建立開放的實驗體系，提高C語言教學(xué)質(zhì)量

張吳波　史旅華

[摘 要]針對C語言課程教學(xué)的特點，分析實驗教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合學(xué)校的實際情況，提出建立開發(fā)的實驗體系等措施，并將其應(yīng)用在C語言的實驗教學(xué)過程中，提高了C語言的教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]實驗 C語言

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）07-0134-03

一、C語言課程的特點

C語言具有功能強大、使用靈活、可移植性好的特點，它既具有高級語言的優(yōu)點，又具有低級語言的優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于軟件開發(fā)中。由于C語言的語法規(guī)則清晰，便于學(xué)生理解和掌握程序設(shè)計的基本概念，許多學(xué)校已將C語言作為學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計的入門語言課程。

C語言課程的教學(xué)目的是通過學(xué)習(xí)C語言的基本語法，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)存儲、流程控制、模塊化程序設(shè)計等基本程序設(shè)計技能。C語言程序設(shè)計課程所教授的程序設(shè)計的基本技能，在后續(xù)的許多課程中都需要應(yīng)用到，例如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、C++、Java等。因此C語言對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有重要的意義，是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。

然而C語言中數(shù)據(jù)類型豐富，表達式書寫靈活，語法結(jié)構(gòu)簡潔、清晰，對于同一個問題的解決，可以使用不同的方式編程實現(xiàn)。這使得初學(xué)者在學(xué)習(xí)C語言時反而有些不知所措，增加了學(xué)習(xí)的難度。并且，學(xué)習(xí)C語言是要運用C語言語法規(guī)則編寫程序，解決實際問題的，如果學(xué)生只有語法上的記憶，而沒有在理解語法的基礎(chǔ)上進行編程練習(xí)，也很難掌握程序設(shè)計的基本思想和基本技能。因此在C語言的教學(xué)過程中，普遍反映它是一門教師難教，學(xué)生難學(xué)的課程。

二、實驗教學(xué)在C語言教學(xué)中的重要性

實驗教學(xué)是整個教學(xué)體系的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的理論知識，提高分析和解決問題的能力的重要環(huán)節(jié)，是培育學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要途徑。C語言是一門比較抽象且實踐性和應(yīng)用性都很強的課程，對于C語言程序設(shè)計的教學(xué)來說，實驗過程就尤其顯得重要。

程序設(shè)計的過程不但需要學(xué)生能熟練地使用C語言語法進行代碼的編寫，同時也需要學(xué)生在編寫完代碼后，對程序進行調(diào)試等。這些過程都需要學(xué)生在實驗室上機進行。通過上機實驗，學(xué)生不僅可以驗證C語言語法知識，加深對課堂教授內(nèi)容的理解和掌握；也可以通過程序的運行，驗證所編寫的程序是否正確，通過自己分析、研究程序中出現(xiàn)的問題，提高分析問題和解決問題的能力。因此上機實驗的重要性絕不亞于課堂聽課，它是鞏固和發(fā)展課堂知識的十分重要的環(huán)節(jié)，在激發(fā)、培養(yǎng)、提高學(xué)生能力方面能夠起到舉足輕重的作用，是理論教學(xué)無法替代的。

三、實驗教學(xué)中存在的問題

在實際的C語言實驗教學(xué)中，由于各個方面的原因，出現(xiàn)了各種各樣的問題，歸納起來有如下幾點：

1.長期以來，C語言實驗教學(xué)一直以教師為主導(dǎo)地位，忽視了學(xué)生在實驗過程中的主體地位。在實驗課上經(jīng)常是教師對實驗?zāi)康?、實驗中使用的語法知識進行講解，有時甚至還演示實驗題目的源程序代碼。這對提高學(xué)生的主動性，提高實驗效果是非常不好的。一方面許多寶貴的時間可能都浪費在實驗教師對實驗內(nèi)容的講解上，實際動手練習(xí)的時間減少了。另一方面，把學(xué)生放置于一種被動的“聽課”狀態(tài)，學(xué)生只是需要根據(jù)教師的講解進行簡單的模仿或者“操襲”實驗教師提供的實驗內(nèi)容。學(xué)生在實驗過程中的主體地位無法得到體現(xiàn)，因而主動參與實驗的熱情不高，也不會主動地去思考實踐實驗內(nèi)容，使實驗應(yīng)有的作用得不到發(fā)揮。

2.實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，內(nèi)容陳舊，沒有體現(xiàn)實驗的多層次性。很多實驗內(nèi)容都與理論教學(xué)脫鉤，很多需要必須在實驗中加強練習(xí)、鞏固的內(nèi)容沒有加強；需要學(xué)生主動進行思考、探索創(chuàng)新的過程沒能在實驗過程中體現(xiàn)出來。

3.實驗過程管理比較混亂，實驗信息不能及時得到反饋。很多時候，實驗老師都需要學(xué)生提交實驗報告，并以此來檢驗學(xué)生的實驗效果。但是實驗教師為了能“及時”地將學(xué)生的實驗報告收上來，經(jīng)常是在課堂上收取學(xué)生的報告。這樣，一方面使得實驗課堂的局面比較混亂，另一方面也浪費實驗教師輔導(dǎo)學(xué)生實驗的時間，降低了實驗效率。更何況，由于各種原因，在實驗教師評閱完學(xué)生提交的實驗報告后，經(jīng)常是將其束之高閣，以至于學(xué)生編寫代碼是否正確，哪些地方做得不好，哪些地方做得好等的信息不能反饋給學(xué)生，學(xué)生不能從實驗中及時進行總結(jié)。因此，也給學(xué)生造成了這樣的一種心態(tài)：實驗就是為了完成老師布置的任務(wù)，只要交了報告即可。這使得學(xué)生實驗過程中實驗不認真，抄襲別人程序等現(xiàn)象非常嚴重。

4.實驗教師和理論教師交流不夠，沒有把學(xué)生的實驗效果及時反饋給理論教師。因此理論教師也無法根據(jù)學(xué)生的實驗情況，找出學(xué)生存在的問題。

5.實驗場地不夠，學(xué)生課余時間上機時間不多。很多學(xué)校由于安全問題，都只有在上班時間才開放，因此限制了學(xué)生使用機房的時間。有時即使將實驗室開放給學(xué)生上機練習(xí)，但是由于缺乏有效的管理和引導(dǎo)，效果也不太好。

四、開放實驗體系的建立

基于實驗過程中出現(xiàn)的上述問題，我校C語言課程組對實驗教學(xué)進行了一系列的改革，提出了建立“開放實驗體系”的方案，以此來加強實驗教學(xué)的效果，提高C語言課程的教學(xué)質(zhì)量。

1.開放的實驗內(nèi)容

針對實驗教學(xué)和理論教學(xué)相互脫鉤的現(xiàn)象，由課程組教師統(tǒng)一對實驗內(nèi)容進行設(shè)計，提出了“四個層次”的實驗內(nèi)容。

基本練習(xí)題：該部分內(nèi)容是緊密結(jié)合實驗?zāi)康?、理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的，主要體現(xiàn)了必須要掌握的、經(jīng)常要使用的C語言核心語法知識。這部分內(nèi)容是必須要求學(xué)生在實驗課內(nèi)完成的，要少而精，既不能給學(xué)生在實驗課程中施加太大的壓力，又要能達到鍛煉學(xué)生的目的，使學(xué)生該部分內(nèi)容的實踐練習(xí)能達到鞏固知識、鍛煉能力的目的。

擴展練習(xí)題：這部分內(nèi)容是針對學(xué)生在有能力完成基本練習(xí)題的內(nèi)容后，需要進一步練習(xí)，擴展知識面而設(shè)計的。主要體現(xiàn)在對一些課堂上沒有進行深入講解，學(xué)生可能會一知半解的內(nèi)容，進行內(nèi)容擴充性的練習(xí)等。這部分內(nèi)容需要涉及的知識面廣，能滿足學(xué)生課余練習(xí)、學(xué)習(xí)的要求。

綜合練習(xí)題：該部分內(nèi)容是針對學(xué)生在基本掌握了C語言的語法知識，具有基本的程序設(shè)計能力后，需要綜合應(yīng)用課程內(nèi)容才能解決的，需要體現(xiàn)內(nèi)容的綜合應(yīng)用性。

創(chuàng)新應(yīng)用題：該部分內(nèi)容采取案例的形式，給出應(yīng)用場景，需要學(xué)生獨立設(shè)計方案，獨立編寫代碼，獨立調(diào)試程序。內(nèi)容要能緊密結(jié)合實際，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考。

對于以上四個層次的內(nèi)容，基本練習(xí)題需要在實驗課中集中練習(xí)完成。擴展練習(xí)題由學(xué)生在課余時間，根據(jù)自己的能力選擇完成；對于一些需要進行擴展性的內(nèi)容，提供相應(yīng)的教學(xué)資源供學(xué)生參考，自主學(xué)習(xí)；綜合練習(xí)題是在一個知識單元的學(xué)習(xí)完成后，增加較綜合的編程題，引導(dǎo)學(xué)生完成；創(chuàng)新應(yīng)用題，通過以課程實訓(xùn)的形式，建立項目小組，以團隊協(xié)作的方式完成。

2.開放實驗室

實驗室是學(xué)生完成實驗教學(xué)的基本場所，要培養(yǎng)學(xué)生編程能力，就必須讓那些愿意學(xué)習(xí)的學(xué)生有機會進入實驗室進行編程練習(xí)。

在課程組的組織下，將學(xué)校計算機專業(yè)實驗室在課余時間對學(xué)生開放，引導(dǎo)學(xué)生在課余時間多到實驗室進行編程練習(xí)。為了解決學(xué)生在上機時的無組織的狀態(tài)，在全校范圍內(nèi)，利用學(xué)生會組織，專門對學(xué)生的上機進行管理。同時，利用“擴展練習(xí)題”內(nèi)容供同學(xué)練習(xí)使用，引導(dǎo)學(xué)生有序地練習(xí)，解決了學(xué)生在上機時“不知干什么”的問題。

3.開放實驗流程

以往實驗時，都是實驗老師收取紙質(zhì)的實驗報告，實驗報告的評閱結(jié)果對學(xué)生、理論教師都沒有進行反饋。為此課程組為C語言實驗教學(xué)設(shè)計開發(fā)了“C語言網(wǎng)絡(luò)實驗平臺”。該網(wǎng)絡(luò)實驗平臺主要功能包括：展示實驗內(nèi)容輔導(dǎo)資料供學(xué)生下載、實驗教師上機時間、學(xué)生提交實驗內(nèi)容、實驗教師批閱實驗報告、理論教師點評實驗、評定學(xué)生成績實驗、實驗內(nèi)容查重、在線網(wǎng)絡(luò)答疑等。通過該平臺，學(xué)生可以及時查閱每次上機的時間和實驗內(nèi)容，可以使用平臺提供的教學(xué)資源，提前對實驗內(nèi)容預(yù)習(xí)，了解實驗時需要使用的編程方法等。

學(xué)生完成實驗后，以Web的方式，將編寫的程序代碼上傳服務(wù)器，實驗教師可以在線批閱學(xué)生提交的程序，避免在實驗過程中教師和學(xué)生來來回回地收取實驗報告，并且實驗教師批閱實驗時可以在學(xué)生提交的程序上“書寫評語”，指出學(xué)生在實驗中存在的不足和值得肯定的地方。實驗教師的評閱結(jié)果，學(xué)生可以在線瀏覽到。理論教師也可以查看學(xué)生提交的程序和教師批閱的情況，使理論教師可以及時地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

基于網(wǎng)絡(luò)實驗平臺的實驗教學(xué)，一方面可以使學(xué)生自主學(xué)習(xí)成為可能，提高了實驗室的開放程度；也使得實驗教學(xué)過程成為一個以學(xué)生實驗內(nèi)容為紐帶，將學(xué)生、實驗教師、理論教師擰為一個整體的“閉環(huán)”過程，最大限度地發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。更為重要的是網(wǎng)絡(luò)實驗平臺提供了實驗內(nèi)容查重功能，給學(xué)生起到了“警示”的作用，可以有效降低學(xué)生抄襲的現(xiàn)象。

（四）開放實驗輔導(dǎo)機制

在學(xué)生實驗過程中都是會碰到問題的，有些同學(xué)在實驗過程遇到問題后如果得不到及時解決，會傷害到他們學(xué)習(xí)的興趣。因此必須加強對學(xué)生實驗的輔導(dǎo)。

1.強調(diào)實驗之前的預(yù)習(xí)，學(xué)生在進入實驗室之前，要求學(xué)生必須預(yù)習(xí)本次實驗的內(nèi)容；并建立教師的答疑制度，組織教師每天在C語言網(wǎng)絡(luò)實驗平臺中負責給學(xué)生進行網(wǎng)絡(luò)答疑；同時每周還組織教師在教研室對學(xué)生進行公開答疑，給同學(xué)們進行答疑解惑。

2.建立實驗助手制度。選拔一些學(xué)習(xí)優(yōu)秀的高年級學(xué)生作為教師的實驗助手，輔導(dǎo)學(xué)生實驗。尤其是在實驗室的課余開放時間，由這些實驗助手，對上機的同學(xué)統(tǒng)一管理，引導(dǎo)同學(xué)進一步地練習(xí)。

3.建立教師“助教”制度，由課程組教師相互之間進行“助課”。一方面教師之間可以取長補短，改進相互的教學(xué)方法；另一方面“助教”教師要參與學(xué)生的實驗輔導(dǎo)，進一步增強實驗的輔導(dǎo)力量。

五、結(jié)束語

我校C語言課程組，結(jié)合C語言教學(xué)的實際情況，對實驗過程進行了改革，建立了一套開放的實驗體系，改善了實驗過程，提高了C語言課程的教學(xué)效果：學(xué)生在上機實驗時打游戲、上網(wǎng)的少了，認真編寫程序的同學(xué)多了；抄襲別人程序代碼的同學(xué)少了，愛思考、主動學(xué)習(xí)的同學(xué)多了，實驗效果得到了顯著的提高。

經(jīng)過C語言課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們的動手能力得到了提高，許多同學(xué)能使用C語言獨立開發(fā)較綜合型的程序；在學(xué)校內(nèi)也涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的學(xué)生，他們在省內(nèi)外的各種競賽中取得了良好的成績。

實驗教學(xué)過程對C語言教學(xué)影響非常大，在教學(xué)過程中需要不斷地發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，從學(xué)生的角度去解決問題，只有這樣才能提高教學(xué)質(zhì)量，為社會輸送高素質(zhì)的優(yōu)秀人才。

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[5] 王金發(fā).放式實驗教學(xué)的創(chuàng)新性及實踐效果[J].高等理科教育，2003（6）.

[責任編輯：鐘 嵐]