基于漢語(yǔ)思維的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)研究

吳 陽(yáng)

(無(wú)錫太湖學(xué)院 智能裝備工程學(xué)院,江蘇 無(wú)錫 214064)

0 引言

隨著信息時(shí)代的到來(lái),計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)深入生活的方方面面,學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言十分重要。在計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言中,C語(yǔ)言是程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中不可或缺的一環(huán)。尤其對(duì)應(yīng)用類本科院校非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生,C語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)非常必要[1-3]。但是,對(duì)于很多初學(xué)者而言,由于C語(yǔ)言本身的特點(diǎn),語(yǔ)法和概念難以理解,加上許多初學(xué)者難以及時(shí)轉(zhuǎn)換漢語(yǔ)和計(jì)算機(jī)編程的不同思維模式,學(xué)習(xí)吃力,事倍功半。

在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言過(guò)程中,學(xué)生需要掌握基本的語(yǔ)法規(guī)則、程序結(jié)構(gòu)和編程思路等,同時(shí)還需要掌握一定的算法思想和代碼能力[4]。然而,在傳統(tǒng)的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中存在很多問(wèn)題,如學(xué)生的語(yǔ)言思維能力較差、計(jì)算機(jī)編程能力與日常應(yīng)用能力脫節(jié)等,這些問(wèn)題都給教學(xué)工作帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。為此,本文剖析C語(yǔ)言教學(xué)過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生基于漢語(yǔ)思維的角度轉(zhuǎn)換為編程思想學(xué)習(xí)C語(yǔ)言,從而用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)告訴計(jì)算機(jī)如何去做。通過(guò)改變傳統(tǒng)教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來(lái),達(dá)到更好的教學(xué)目的。本文探討基于漢語(yǔ)思維學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的方法,旨在幫助初學(xué)者更好地理解C語(yǔ)言,為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ),尤其對(duì)應(yīng)用型本科院校學(xué)生的培養(yǎng)具有重要意義。

1 C語(yǔ)言的概述

計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是一種用于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的方式,是一種人與計(jì)算機(jī)之間的溝通工具,用于編寫(xiě)和運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言發(fā)展至今經(jīng)歷了機(jī)器語(yǔ)言(由0和1組成的指令)、符號(hào)語(yǔ)言(用英文字母和數(shù)字表示指令)、高級(jí)語(yǔ)言(接近于人的自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言)等階段,其中,C語(yǔ)言是一種廣泛使用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言[5],被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)編程和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。C語(yǔ)言具有簡(jiǎn)潔、高效、靈活和可移植等特點(diǎn),使得它成為編寫(xiě)操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和各種應(yīng)用程序的首選語(yǔ)言之一。掌握C語(yǔ)言的基礎(chǔ)概念和語(yǔ)法后,開(kāi)發(fā)者可以更加深入地理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和算法,并且能夠編寫(xiě)出高效、可靠的程序。

2 教與學(xué)中存在的問(wèn)題

C語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言。在C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)過(guò)程中,除了基本的編譯器使用之外,更重要的是用計(jì)算機(jī)可以理解的程序思維來(lái)編寫(xiě)程序[6]。學(xué)生需要理解和掌握大量的編程概念和術(shù)語(yǔ),如變量、循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件判斷等,這就需要較強(qiáng)的語(yǔ)言思維能力。但是,當(dāng)前很多學(xué)生的語(yǔ)言思維能力并不強(qiáng)。另外由于C語(yǔ)言是以英美西方國(guó)家人們的思維方式來(lái)定義的,而英語(yǔ)和漢語(yǔ)在表達(dá)順序上差異較大,對(duì)于首次接觸C語(yǔ)言的人來(lái)說(shuō)就難以理解,思維轉(zhuǎn)換不過(guò)來(lái),導(dǎo)致力不從心,因而影響了對(duì)C語(yǔ)言的理解和掌握。

2.1 教的問(wèn)題

傳統(tǒng)的教學(xué)方式缺乏結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活情景,主要采用“滿堂灌”的方式,通常,教師先講解理論,然后讓學(xué)生上機(jī)操作,將教師作為知識(shí)的源泉,而將學(xué)生作為被動(dòng)的接受者。這種方式并不能充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和思維能力,也不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用,主體性難以發(fā)揮,并不能真正地理解問(wèn)題及背后的思維,不能對(duì)知識(shí)進(jìn)行遷移[7]。

另一方面理論和實(shí)踐脫節(jié)。在C語(yǔ)言學(xué)習(xí)過(guò)程中,存在過(guò)于注重理論知識(shí),而忽視實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,學(xué)生可能會(huì)遇到各種問(wèn)題,很難真正掌握C語(yǔ)言的使用技巧。雖然掌握C語(yǔ)言的基本概念和語(yǔ)法是重要的,但是理論知識(shí)無(wú)法真正體現(xiàn)實(shí)踐能力。學(xué)習(xí)C語(yǔ)言時(shí),需要結(jié)合實(shí)踐任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí),讓學(xué)生在具體的應(yīng)用場(chǎng)景下進(jìn)行編碼和調(diào)試,加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握,才能更好地掌握語(yǔ)言的運(yùn)用。

評(píng)價(jià)體系不完善。由于知識(shí)的多樣性,C語(yǔ)言評(píng)價(jià)過(guò)程過(guò)于借助分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)分,容易忽略學(xué)生技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的維度,而且由于評(píng)價(jià)方法單一,會(huì)導(dǎo)致學(xué)生追求分?jǐn)?shù)而不是真正的技能。因此,對(duì)于C語(yǔ)言的學(xué)習(xí),應(yīng)該重視多樣化的評(píng)價(jià)方法。例如:學(xué)生的缺陷評(píng)價(jià),成果和項(xiàng)目提交評(píng)價(jià),綜合各項(xiàng)評(píng)價(jià)因素。

2.2 學(xué)的問(wèn)題

C語(yǔ)言的語(yǔ)法和概念十分復(fù)雜,許多初學(xué)者都會(huì)遇到以下問(wèn)題。語(yǔ)法過(guò)于復(fù)雜:初學(xué)者難以理解C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu),例如:程序的入口、組成部分。理念難以掌握:對(duì)一些抽象概念的理解困難重重,例如:變量和指針。學(xué)習(xí)效率低下:學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和接受程度較慢。難以理解邏輯思維:在一個(gè)新語(yǔ)言學(xué)習(xí)中,從邏輯角度去掌握程序結(jié)構(gòu)也是非常難的。這些問(wèn)題的根源在于程序語(yǔ)言的本質(zhì)是一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,其編寫(xiě)思想源自于英語(yǔ)或其他西方文化背景,而中文式的思維模式則往往富有詩(shī)意和情感,在此基礎(chǔ)上,可以嘗試從漢語(yǔ)角度學(xué)習(xí)C語(yǔ)言,來(lái)更好地理解它的語(yǔ)法和概念。

另外,學(xué)生在學(xué)習(xí)中還存在以下問(wèn)題。沒(méi)有良好的編程習(xí)慣:編程習(xí)慣是每個(gè)程序員都需要養(yǎng)成的一個(gè)良好習(xí)慣。在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的過(guò)程中,應(yīng)該注重代碼的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。缺乏耐心和毅力:C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)需要耐心和毅力,因?yàn)閷W(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)遇到一些困難和挫折,需要有足夠的毅力和決心堅(jiān)持下去。C語(yǔ)言是一門(mén)需要不斷實(shí)踐和練習(xí)才能掌握的語(yǔ)言。因此,學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)的同時(shí),不斷練習(xí)和實(shí)踐,將所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的能力。沒(méi)有學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的實(shí)際應(yīng)用:在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言過(guò)程中,很多學(xué)生通常只關(guān)注語(yǔ)言本身,而忽略了C語(yǔ)言在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用價(jià)值,從而影響了學(xué)習(xí)的積極性。因此,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)C語(yǔ)言在實(shí)際應(yīng)用中的廣泛性以及對(duì)應(yīng)用的幫助。

3 C語(yǔ)言學(xué)習(xí)中的教學(xué)方法

3.1 C語(yǔ)言學(xué)習(xí)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)中的程序是一組指令的集合,用于告訴計(jì)算機(jī)完成特定的任務(wù)或操作。程序由編程語(yǔ)言編寫(xiě)而成,根據(jù)特定的語(yǔ)法規(guī)則和語(yǔ)義含義來(lái)表達(dá)和控制計(jì)算機(jī)的行為。計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序時(shí),會(huì)按照指令的順序逐步執(zhí)行,以完成所需的任務(wù)[8]。對(duì)于初學(xué)者,首先要了解C語(yǔ)言程序的組成。

C語(yǔ)言程序是由實(shí)現(xiàn)程序功能的源文件(后綴為.c 的文件,指明是C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的)以及頭文件(后綴為.h的文件,h是header的縮寫(xiě),包含源文件用到的一些聲明,如函數(shù)的聲明、全局變量的聲明、宏定義、類型的聲明)兩部分組成。

C語(yǔ)言程序由一個(gè)main函數(shù)和多個(gè)其他函數(shù)組成。一個(gè)C語(yǔ)言程序中有且僅有一個(gè)main函數(shù)。函數(shù)是程序的基本單位,用來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的操作。每個(gè)函數(shù)是一段可以重復(fù)使用的代碼,可以接收用戶傳遞的數(shù)據(jù)或不接收數(shù)據(jù)。程序設(shè)計(jì)是解決特定問(wèn)題的過(guò)程,使用計(jì)算機(jī)可理解的語(yǔ)言來(lái)告訴計(jì)算機(jī)如何進(jìn)行操作。計(jì)算機(jī)只認(rèn)0、1等數(shù)字代碼,因此需要編譯器將高級(jí)語(yǔ)言程序解釋成計(jì)算機(jī)需要的機(jī)器語(yǔ)言指令集。采用編譯器的好處在于可以將同一高級(jí)語(yǔ)言程序轉(zhuǎn)換為各種不同的機(jī)器語(yǔ)言程序進(jìn)行適應(yīng)。圖1顯示了高級(jí)語(yǔ)言程序到計(jì)算機(jī)能識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言程序的過(guò)程。通過(guò)介紹,學(xué)生對(duì)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”的整體有了直觀的了解。

圖1 高級(jí)語(yǔ)言程序到計(jì)算機(jī)能識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言程序過(guò)程

3.2 從漢語(yǔ)角度學(xué)習(xí)C語(yǔ)言

由于中文和英語(yǔ)的語(yǔ)言特點(diǎn)存在巨大的差異,因此,從漢語(yǔ)的角度分析C語(yǔ)言的語(yǔ)言特點(diǎn),可以讓學(xué)生更好地理解和掌握C語(yǔ)言。將C語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則和漢語(yǔ)的語(yǔ)法規(guī)則進(jìn)行對(duì)比,尋找二者的相似之處和不同之處,以提高學(xué)生的語(yǔ)言思維能力。圖2顯示了C語(yǔ)言程序的基本構(gòu)成。

圖2 C語(yǔ)言程序基本構(gòu)成

3.2.1 對(duì)C語(yǔ)言的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行中英文對(duì)照

對(duì)C語(yǔ)言的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行中英對(duì)照,以方便學(xué)生建立中英語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的概念體系。C語(yǔ)言中的術(shù)語(yǔ)大都是以英文單詞及縮寫(xiě)組成的,例如下面所示的C語(yǔ)言程序“hello world!”中。

#include //包含頭文件

/*int表示整個(gè)函數(shù)返回值的類型與下面的return 0相呼應(yīng) */

int main() //main為程序運(yùn)行的入口,也叫主函數(shù)

{

/*一對(duì)大(花)括號(hào)即包含代碼段,為實(shí)現(xiàn)程序的主體*/

printf("hello world!");//打印出hello world!

return 0; //返回0,與main前面的int相呼應(yīng)

}

在這個(gè)程序里,包含以下單詞include(包含)、main(主要的)、return(返回)等,還包括int(整形),它是integer的縮寫(xiě)。另外,還有一些組合單詞,如stdio.h是由standard(標(biāo)準(zhǔn)的)、input(輸入)、output(輸出)、header(頭文件)組成的,printf是由print(打印)、format(格式化)組成的。從這里也可以看出,C語(yǔ)言非常注重語(yǔ)法規(guī)則,在scanf及printf中也都體現(xiàn)了格式化,也就是要嚴(yán)格按照設(shè)定的格式來(lái)輸入輸出對(duì)應(yīng)的信息。另外,其他術(shù)語(yǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示。

void空 true真 false假

print輸出 scan掃描 format格式 long長(zhǎng)的 short短的

float浮點(diǎn)數(shù) double雙 char字符 unsigned無(wú)符號(hào)的

if如果 else否則 get獲取 string字符串

switch開(kāi)關(guān) case示例 default 默認(rèn)

for使得 while當(dāng) do…while做…當(dāng)

3.2.2 借用漢語(yǔ)的思維增加代碼可讀性

在使用語(yǔ)言時(shí),可以多運(yùn)用象征性的漢字代替英文,這樣更有助于理解程序的結(jié)構(gòu)。雖然這種方式顯得有些略顯幼稚,但當(dāng)需要表述的內(nèi)容超出了初學(xué)者的邏輯思維范疇時(shí),可以較好地幫助初學(xué)者理解代碼。另外,多采用注釋,這是思維轉(zhuǎn)換的一種有效方式。

int max(int x,int y) //返回x,y中最大的,由于x和y為整型,函數(shù)值也為整型

{

if(x>y) return x; //return用來(lái)返回較大者

else return y;

}

如上述代碼中,max函數(shù)是返回兩個(gè)整數(shù)中的大者,可以直接用漢語(yǔ)的思維方式來(lái)進(jìn)行判斷,如果x和y兩個(gè)整數(shù)x大,那應(yīng)該返回x(if(x>y) return x;),如果y大,應(yīng)該返回y(else return y;),從而更好地理解上述代碼。

3.2.3 將程序的邏輯和漢語(yǔ)類比

通過(guò)將程序和漢字相對(duì)應(yīng),可以更好地理解程序的邏輯,從而提高學(xué)習(xí)效率。例如:

在C語(yǔ)言中,if語(yǔ)句通常有3種用法,單獨(dú)使用,和else配合使用以及多分支時(shí)使用。以if…else配合使用為例,如下

if (age >= 18)

printf("成年 "); //如果年齡大于等于18,輸出“成年”

else

printf("未成年 ");//否則,輸出“未成年”

在上述代碼中,通過(guò)判斷年齡是否大于等于18歲,從而輸出“成年”還是“未成年”。此時(shí)就可以將程序的邏輯和漢語(yǔ)漢字進(jìn)行類比。在漢語(yǔ)中,如果一個(gè)人的年齡大于等于18歲,那他就是成年人,對(duì)應(yīng)程序

if (age >= 18) printf("成年 ");

如果不滿足這個(gè)條件,那就是未成年人,對(duì)應(yīng)程序

else printf("未成年 ");

通過(guò)類比,可以讓初學(xué)者更好地理解C語(yǔ)言邏輯的抽象性質(zhì)。

3.2.4 采用中文語(yǔ)義解析概念

可以采用中文翻譯方式來(lái)解釋C語(yǔ)言的概念和常用函數(shù),向初學(xué)者詳細(xì)地解析C語(yǔ)言的語(yǔ)法和概念。例如:

printf("hello world!");//printf函數(shù) 輸出 hello world !

其中,printf為輸出函數(shù),用于輸出字符串或者是數(shù)值。而"hello world"即為所要輸出的內(nèi)容。

這種中文翻譯方式可以把C語(yǔ)言的概念用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言舉例闡述,并且可以幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)原理。

4 結(jié)語(yǔ)

C語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中非常重要的一門(mén)課程,但在傳統(tǒng)教學(xué)中存在一些問(wèn)題,針對(duì)這些問(wèn)題,本文提出基于漢語(yǔ)思維的學(xué)習(xí)方法,將漢語(yǔ)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,提高學(xué)生的編程能力和思維能力?；跐h語(yǔ)思維方式,初學(xué)者可以更好地理解抽象概念,理解C語(yǔ)言的語(yǔ)法和概念,從而更好地理解和掌握C語(yǔ)言。這為初學(xué)者更快地掌握C語(yǔ)言編程奠定了基礎(chǔ),也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和動(dòng)力?？傊?這些方法都可以為“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”的教學(xué)提供新思路和新方法。