概念圖在《C語言程序設計》課程教學中的應用與探索*

馬 東，董乃謙

（寧夏民族職業技術學院，寧夏 吳忠 751100）

概念圖在《C語言程序設計》課程教學中的應用與探索*

馬 東，董乃謙

（寧夏民族職業技術學院，寧夏 吳忠 751100）

概念圖作為建構邏輯關系的思維可視化工具，逐漸被教師所喜好，它能幫助教師優化教學設計，提高課堂教學質量。本文主要介紹了概念圖支持下的分專業、分層次任務驅動教學模式的設計和應用，同時概念圖作為教學輔助工具，能夠促使學生主動學習、探究學習，確保學生全面進步。

概念圖；C語言；課程教學

一、《C語言程序設計》課程在傳統教學過程中存在的問題及成因

從課程特色上來講，C語言的功能豐富、語言完整緊湊、使用方便靈活、執行效率高、應用面廣，是學習編程語言的首選課程，因此《C語言程序設計》這門課程除了作為高職院校計算機專業的必修課，也作為機電一體化、數控技術等多個工科專業的專業必修課。然而在實際教學過程中本課程更像是一門公共選修課，因為在面對所有專業的學生時教學內容是相同的，教學要求也是相同的，教師的教學設計也是相同的。教師沒有把本課程與學生的專業相結合，沒有起到輔助專業課程教學的作用，更沒有發揮C語言在工科領域里強大的功能與作用。從學生的角度來講，他們也希望能夠學到一些實用的技能，提高專業技術水平。

從學習過程與效果來講，在《C語言程序設計》課堂上，個別學生很靈活，對編程具有濃厚的興趣，但始終找不到合適的學習方法，而更多的學生認為這門課程知識點太多不易記憶，理論太深不易理解，各章節內容缺乏明顯的邏輯性，因此課上聽不懂，課下無力自學；編程時思路混亂，少部分程度好的學生也只是停留在會分析問題、建立數學模型、確定數據結構和算法的層面，調試程序的能力不夠，如果把C語言和學生的專業相結合，編寫程序代碼去解決專業領域里的實際問題，就更加無從下手了。

通過對教學過程與學習活動過程的跟蹤，我們發現以上問題的成因：第一，教師的教學設計不合理，忽略了C語言與各學科、各專業的交互與滲透；第二，教師的教學方法不恰當，忽視了學生的層次水平，對所有學生都是一個要求；第三，學生的學習方法不正確，總在死記硬背。第四，學生沒有積極性，缺乏學習的動力與興趣。

二、概念圖應用于《C語言程序設計》課程教學中的必要性及可行性

1.圖領思維：概念圖概述[1]

概念圖（Concept Map/Mapping）又被稱為概念地圖、概念構圖等。20世紀80年代，諾瓦克把概念圖定義為：“用來組織和表征知識的實用工具，是一種以科學命題的形式顯示概念之間的意義聯系，且用具體事例加以說明，從而把所有的基本概念有機聯系起來的空間網絡結構圖。”概念圖通常將有關某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線將相關的概念和命題連接，這樣就形成了關于該主題的概念或命題網絡，從而以形象化的方式表征學習者的知識結構以及對某一主題的理解。在后來的發展中，研究者又提出了很多見解，如“概念圖是一種用節點代表概念、連線表示概念間關系的圖示法”。其實，在某種程度上，凡是具有概念與概念關系的圖形，都可以被視為概念圖。而現如今，將概念圖應用于教學，已是教學改革的一大舉措，也是教學模式的新思路。

2.概念圖輔助教學設計，滿足不同專業的教學要求

高職院校開設的程序設計類課程的教授注重于理論與實踐的高度融合，而在不同專業背景下程序設計類課程的實踐側重點不同。比如，在機電一體化專業的教學中《C語言程序設計》作為《單片機》、《PLC》課程的先行課程，實踐教學的側重點在于能夠運用恰當的編程方法對機電設備進行控制，培養學生較強的動手能力；而在計算機專業的教學中《C語言程序設計》作為《Java》、《C++》等課程的輔助課程，實踐教學的側重點在于能夠運用恰當的編程方法解決實際問題，培養學生嚴謹的程序設計思想、靈活的思維方式以及提高學生調試程序的能力。要把理論教學與實踐教學有機的融合在一起，而且要適用于不同的專業背景，服務于不同的專業教學，這就對教師的教學設計提出了很高的要求。原有的教學設計因為缺少了專業特色而不能滿足現有的教學要求，因此必須進行改革。

概念圖可以用形象直觀的圖示來表達教學設計的流程，可以靈活地添加主題來補充原有教學內容及信息的不足，所以將概念圖引入教學，運用概念圖輔助教學設計，根據教學內容在不同專業的側重點以及各專業的培養目標來設計合理的教學計劃。例如講述C語言程序結構這一模塊的時候：機電一體化專業安排教學項目“分析交通信號燈的控制程序”，設計概念圖補充此項目在《單片機》課程中涉及到的軟硬件知識內容；數控技術專業安排教學項目“求解鋼材切割的最佳訂單”，設計概念圖補充此項目在《機械加工技術》課程中涉及到的專業知識內容。

3.概念圖輔助教學設計，滿足不同層次的學生要求

高職教育的根本任務是要建立以學生為中心的課程設計思想和教學思想，要培養學生的學習能力與動手能力，要促進學生的全面發展。然而，高職院校學生的文化水平不同，地方差異很大，層次特別明顯，這就給教學增加了很大的難度。對于教師來講，傳統的教法已經無法適應高職教育的需求了，這就需要在實際教學中引入新的教學手段，構建適合高職教育的教學模式，根據不同層次學生的特點來進行合理的教學設計。

概念圖可以用清晰的線條來表示知識間的層次關系，所以我們將概念圖引入教學，采用概念圖輔助教學設計，滿足不同層次的學生要求。用概念圖梳理重要知識內容，補充課外知識信息，表達編程思路與步驟；用概念圖明確對不同層次學生的任務要求，因材施教、分層驅動，讓不同層次的學生都動起來；用概念圖啟發引導學生，讓學生學會思考，鼓勵學生探究自學，改進學習方法。

4.概念圖輔助教學設計，高效解答學習活動過程中出現的問題

概念圖可以將特定內容細化、清晰化，因此教師可以提前設計好學習活動過程中易出現問題的細化概念圖，確保學生問題的高效解答。比如，學生反應知識點太多記不住，我們將細小的知識點以可視化的形式展現出來，創建概念圖加深學生對知識點的印象；學生覺得各章節內容沒有邏輯性，我們用概念圖的層次來表明知識內在的關聯與邏輯性；學生編程時思路混亂，我們創建概念圖對重點知識內容進行梳理，同時構建程序流程圖及難點內容概念圖，讓學生看圖說話，幫學生理清思路；學生上機調試程序有難度，我們讓學生進行分組討論，小組成員共同構建分工調試概念圖，在團隊合作、交流互動的過程中解決問題，提升學習能力與動手能力。

圖1 switch語句教學設計概念圖

從學情來講，高職的學生具有一定的文化基礎，能夠理解且接受概念圖這一教學輔助工具。概念圖可以幫助學生進行有意義的學習，學生也可以借助概念圖改進學習方法，提高學習效率。因此在高職《C語言程序設計》課程中運用概念圖輔助教學是必要的，也是切實可行的。

三、概念圖在《C語言程序設計》課程教學中的應用

概念圖輔助課堂教學實施過程中，學生學習興趣濃厚，課堂氣氛活躍，在概念圖的指引下，學生能夠理清思路，掌握基礎知識與基本技能，順利完成項目任務，程度好的學生還可以繼續參考概念圖完成拓展任務。

以計算機專業的教學項目“switch語句：根據日期算天數”為例說明。教師引導學生理解程序設計的關鍵就是判斷日期所在的月份，根據月份編寫計算天數的公式，一年有12個月份，也就有12個分支，屬于典型的多路分支選擇結構。教學實施過程中采用概念圖輔助教學，使整個課堂教學有條不紊，學生對照概念圖，易于理解與掌握，增強了學習的自信。概念圖設計如圖1所示。

整個教學過程我們遵循從可視項目分析→任務驅動→學生思考→任務實施→分組討論→完成項目→課堂小結→任務拓展（分層教學）→交流互動→教學效果及反思的教學過程。整幅教學設計概念圖將理論與實踐很好地融合在一起，將教師與學生、分層教學與任務驅動緊密地聯系在一起。用概念圖補充專業知識或課外信息，激發了學生的學習興趣，促進了專業課程之間的互助融通，學生對照概念圖探究自學，培養了學生綜合素質與能力，同時也體現出了教師的水平與學生的專業特色。

四、概念圖輔助課堂教學的效果分析

1.概念圖輔助課堂教學，激發學習興趣，有助于學生的能力提升

概念圖可以用形象直觀的圖示來表達教學設計的流程，因此教師根據知識目標的要求，選擇經典案例，創建趣味性教學項目，利用概念圖巧妙地將項目任務與教學環節聯系起來，同時恰當地將專業知識內容融入到C語言的項目教學案例中，幫助學生鞏固專業知識，調動學生的積極性，激發學生的學習興趣，提升了學生的學習能力。

2.概念圖輔助課堂教學，提高學習效率，有利于學生的全面進步

概念圖是一種知識以及知識之間關系的網絡圖形化表征，也是思維可視化的表征。教師采用概念圖構建合理的理論、實踐教學體系，將學習活動過程融入教學過程，根據不同層次學生的理解能力，設置不同的任務分支，構建出不同難度內容的概念圖，教法體現以學生為中心的分層次驅動的特色，學生也可以對照概念圖自主探究，充分調動了學生的積極性和主動性，確保了每個層次的學生都有所學、有進步、有提高，體現了“基礎知識+基本技能+項目實踐+任務分層+技術延伸”的教學理念。

[1]胡小勇.概念圖教學實訓教程[M].南京師范大學出版社,2008.

[2]楊開城.教學設計——一種技術學的視角[M].北京:電子工業出版社,2010:12-27.

[3]楊開城.教學設計技術——教師的核心專業技術[J].電化教育研究,2012(8):5-9.

G434

B

1673-8454（2017）21-0091-03

2016年度寧夏高等學校科學研究項目“思維可視化工具在高職教學中的應用研究”（項目編號：NGY2016279）的階段性研究成果；寧夏民族職業技術學院院級教改項目“概念圖在高職計算機教學中的應用研究”（項目編號：NMYK1502）的研究成果。

（編輯：王曉明）