融合認知結構和CDIO教育理念的C語言教學模式探究

丁春莉

摘 要：為了改進C語言課程“介紹概念-講解例題-上機練習”三段式教學模式，提高學生學習的主動性和興趣，把融合認知結構和CDIO教育理念融入到C語言教學模式中，取得了良好教學效果。實踐證明，改進后的教學模式不僅能讓學生快速掌握程序設計的基礎知識，而且培養了學生分析問題和解決問題的能力。

關鍵詞：融合認知結構 CDIO教育理念 C語言教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0155-02

C語言是一種優秀的結構化程序設計語言，同時具有高級語言和匯編語言的特點，適合于Windows、DOS、UNIX和LINUX等多種操作系統，也適用于多種機型，可廣泛用于系統軟件和應用軟件的編寫，比其他高級語言優勢明顯，尤其是模塊設計思想對培養學生的抽象思維能力有很大幫助，已經成為我國各大專院校理工類專業的公共基礎課程。該門課程一般開設在新生入學第一或第二學期。然而，相當一部分學生認為C語言學起來比較枯燥、數據類型復雜、不易掌握，編程困難，失去信心和興趣，導致教學效果不佳。如何能讓學生快速掌握C語言基礎知識、掌握編程方法和技巧、提高學生學習興趣成為研究的主要內容。據了解，目前大部分學校C語言課程教學遵循三段式教學模式，即：首先介紹編程的基礎語法、介紹數據類型、學習運算符號和表達方式；其次講解C語言編程的基本規則和例題；最后學生上機操作。這種以教師為主體的教學模式，學生屬于被動學習，不能有效地調動學生學習積極性和熱情，教學效果大打折扣。

借助于CDIO教育理念，讓學生從認知結構的角度了解和掌握C語言學習，也就是說以學生為主體，以教師為主導，把認知結構和CDIO教育理念與C語言教學有機融合，形成一種新的教學模式，將成為提高C語言教學效果的有效途徑。

1 融合認知結構在C語言教學過程中應用

認知結構理論是瑞士著名心理學家J·皮亞杰提出的，他認為學生只有掌握了學科基本的知識結構，才能提高他們的學習效率和記憶效果，從而縮小知識之間的難易差距。大學生的認知結構是通過在學習過程中不斷同化形成的，不斷學習新鮮知識，并對所學的知識進行一定的積累和總結，一旦形成統一的認知結構，在學習新知識過程中就會很大程度上提高學習效率。認知結構和知識結構是提高教學質量的重要因素，所以在C語言教學過程中要著重注意這兩點因素[1]。

在學習C語言過程中要適當借助自然語言的經驗和方法，因為自然語言是生活中經常用的語言，而C語言是在計算機系統中經常用到的語言，也就是說C語言是程序員、計算機、計算機系統、計算機軟件之間交流的主要語言。要想學好C語言可以從以下兩個方面入手：首先，熟練掌握C語言的基礎編程；其次，能應用C語言解決實際問題。而用C語言解決實際問題除涉及數據類型、數據結構、運算法則等C語言知識外，還涉及到與實際問題相關的其它專業知識。這就和寫本小說類似，只掌握詞匯、語法是遠遠不夠的，更加需要有豐富的想象力和人生閱歷，才完成一部高質量的小說，因此，C語言和自然語言有許多相似之處，其學習步驟和特點如表1所示。

2 融合CDIO教學理念的C語言教學

CDIO是美國麻省理工院校瑞典皇家院校通過4年的不懈努力所建立的CDIO工程教育教學模式。該模式是以產品研發到產品運行的生命周期為載體，保證每個學生都能參與到教學過程中，能很大程度提高學生對所學知識的感悟力和理解力。要想把CDIO教學理念融入到C語言教學過程中，對教師也有很高的要求，要求教學以實現虛擬實驗軟件產品研發和運行為載體，編制出科學合理的教學案例，同時組建相關教學團隊，把學生從計算機虛擬實驗感官實踐吸引到C語言開發虛擬實驗軟包上來，教學以學生為主體、以教師為主導，學生的主動性和積極性會極大提高，培養學生實際分析問題和解決問題的能力以及創新能力，從而提高教學質量。

3 融合認知結構和CDIO教育理念的C語言教學

通過以上分析可以看出，融合認知結構和CDIO教育理念的C語言教學模式需要3個核心要素：一是需要項目團隊。要求團隊成員（學生）扮演不同的角色，相互配合完成同一個項目，每個成員都有各自不同的子項目，可充分調動學生的積極主動性，從根本上提升學生學習C語言的水平；二是需要指導教師。指導教學在這一過程中起到非常重要的作用，不但要引導學生對認知結構的理解，還要能幫助學生解決C語言學習過程中遇到的難點和問題；三是需要實驗軟件開發。讓學生以學習者、軟件使用者和軟件開發者的身份參與到C語言教學設計中。

在這種教學模式下，C語言教學考核方式也要進行相應改進，以引導學生有效提高課程教學效果。在融合認知結構和CDIO教育理念下，以項目案例為主要載體，對包括構思、設計、實施、運作等四個方面所涉及的C語言相關知識點的教學效果進行考核。以往的考核主要分兩部分：平時考核和期末考核。平時考核主要包括出勤和上機考核，占總成績的40%，期末考試一張卷子，考核成績占總成績的60%，這種考核方式相對簡單，學生往往在期末突擊復習，達不到很好的教學效果。改進后的考核方式以學生的綜合能力是否提升為考核目標，主要通過加大對學生平時學習的考核力度來實現。該平時考核主要包括學生的學習態度、上課出勤情況、項目團隊協作精神、項目任務完成情況、創新性等，同時加大平時考核比例，使平時成績所占比例不低于60%。考試是指揮棒，考核方式的改進，促使學生對課程學習高度重視，教學效果大幅提升。

4 結語

融合認知結構和CDIO教育理的C語言教學模式的主要特點主要體現在知識、能力、素質的綜合培養。以學生為主體、以教師為主導、以項目案例開發為載體，通過認知結構不斷提高學習效率。，實踐表明，該教學模式的實施，使C語言課程取得了良好教學效果：學生對C語言的理解和掌握有很大程度地提高，學習積極性和主動性不斷增強，能快速地掌握程序設計的基礎知識，分析問題和解決問題的能力逐步提升，同時團隊協作、創新性等方面也得到培養。

參考文獻

[1] 邱曉紅，李渤，樊中奎，等.融合認知結構和CDIO教育理念的C語言教學[J].計算機教育，2013（16）：107-111.

[2] 葉民.工程教育CDIO模式適應性轉換平臺的研究[D].浙江大學，2014.