提高C語言初學者編程能力的幾點措施

吳元斌

（重慶三峽學院計算機科學與工程學院，萬州 404000）

提高C語言初學者編程能力的幾點措施

吳元斌

（重慶三峽學院計算機科學與工程學院，萬州 404000）

如何提高C語言初學者的編程能力，是從事C語言教學的教師普遍重視且實現難度較大的教學目標。對如何提高C語言初學者編程能力進行探索，分析C語言初學者編程能力差的主要原因，提出提高初學者編程能力的四點具體方法與步驟，并進行詳細分析，這些方法能有效地提高學生編程能力。

C語言；初學者；編程能力；計算思維

0 引言

C語言現在是許多高校新生的程序設計入門課程，面對程序設計及C語言的初學者，教師和學生雙方往往都付出了不少的精力，教師有心教，學生辛苦學，但往往教學效果并不令人滿意。比較突出的問題是學生的編程能力普遍較差，即使是平時學習很好的學生，遇到編寫程序，特別是規模較大的程序，往往無從下手。一部分學生看不懂教材中的示例程序，特別是復雜的程序，更不知道如何寫程序。

分析造成這種現狀的原因，包括：重視語法的學習，陷入學習C語言的語法及其細節的泥潭，閱讀分析程序少，缺少編程訓練，上機調試程序太少，等等。這些原因固然存在，可能還比較嚴重，筆者認為，學生不會編寫程序最重要的原因是缺乏程序設計的思維方式、方法，缺乏計算思維能力的培養。

因此，為了從根本上解決不會編程的問題，應加強計算思維能力的培養，讓學生學會程序設計的思維方式、方法，從而實現課程的教學目的。下文通過四個方面介紹了具體方法和步驟。

1 提高編程能力的方法與步驟

1.1 閱讀分析示例程序是基礎

教材中的示例程序（如：文獻[1]）是面向問題的，不僅僅用來學習C語言的語法基礎，更重要的是用來教學生如何寫程序，用來介紹編程方法與思想。通過閱讀分析這些示例程序，應能夠起到舉一反三、觸類旁通的作用。

面對這樣的典型示例程序，最重要的是思考。不僅是學習變量定義、語句結構、函數組成等字面上的內容，更要分析程序的功能、編程方法，從“what to do”到“how to do”，分析其中的數據結構與算法，還要進一步分析其背后的計算思維方法。

程序最基本的任務是進行數據加工，基本結構為IPO。其中I代表Input，即數據輸入；P代表Process，即數據處理；O代表Output，即輸出計算結果。對于較復雜的任務，應強調任務抽象與分解的思想，即較大規模的計算任務分解成若干個規模較小且相對獨立的子任務，分別用單獨的函數實現，即模塊化。在函數實現中，采用結構化的程序設計思想，還包括遞歸函數的思想等。還要分析數據組織方法，如：數組、結構、共用體等。然后就是算法思想，如：遞歸、搜索、排序等。

1.2 大量編程實踐是根本

我們知道，學習一門新程序設計語言的唯一途徑就是使用它編寫程序[1]。“師傅領進門，學藝靠自身”[2]，應鼓勵學生自己寫程序，從最簡單的程序開始，循序漸進，一步一個腳印，積少成多，積小勝為大勝，不斷取得新的進步。使學生學會基本的編程方法，具有基本的編程能力。

編寫程序的一個最基本方法是“臨摹”示例程序，課后作業應盡量與示例程序相關聯，不斷對示例程序的增強和完善。這樣完成編程練習時，就會去復習相關的示例程序，學習其中的編程方法，并用于自己的編程練習。

編程練習除了注意與示例程序的相關性外，還要注意其典型的、趣味性、實用性，學生往往對趣味程序、游戲程序感興趣，可以加強這方面的練習，如：九九乘法表、楊輝三角形、約瑟夫問題、Hanoi塔問題、哥德巴赫猜想等。

可以用多種方法實現同一個問題，如：用不同的語句實現，用if或switch，用do while、while或for；用不同的數據結構實現，如：數組或指針；用不同的算法實現等。通過一個問題多種實現，使學生感受到編程有很大的靈活性，不是死板硬套，激發了學生的計算思維能力和創新能力。

對于編程練習，開始可以是大量簡單問題，學生力所能及，經過努力可以完成；然后是一定量的較大規模問題。總之，編程練習一定要有量的積累，才能夠學會編程方法，功到自然成。

1.3 在調試程序中不斷進步

自己編寫的程序是否正確，最重要的方法是在C語言開發平臺上進行編輯、編譯、鏈接、運行和調試。對于初學者來說，一個友好的開發平臺是非常重要的，我們在教學中采用的是Eclipse+MinGW GCC。Eclipse環境能有效地提醒初學者在編輯過程中出現的語法錯誤，避免在編譯時才能發現的錯誤（有時編譯時錯誤多達數百個，讓初學者措手不及，失去調試成功的信心）。還可以通過快捷鍵Ctrl+Shift+F（或菜單Source-〉Format）格式化源程序，使源程序清晰易讀。另外，E-clipse環境Project Explorer列出了多個項目，在項目間切換方便，這對初學者帶來不少方便。

在Eclipse環境中，通過工具欄上的按鈕或“F11”便進行調試程序過程。調試程序時可以使用斷點、單步執行、Watch等工具來查看程序的運行狀態。通過調試程序，可以發現并糾正程序中的各種邏輯錯誤，培養學生嚴密的邏輯思維能力。

通過調試程序，會感受到模塊化、結構化編程的重要性，當一個程序所有的功能實現都放在main函數中，以至于main函數包括數百行時，調試起來是多么的困難。另外，較大規模的程序在一個源程序文件中實現也是不好的方式。

通常調試過程并不是一帆風順的，有時甚至很痛苦，但要耐心，應記錄出現的各種問題及其解決方法，不斷分析研究出現的各種問題，并解決問題，及時總結取得成功的經驗與失敗的教訓，才會感受到“山窮水復疑無路，柳暗花明又一村”，并堅持到調試成功，才能感受成功的喜悅，才會有暢快淋漓的感覺。

1.4 完成課程設計項目贏得自信

通過課程設計，可以提高學生問題分析能力、規劃設計能力和團隊合作精神等綜合能力，并進一步提升C語言的編程能力和程序調試能力，學習軟件工程的基本方法[3]，實踐軟件工程過程。

課程設計項目最好選擇自己感興趣的問題，也可以由教師指定，如：打字練習程序、萬年歷程序、學生成績統計分析、迷宮問題、文件分類管理等。課程設計項目要按照軟件工程方法，學會分析問題，能對較大規模的復雜問題進行任務抽象與分解，并進行自頂向下的設計方法，逐步求精，完成模塊化設計。對于每一個子問題，要進行數據結構與算法設計，最后用C語言實現，應按照軟件工程方法，使程序具有良好的可讀性。然后進行模塊測試和調試、進行集成測試，最后完成項目報告。

課程設計項目大多數時間是在課外自主完成，需要團隊合作，不斷堅持，相互學習，共同探討問題并不斷解決問題，去追求團隊的成功及個人的成功。

2 結語

培養和提高初學者的編程能力，是C語言教學工作成功的關鍵。對于如何提高初學者的編程能力，本文提出了四個基本步驟：①閱讀分析教材中的示例程序，這是基礎；②大量編程實踐，這是根本；③在調試程序中不斷進步，這是階梯；④完成好課程設計項目，可以極大地贏得自信。通過在實際的教學過程使用，這些方法能有效地提高學生編程能力，受到學生的歡迎。這些步驟中，學習計算思維方法是最重要的，我們應該“激發學生對計算機領域科學探索的興趣，傳播計算機科學的快樂、崇高和力量”[4]。

參考文獻：

[1] Brian W.Kernighan,Dennis M.Ritchie.C程序設計語言（第2版新版）[M].徐寶文,等譯.北京：機械工業出版社，2004

[2] Greg Perry,Dean Miller.C語言編程——零基礎初學者指南（第3版）[M].姜佑譯.北京：人民郵電出版社,2014

[3] B.A.Forouzan,R.F.Gilberg.C程序設計——軟件工程環境（原書第3版）[M].黃林鵬等譯.北京：機械工業出版社，2008

[4] 周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007（3）：77～79

Several Measures to Improve the Programming Ability of C Language Beginners

WU Yuan-bin
（Department of Computer Science and Engineering,Chongqing Three Gorges College,Wanzhou 404000）

How to improve the programming ability for the C language beginners are the teaching objectives of C language teachers,the objectives are importance and difficult to implement.Discusses how to improve the programming ability for C language beginners.Analyzes the main causes of the poor programming ability for C language beginners,and raises four specific methods and steps to improve programming ability for beginners,and analyzes the methods in detail,which can effectively the programming ability of students.

C Language;Beginners;Programming Ability;Computational Thinking

1007-1423（2015）01-0013-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.01.003

吳元斌（1965-），男，本科，副教授，從事領域為大學計算機基礎教學與研究工作

2014-11-18

2014-12-08