基于物聯(lián)網(wǎng)應用的《C語言程序設(shè)計》教學模式研究

王利亞

【摘要】 物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的最新發(fā)展發(fā)向，C語言程序設(shè)計又是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)中的基礎(chǔ)課，在物聯(lián)網(wǎng)中的應用廣泛，本文結(jié)合所任教的技工院校學生特點，在分析了C語言教學中存在的問題后，對C語言的教學模式進行了探討，提出了以突出德育教學特點的案例教學法，任務驅(qū)動教學法，以及微課教學法。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) C語言程序設(shè)計 案例教學 任務驅(qū)動 微課

物聯(lián)網(wǎng)是物理世界和虛擬世界的相互溝通和聯(lián)系，而兩者溝通的橋梁則是計算機語言，物聯(lián)網(wǎng)涉及的程序控制都需要通過計算機軟件來實現(xiàn)，因此需要在使用端設(shè)計相應的軟件來供人們操作使用[1]。而C語言又是應用最廣泛的程序設(shè)計語言，可以說是其不可缺少的環(huán)節(jié)。

一、C語言在物聯(lián)網(wǎng)中的應用

C語言是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，一般開在第一學期或者第二學期，是對學生計算機基礎(chǔ)語言的普及。

C語言在物聯(lián)網(wǎng)中的應用非常廣泛，比如傳感技術(shù)同計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，傳感技術(shù)的核心即傳感器，它是負責實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物、物與人信息交互的必要組成部分。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息按一定規(guī)則變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示和控制等要求，是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。形象的來說，傳感器就像人的五官一樣，可以用來感知環(huán)境的變化，獲取信息。目前，傳感器已廣泛應用于航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生活等各個領(lǐng)域中，例如我們常看見的自動門、煙霧報警器、數(shù)碼相機、電子秤、水位報警器等等，都是采用了傳感器來感知周圍環(huán)境的變化，從而實現(xiàn)相應的控制。而傳感器的應用，則少不了C語言的作用。基于嵌入式C語言的編程實現(xiàn)的解析器，應用于傳感器的識別上。物聯(lián)網(wǎng)基于云計算平臺和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)用獲取的數(shù)據(jù)通過C語言編輯的程序進行決策，通過改變對象的行為對數(shù)據(jù)進行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強弱調(diào)整路燈的亮度、根據(jù)車輛的流量自動調(diào)整紅綠燈間隔等。

通過分析C語言在當今前言技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中的應用，可以讓學生了解C語言的重要性和實用性，知道學習這門課程有什么用處和前景。從而激發(fā)學生的學習興趣和學習動力。

二、C語言教學中目前存在的問題

C 語言程序設(shè)計是工科類專業(yè)入門級計算機語言課，其前期知識鋪墊只有計算機基礎(chǔ)，但是卻涉及很多概念，語法結(jié)構(gòu)也較復雜枯燥，學生學習起來難度較大。傳統(tǒng)的C 語言教學，教學方法單一，一般以語法知識為主線組織教學，側(cè)重于C 語言語法知識的傳授，缺少對算法設(shè)計的練習，學生課堂參與度較低，遇到問題后不知道如何建立起程序模型，更不會轉(zhuǎn)化為C 語言程序代碼了[2]。本文結(jié)合所任教的技工院校學生特點來有針對性地分析問題。技工院校的學生基礎(chǔ)較差，很多學生學習是為了應付考試，部分家長也認為只要學生能順利拿到畢業(yè)證書既可，對學生能學到多少技能知識不報太大希望。這種形式下，課堂上能聽懂和編寫程序的同學不多，很多同學都是機械式地記筆記，死記硬背地記程序代碼，根本不去思考算法設(shè)計和程序代碼的編寫，無論是講授理論還是學生自己上機實踐，大部分學生的學習心態(tài)都是被動式學習。在時代不斷發(fā)展的當下，針對目前的教學現(xiàn)狀，急需探討新的教學模式提高學生的學習興趣和動力。

三、突出德育教育特性的教學模式

3.1結(jié)合生活實例，引入生活哲理，采用案例教學法

案例教學是一種將理論與實踐相結(jié)合，把抽象的問題具象化和生活化，讓學生能通過知識遷移學習和理解C語言中的語法知識，并且?guī)熒g可以互動的一種教學模式。采用案例教學法，教師依據(jù)教學大綱中的教學目標，結(jié)合社會和生活中的實例，經(jīng)過統(tǒng)籌規(guī)劃，重新組織安排，設(shè)計出學生能夠理解的案列，再組織學生一起在課堂上討論和分析案列，對結(jié)果進行推理，然后想出自己解決問題的辦法和和手段[3]。在討論和問題解決過程中，可以給學生看一些生活案例中涉及到的生活哲理，這些哲理故事不僅能引起學生的共鳴，還會加深他們對教學案例的印象。起到很好的知識遷移作用。這樣不僅使學生能很好地理解理論知識，鍛煉動手能力，還能讓他們的職業(yè)素養(yǎng)得到提高，讓學生養(yǎng)成較好的邏輯思維方式和良好的編程規(guī)范習慣，提高學生的學習興趣和德育素養(yǎng)。在講課過程中，經(jīng)常舉一些與實際生活相關(guān)的事例，以精選出的程序?qū)嵗秊橹行模褜W習的重點放在具體實例講述上，并引導學生自己去思考解決方案，從主觀上讓學生感受到成就感，從而保持他們的學習興趣[4]。整個教學過程中強調(diào)學以致用，在應用中學習，從而避免了枯燥、繁雜的理論說教，不僅增強了學生的學習積極性，而且對提高學生綜合分析和解決實際問題的能力也大有幫助。

3.2采用任務驅(qū)動教學法，插入適當?shù)纳罱逃?/p>

任務驅(qū)動教學法，是一種建立在建構(gòu)主義教學理論基礎(chǔ)上的教學方法，是指教師將教學內(nèi)容設(shè)計成一個或多個具體任務，力求以任務驅(qū)動，以某個實例為先導，進而提出問題，引導學生思考，讓學生通過學與做掌握教學內(nèi)容，達到教學目標，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力[5]。

它轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的灌輸式教學，以一個個的任務為教學載體呈現(xiàn)給學生來實踐，更具有協(xié)作性、互動性。在這種教學模式下，教師把任務當作傳授知識的主線[6]。

比如在講解選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計時，就可以采用任務驅(qū)動法來進行。首先通過引入生活中都熟悉的交通信號燈，紅燈停，綠燈行，人們要根據(jù)信號燈給出的信號進行判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果做出相應的動作。告訴學生C語言中的選擇結(jié)構(gòu)就是根據(jù)條件去執(zhí)行相應的語句，語句的執(zhí)行順序會根據(jù)選擇條件來變化。在C語言程序中也可以完成這樣的判斷操作，使用的就是if語句。if語句的功能就像判斷路口信號燈一樣，根據(jù)不同的條件判斷是否進行操作。通過交通信號燈引入選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計，學生就容易接受和理解。同時在這個環(huán)節(jié)引入電動車闖紅燈交通事故頻發(fā)的視頻，播放給學生觀看，通過觸目驚心的畫面使學生加強交通安全意識，在學習技能知識的同時，把日常生活教育也滲透進去。

接下來，在講解if語句的三種結(jié)構(gòu)和功能時，就可以通過三個任務的交通信號燈案例來開展：首先定義一個變量s表示交通信號燈的符號。s ==1；表示綠燈亮；s ==1；表示紅燈亮；其他情況表示黃燈亮。

①任務一：僅對綠燈做出操作，不考慮其他情況編寫程序，可通過單分支結(jié)構(gòu)if語句來實現(xiàn)。

②任務二：完善信號燈既有綠燈又有紅燈的操作。可用兩個if語句來實現(xiàn)紅燈停綠燈行的程序功能；只需要在原來程序的基礎(chǔ)上增加一個程序語句既可，if（s==0） printf（“紅燈亮，請等待。＼n”）；

③任務三：完善信號燈有紅綠黃三種情況下的功能。可用多分支結(jié)構(gòu)if…else if語句來實現(xiàn)紅燈停綠燈行和黃燈等待的程序功能。在這個任務中，如果有的同學照貓畫虎地，繼續(xù)在原有程序基礎(chǔ)上添加else printf（“黃燈亮，請準備通行。＼n”）；程序編譯沒有錯誤，也能運行出來，但是在輸入不同的值時，會發(fā)現(xiàn)程序存在問題。輸入1時，會有兩個輸出結(jié)果。這時候通過修改程序語句，就可以讓學生更深刻地體會else if語句的用法了。

通過逐漸完善三個交通信號燈的任務，層層遞進地引導學生掌握選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的方法和思想，把單調(diào)的語法規(guī)則融入到生活實例中，可以極大地提高學生的學習興趣和主動性。最后，再用數(shù)學中的分段函數(shù)作為任務，讓學生自己去編寫選擇結(jié)構(gòu)程序?qū)崿F(xiàn)分段函數(shù)，通過任務驅(qū)動，強化了知識運用能力。

3.3采用微課教學法，培養(yǎng)學生自主學習能力

C語言不只是語法和規(guī)則比較繁雜，而且是一門對實踐操作要求比較高的學科，很多學生在課堂上往往還沒弄懂所學的知識點，就要上機操作，于是上機時大部分同學都是在觀望，為了應付老師檢查，他們就等個別接受能力比較好的同學編寫好程序代碼后，利用群共享或者用手機傳送程序代碼照片，照本宣科地抄一遍，根本不去思考如何完成。

將一些經(jīng)典案例制作成微課，并給學生共享后，課堂上沒有聽明白的學生可以打開微課自行研究學習。小而精是碎片視頻的特色，每個視頻的時長約在10-15分鐘以內(nèi)。視頻雖小，卻是一個個獨立的完整的知識點。小課程的教學過程十分完整，有引入，有生動的教學過程，有小結(jié)。重在逐個擊破教學中的重難點，達到吸引學生注意力，掌握知識點的目的。學生們可以自主選擇學習內(nèi)容，優(yōu)秀學生和能力較差的學生在學習時不再感到厭倦和盲目，目標明確，達到因材施教的目的。讓知識點在學生的自主學習中完成掌握。學生在榜樣的帶領(lǐng)下，自然比老師灌輸?shù)男Ч獜姷枚郲7]。

學生是教學的主體，將更多的課堂時間交給學生，努力營造一種主動參與和主動探究學習的氛圍。教師事先將要講授的核心內(nèi)容錄制成微視頻，結(jié)合多媒體課件和課程任務，讓學生課前學習。在課堂中結(jié)合知識的實際應用，大家一起研討解決問題。可以讓學生走上講臺，分享小組學習成果和相關(guān)經(jīng)驗，解答老師和其他同學提出的問題。學生通過講課，口頭表達和語言溝通能力也會得到提高[8]。這種教學模式還能提高學生的自主學習能力，自主學習能力在學生進入社會后也是一項重要的技能，知識需要不斷地更新，沒有自主學習能力就很難在業(yè)務上有所提高。

總結(jié)：本文首先分析了C語言程序設(shè)計這門課程在物聯(lián)網(wǎng)中的應用，突出了該門課程的實用性。針對所任教的技工院校當前C語言教學中存在的問題，提出了以突出德育教學為特色的三種教學模式：案例教學法、任務驅(qū)動教學法和微課教學法。案例教學能夠讓學生通過知識遷移法，把C語言中抽象的理論知識具象化，加深理解和運用。案例中穿插一些哲理故事還能吸引學生注意力，起到德育教育的作用；任務驅(qū)動教學法通過布置任務，能讓學生逐漸地體會和掌握所學內(nèi)容，同樣在這中間可以選取相關(guān)有教育意義的內(nèi)容展示給學生，起到潛移默化的作用。微課教學法除了可以提高學生學習興趣外，還可以讓學生的自學能力得到鍛煉。

參 考 文 獻

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[2]張墩利.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特色的機電專業(yè)C語言教學改革與實踐[J]. 科技視界， 2015（25）：46.

[3]甄華. C 語言案例教學模式在高職教育中的探討[J].技術(shù)論2015（8）壇，55-59.

[4]徐東，祁薇，劉海見.《C 語言循環(huán)結(jié)構(gòu)》課程教學設(shè)計研究[J].軟件導刊，2014（6）：154-156.

[5]張頎.任務驅(qū)動教學法在C 語言教學中的應用研究.軟件導刊，2014（12）：196-197.

[6]李麗亞，劉海靜 《C 語言程序設(shè)計》教學模式的研究與探索 電子制作，2015（4）：112-113.

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