(xué)生總會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為算法舉例自己很遙遠(yuǎn)，不做“碼農(nóng)”就可以不用學(xué)這些，這個(gè)認(rèn)知是錯(cuò)誤的，在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段就要給學(xué)生樹(shù)立“天下武功需謹(jǐn)記外練筋骨皮，內(nèi)練一口氣。真正大成之人不僅能比劃招式還要有深厚的內(nèi)功，而算法就是編程大功的心法秘籍”。將流程圖比喻成內(nèi)功修煉之圖文秘術(shù)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)正確繪制流程圖對(duì)理解程序結(jié)構(gòu)的重要作用。

2.2 數(shù)據(jù)、運(yùn)算符與表達(dá)式

數(shù)皆有型，分類存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)是運(yùn)算的基礎(chǔ)，選擇合適的數(shù)據(jù)類型與存儲(chǔ)方式、存儲(chǔ)位置對(duì)程序設(shè)計(jì)的重要程度就如同調(diào)料與食材的選擇之于烹飪，向?qū)W生介紹數(shù)據(jù)存儲(chǔ)概念過(guò)于空翻，將數(shù)據(jù)類比食材與調(diào)料；將運(yùn)算符與表達(dá)式的正確選擇類比烹飪方式與食材的挑選結(jié)合可以更省工。以“治大國(guó)烹小鮮”形象地將知識(shí)與類比升華。

數(shù)據(jù)相依爬羅剔抉，無(wú)論常量變量、身披迷彩的轉(zhuǎn)義字符還是特立獨(dú)行的常變量都有嚴(yán)格的使用規(guī)范，擇優(yōu)選之配以表達(dá)準(zhǔn)確運(yùn)算有序的算法設(shè)計(jì)是程序設(shè)計(jì)正確進(jìn)行的第一步。

在講述C語(yǔ)言表達(dá)語(yǔ)句時(shí)重點(diǎn)描述“C家語(yǔ)句第一霸-抵背扼喉的控制語(yǔ)句”，以“抵背扼喉”來(lái)形容控制語(yǔ)句的關(guān)鍵作用，并通過(guò)控制語(yǔ)句的講解幫助學(xué)生開(kāi)啟程序結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

2.3 輸入輸出與順序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

戰(zhàn)國(guó)·鄒·孟軻《孟子·離婁上》：“離婁之明，公輸子之巧，不以規(guī)矩，不能成方圓。”

程序員第一要素就是嚴(yán)謹(jǐn)——“井井兮其有理也”。這個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在“規(guī)矩”兩個(gè)字。在課程設(shè)計(jì)中每個(gè)小標(biāo)題都將“規(guī)矩”二字融入其中，規(guī)行矩步照本宣科的printf，蹈矩循規(guī)、不易一字的scanf，利用成語(yǔ)將格式化輸出輸入函數(shù)的特點(diǎn)概括得精準(zhǔn)到位，一方面這些成語(yǔ)學(xué)生自幼接觸，用之可更形象生動(dòng)地幫助學(xué)生認(rèn)同與理解格式化輸入輸出的規(guī)則與要求。

一字一句四個(gè)字形象地解釋了putchar 函數(shù)和getchar函數(shù)的根本——僅能對(duì)單個(gè)字符進(jìn)行操作。在這兩個(gè)函數(shù)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生最常出現(xiàn)的誤區(qū)就是將標(biāo)點(diǎn)符號(hào)當(dāng)成字符的附加成分，本節(jié)教學(xué)要讓學(xué)生理解字符的含義，使用字符函數(shù)需嚴(yán)格按字符操作，毛舉細(xì)入。

2.4 分支與循環(huán)

順序、分支和循環(huán)是程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)，其中順序結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，分支結(jié)構(gòu)在理解起來(lái)很容易，設(shè)計(jì)中常出的問(wèn)題在于分支條件的設(shè)定必須明確，邏輯、關(guān)系涇渭分明。這一章也是思政教育最深入的章節(jié)，人生多歧路，修選在個(gè)人。人生的每一個(gè)抉擇都會(huì)造就不同的未來(lái)。

循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)這一章與中國(guó)文化的羈絆最深?！稇?zhàn)國(guó)策·燕策二》：“此必令其言如循環(huán)，用兵如刺蜚繡”?！妒酚洝じ咦姹炯o(jì)論》：“三王之道若循環(huán)，終而復(fù)始”。循環(huán)的本質(zhì)不是一成不變，而是一個(gè)由量變到質(zhì)變的積累，每次循環(huán)看似執(zhí)行同樣的操作，但每次執(zhí)行循環(huán)提前都要先“自省吾身—符合條件否”，離開(kāi)時(shí)要記得改變循環(huán)控制變量的值，正是《弟子規(guī)》中“出必告，反必面”。這與函數(shù)嵌套調(diào)用中要遵循的“調(diào)用結(jié)束返回函數(shù)調(diào)用處”有相似性，都是中國(guó)文化中講究的“有始有終，從哪里來(lái)還要回到哪里去”。

3 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)中的文化傳承

程序設(shè)計(jì)中比較經(jīng)典的例題多選用外國(guó)的例子，這對(duì)文化自信的建立是弊大于利的，要建立健全文化自信，就要將中國(guó)文化放在每一章、每一節(jié)、每一個(gè)細(xì)節(jié)之處。故此在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中挑選例題時(shí)多從中國(guó)古代數(shù)學(xué)論著中挑選。

3.1 課堂案例設(shè)計(jì)

臨淵羨魚(yú)，不如退而結(jié)網(wǎng)，授人以魚(yú)，不如授之以漁。程序設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)在練，因此C語(yǔ)言教學(xué)中會(huì)有大量的課堂案例放在其中，在基礎(chǔ)章節(jié)學(xué)習(xí)中題目多從《九章算術(shù)》中挑選。九章算數(shù)中的“術(shù)”可以對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)中的算法[4]，在順序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這兩個(gè)章節(jié)引入《九章算術(shù)》中的田術(shù)作為例題。

循環(huán)程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中《孫子算經(jīng)》的“雞兔同籠問(wèn)題”是非常好的案例與示范，一方面考察了學(xué)生循環(huán)的嵌套使用，另一方面也通過(guò)不同的解決方案讓學(xué)生理解編程算法冗余度、復(fù)雜度問(wèn)題。明代程大衛(wèi)的《直指算法統(tǒng)宗》中百僧分饅頭問(wèn)題也是類似的題目。

南宋《詳解九章算術(shù)》中楊輝三角形是數(shù)組應(yīng)用的典型案例。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)是C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生獨(dú)立思考與獨(dú)立設(shè)計(jì)的第一環(huán)節(jié)，離開(kāi)教室的輔助，學(xué)生需要獨(dú)立完成一定的實(shí)驗(yàn)題目，而中國(guó)古代數(shù)學(xué)問(wèn)題的引入可以將枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生感受到古人的聰慧智慧，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性[5]，又將文化自信潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地融入學(xué)習(xí)之中。

張丘建《算經(jīng)》中“百錢買百雞”問(wèn)題是基本程序結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的典型題目，循環(huán)的嵌套和分支與循環(huán)的套用是題目的關(guān)鍵；“韓信點(diǎn)兵”問(wèn)題用到了break語(yǔ)句；明代程大衛(wèi)的《直指算法統(tǒng)宗》中“浮屠增級(jí)歌”“百羊問(wèn)題”都是C編程的簡(jiǎn)單實(shí)例。

割圓術(shù)和秦九韶算法是函數(shù)調(diào)用中比較契合的案例，高中數(shù)學(xué)中對(duì)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)都有詳細(xì)的解釋，在大一C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中將這兩個(gè)案例用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的傳承，古老的算法和現(xiàn)代信息技術(shù)融為一體，讓枯燥的程序設(shè)計(jì)課程充滿智慧與文化的氣息。

4 結(jié)束語(yǔ)

在將人才培養(yǎng)放在專業(yè)能力培養(yǎng)的大方向下，依然需要加強(qiáng)文化自信的培養(yǎng)。上一堂有文化、有傳承的C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課是培養(yǎng)大學(xué)生一脈傳承的新時(shí)代文化自信的重要組成，文化自信是大學(xué)生全面發(fā)展的內(nèi)在要求，是培養(yǎng)大學(xué)生擔(dān)負(fù)民族復(fù)興重任的關(guān)鍵途徑[6]。