C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革探索

姚立新 梁宏濤

摘 要： 針對大學(xué)低年級學(xué)生學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計課程有一定難度這一問題，青島工學(xué)院對該課程的教學(xué)改革建立了校長基金項目。從教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、教材建設(shè)方面進(jìn)行探索和實踐，闡述了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段，以及實踐實驗教學(xué)和考核方式改革等方面的具體做法。

關(guān)鍵詞： C語言； 程序設(shè)計； 教學(xué)改革； 課程建設(shè)

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）11-46-03

Exploration of educational reform of C language programming course

Yao Lixin， Lang Hongtao

（School of Information Technology， Qingdao University of Technology， Jiaozhou， Shandong 266300， China）

Abstract： As a primary course of programming， C language programming is quite difficult for freshmen. In order to deal with it， Qingdao Institute of Technology launched an educational reform project. All the members of this project have conducted continuous exploration and practice during the past few years. The educational team and teaching materials are established. The content and the method of teaching are elaborated. The specific approaches of experimental teaching and reform of examining system are introduced.

Key words： C language； programming； educational reform； curriculum development

0 引言

當(dāng)前，計算機(jī)已經(jīng)成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活中必不可少的工具，整個社會對計算機(jī)的高度依賴促使一個嶄新的文化形態(tài)的形成——計算機(jī)文化。隨著高等教育從精英教育階段進(jìn)入大眾教育階段，教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會在計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求中提出了1+X的課程設(shè)置方案[1]，理工類學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程后，接下來就要學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計，C語言程序設(shè)計已經(jīng)成為各高校普遍開設(shè)的基礎(chǔ)課程。本文總結(jié)了我們在教學(xué)改革和實踐中的一些做法和體會。

C語言功能強(qiáng)大，使用靈活方便，應(yīng)用面廣，可移植性好，兼有高級語言的優(yōu)點和低級語言的特點[2]，這也使得初學(xué)者較難學(xué)習(xí)和掌握，在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生往往對編程解決實際問題感到困難，不知從何下手，而一些考試題目往往重視考查語法的細(xì)節(jié)，而對編程能力考查得不多。對于C語言程序設(shè)計的教學(xué)，我們從培養(yǎng)學(xué)生的興趣和能力，以及計算機(jī)思維能力出發(fā)，進(jìn)行了一系列教學(xué)改革的探索與實踐。

1 教學(xué)師資團(tuán)隊建設(shè)

人才培養(yǎng)師資隊伍是關(guān)鍵，教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)是保障教學(xué)效果和實施教學(xué)改革的基礎(chǔ)和支撐[3]。根據(jù)本課程的特點和大一學(xué)生的基礎(chǔ)，學(xué)院確定了一支老中青相結(jié)合的骨干教師組成本課程教學(xué)團(tuán)隊，團(tuán)隊由一位教授、一位副教授、四位講師和三位助教組成，分別承擔(dān)理論教學(xué)和實驗教學(xué)任務(wù)，這支隊伍年齡、職稱結(jié)構(gòu)合理，團(tuán)隊中的教師在每學(xué)期的教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)生評教中，成績都在良好以上，從根本上保證了課程的教學(xué)質(zhì)量。

堅持教學(xué)團(tuán)隊的凝聚力建設(shè)，定期研討，統(tǒng)一思想。每周教研時間及時交流教學(xué)中出現(xiàn)的問題及解決方法，對教學(xué)過程進(jìn)行總結(jié)反思，堅持互相聽課，集體研究討論教案、課件制作，對每個實驗內(nèi)容、案例的選用、考核的內(nèi)容和方式等都經(jīng)過團(tuán)隊的統(tǒng)一討論確定。

重視教學(xué)團(tuán)隊中教師自身的進(jìn)修和提高，團(tuán)隊中的多名教師先后參加了國家精品課程師資培訓(xùn)、全國高等學(xué)校計算機(jī)實驗與實踐教學(xué)研討會、全國高等院校程序設(shè)計精品課程教學(xué)專題研討會等，教師都很珍惜每一次與兄弟院校的教師、專家交流與學(xué)習(xí)的機(jī)會，教師及時把學(xué)習(xí)體會傳達(dá)到團(tuán)隊的每一位教師，汲取其他院校的一些好的做法運用到我們的教學(xué)實踐中，這些做法對促進(jìn)教師的知識更新、教育理論的學(xué)習(xí)、教學(xué)方法的改進(jìn)和教學(xué)能力的提高起到積極的作用，也保證了課程的教學(xué)改革能不斷向前推進(jìn)。

2 教材建設(shè)

C語言程序設(shè)計作為第一門編程語言課程，目前幾乎所有高等學(xué)校理工科專業(yè)都在大一第一學(xué)期開設(shè)此課程。C語言簡潔、緊湊、靈活，數(shù)據(jù)類型豐富，功能強(qiáng)大，靈活和復(fù)雜對初學(xué)者來說是難以掌握的，而原有的一些教材大多是針對計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，而且是在學(xué)習(xí)了一些計算機(jī)基礎(chǔ)的相關(guān)課程后再學(xué)習(xí)此課程的，起點相對高，內(nèi)容全面、有一定的深度。但是對本科低年級初學(xué)者來說并不適用。鑒于此，我們從2009年開始著手編寫教材和實驗教材，從我院人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的實際情況出發(fā)，注重實踐及應(yīng)用，試用后于2011年出版，并于2013年修改再版，新版教材已列為十二五規(guī)劃教材。作為適用本科低年級學(xué)生初學(xué)程序設(shè)計及C語言的教材，以掌握C語言基本語法、培養(yǎng)程序設(shè)計思維、提高上機(jī)實踐能力為目標(biāo)，旨在以簡單明了的語言和簡潔實用的例子，闡述C語言的基本語法和程序設(shè)計的基本邏輯思路。C語言的語法及使用有很多靈活和復(fù)雜的方面，對初學(xué)者來說往往難以全面掌握，所以我們只對主要的適合初學(xué)者入門的知識點進(jìn)行講解，其目的是通過C語言的學(xué)習(xí)與實踐，培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計的抽象邏輯思維能力，掌握動手編程上機(jī)實踐的技能[4]。程序設(shè)計的抽象性往往使學(xué)生望而生畏。選用簡單實用的例題，目的是讓學(xué)生能盡快入門，并對程序設(shè)計產(chǎn)生興趣，能體會到編程和調(diào)試的樂趣。

3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

3.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

對于課堂教學(xué)內(nèi)容的取舍，教學(xué)團(tuán)隊首先從指導(dǎo)思想上達(dá)成共識，就是重點是編程的邏輯思維的培養(yǎng)，分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，而不是解釋語言本身的語法細(xì)節(jié)，據(jù)此來優(yōu)化課堂的教學(xué)內(nèi)容。對于編程能力的培養(yǎng)，從具體的問題分析，特別是從貼近學(xué)生生活的實例出發(fā)，進(jìn)行類比，轉(zhuǎn)化，進(jìn)而同化到學(xué)習(xí)者自身的已知范疇中，這也符合建構(gòu)主義[5]關(guān)于學(xué)生是如何學(xué)習(xí)的理論。對于語法規(guī)則，通過實際的調(diào)試程序、驗證性實驗等方法，使學(xué)生有更直觀的感受，印象也更深刻。我們對教學(xué)大綱進(jìn)行反復(fù)討論修訂，通過教學(xué)大綱貫徹教學(xué)改革的指導(dǎo)思想。

3.2 改革教學(xué)方法

在課堂教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)、類比教學(xué)等啟發(fā)式教學(xué)方法，從一個具體問題出發(fā)，引入要講的概念和知識點，使得學(xué)生掌握解決類似問題的方法，注意啟發(fā)學(xué)生與以前所用的方法進(jìn)行比較，并在此例的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，改變條件等，漸進(jìn)式的展開，不斷滾雪球似地拓展，學(xué)生比較容易接受，不斷與已經(jīng)掌握的知識進(jìn)行同化。

針對下次課要講的內(nèi)容布置學(xué)生預(yù)習(xí)，每次課前鼓勵學(xué)生就預(yù)習(xí)的情況作講解，可以是預(yù)習(xí)收獲，可以就疑問提問，堅持了教師為主導(dǎo)學(xué)生為主體的理念，訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，對于學(xué)生自學(xué)能掌握的問題不講或精講，重點放在難點問題上。

建立小組學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力。讓學(xué)生自由結(jié)合組成學(xué)習(xí)小組，3-4人為一組，每名同學(xué)輪流任組長（每月輪換），負(fù)責(zé)本小組本課程的學(xué)習(xí)討論，上機(jī)、作業(yè)、考勤等，給每個學(xué)生同等的鍛煉機(jī)會，促進(jìn)后進(jìn)學(xué)生提高學(xué)習(xí)的積極性，形成互幫互學(xué)共同進(jìn)步的良好學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

3.3 豐富教學(xué)手段

課堂教學(xué)中綜合使用PPT課件、程序演示和板書等教學(xué)手段，語法規(guī)則以PPT課件為主，問題分析，算法設(shè)計輔助板書，程序驗證直接運行，直觀看結(jié)果，章節(jié)的開始有提示，結(jié)束有小結(jié)。避免了單純PPT課件教學(xué)易使學(xué)生疲勞并產(chǎn)生課件依賴的現(xiàn)象，提高學(xué)生積極參與課堂教學(xué)的積極性，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體的作用。

加強(qiáng)精品課程網(wǎng)站建設(shè)，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的作用。本課程已經(jīng)建成為學(xué)院的精品課程，利用校園網(wǎng)的平臺，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。課程網(wǎng)站上有豐富的教學(xué)資源，有教學(xué)大綱，電子教案，教學(xué)課件，教學(xué)視頻等，實現(xiàn)了網(wǎng)上答疑，還建有論壇社區(qū)，方便師生之間的討論交流。

組織程序設(shè)計競賽，培養(yǎng)學(xué)生對程序設(shè)計愛好和實際能動性。通過每年選撥優(yōu)秀學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模比賽、ACM程序設(shè)計大賽，組織有興趣的學(xué)生積極參與，并加以指導(dǎo)，培養(yǎng)了學(xué)生對程序設(shè)計的愛好，提高了學(xué)生解決實際問題的能力。

4 加強(qiáng)實驗實踐教學(xué)，適時安排課程設(shè)計

4.1 加強(qiáng)實驗課的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力

為加強(qiáng)實踐教學(xué)，獨立設(shè)置了C語言程序設(shè)計實驗課程，每周2學(xué)時實驗課，平時實驗室開放，學(xué)生可以在課余時間進(jìn)行上機(jī)練習(xí)。強(qiáng)調(diào)理論與實驗并重，在實驗內(nèi)容上安排一些基礎(chǔ)性的驗證型實驗，作為必須完成的項目，幫助學(xué)生理解掌握基本的知識點，培養(yǎng)學(xué)生動手能力。在此基礎(chǔ)上布置一些具有一定難度的題目，面對能力較強(qiáng)的學(xué)生，提高他們的綜合設(shè)計能力。

實驗課后學(xué)生要撰寫實驗報告，實驗報告內(nèi)容包括以下幾個部分：

⑴ 實驗內(nèi)容；

⑵ 算法描述（要求按照規(guī)范畫出流程圖）；

⑶ 源程序代碼（注意代碼風(fēng)格，必要的注釋）；

⑷ 測試及運行結(jié)果（包括幾種算法討論）；

⑸ 調(diào)試過程（遇到的問題及解決辦法）；

⑹ 收獲體會。

對于大學(xué)低年級的學(xué)生，通過編寫、調(diào)試程序，撰寫實驗報告，對于培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作作風(fēng)、鍛煉科技論文的寫作能力都起到了積極的作用。

實驗課程考核為考查，綜合實驗出勤情況，實驗報告情況和完成實驗的情況以及期末綜合編程的完成情況評定成績。

4.2 適時安排課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識

在學(xué)完本課程后在相關(guān)專業(yè)開設(shè)C語言程序設(shè)計課程設(shè)計課程，本課程是實訓(xùn)類課程，時間為一周，通過多名學(xué)生合作完成一個相對比較復(fù)雜的課題。鍛煉學(xué)生的分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神，使學(xué)生了解軟件開發(fā)流程、代碼和文檔編寫規(guī)范，提高編程能力和創(chuàng)新意識。

課程設(shè)計的選題很重要，教學(xué)團(tuán)隊經(jīng)過討論精選出一些具有一定難度但可以通過學(xué)生努力完成的課題，并鼓勵學(xué)生自選題目，提出切合實際應(yīng)用的課題，寫出分析和需求報告，有指導(dǎo)教師共同討論通過，自選題目有加分獎勵。如有的小組就結(jié)合學(xué)生實際生活，設(shè)計學(xué)生綜合評測系統(tǒng)，解決他們學(xué)習(xí)生活中的實際問題，提高他們課程設(shè)計的興趣和完成后的成就感。

在課程設(shè)計的過程中，按照正規(guī)軟件開發(fā)的流程和步驟，每一個步驟完成都要提交相應(yīng)的文檔，最后完成時提交程序代碼和完整的文檔。小組成員有明確的分工，以自主設(shè)計為主，指導(dǎo)教師檢查每個階段的成果，并及時給予反饋意見，對難點問題通過討論引導(dǎo)學(xué)生自行找到解決的辦法。

課程設(shè)計課程的考核采用小組答辯的形式，每個課題由一人主要匯報演示講解，其他成員都要求回答問題，這樣既鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力也避免了不自覺學(xué)生跟風(fēng)搭車現(xiàn)象。

5 改革評價體系，面向?qū)嵺`和應(yīng)用，注重過程評價

改變過去期末筆試的考核方式，全面考察編程能力、調(diào)試程序能力，推行考教分離，注重過程考核。最終成績由平時成績和期末考試成績兩部分構(gòu)成。平時成績由平時測驗、出勤情況，作業(yè)情況，討論發(fā)言情況等確定，期末考試采用的是無紙化網(wǎng)上考試系統(tǒng)，由系統(tǒng)從題庫中隨機(jī)組卷，以編程題為主，重點考察學(xué)生的編程能力和程序調(diào)試能力，成績由系統(tǒng)自動判定。避免了過去那種靠期末突擊、死記硬背僥幸過關(guān)的現(xiàn)象，保證了考核的客觀公平，也對學(xué)生的平時學(xué)習(xí)和課堂管理起到了積極的作用。

6 結(jié)束語

在C語言程序設(shè)計教學(xué)改革的實踐中，我們不斷總結(jié)，不斷地實踐，目前已經(jīng)形成了C語言程序設(shè)計、C語言程序設(shè)計實驗、C語言程序設(shè)計課程設(shè)計三位一體的課程群，并且與后續(xù)的C++程序設(shè)計、Java程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程建立了程序設(shè)計基礎(chǔ)的課程體系，在課程建設(shè)、內(nèi)容優(yōu)化、資源共享等方面進(jìn)行通盤考慮。C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)改革與探索方興未艾，我們還要繼續(xù)完善和深化以上的一些做法，不斷跟蹤其他兄弟院校的成功做法，借鑒他人的經(jīng)驗，努力探索適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的課程教學(xué)體系，把課程建設(shè)教學(xué)改革繼續(xù)推向深入。

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