基于數據類型完善的C語言課程改革研究

徐曉

[摘 要]針對目前二本計算機專業(yè)學生普遍感覺C語言難學、效果不佳的問題，本文從數據類型角度提出一個解決方案，使學生學習C語言既覺得容易又覺得有成就感，并為學習后續(xù)語言打下扎實的編程基礎。筆者通過分析方案可行性，對比分析了新舊方案的教學次序，描述了新方案帶來的教學變化，并通過實證分析得出結論，旨在為相關研究提供借鑒。

[關鍵詞]C語言;數據類型;課程改革

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.12.099

[中圖分類號]TP312.1-4[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）12-0-02

1? ? ?C語言的學習目的與對策

C語言在硬件底層編程、極高性能要求的編程等方面具有其他語言所不具有的優(yōu)勢，但是對于二本計算機專業(yè)學生來說，畢業(yè)后大多從事軟件編程方面的工作，使用最多的是Java、C#、PHP、Javascript、SQL、Python等語言，很少從事基于C語言的編程開發(fā)工作。換句話說，學生學習C語言的目的是打下編程基礎，為學習后續(xù)的Java、C#等語言（以下簡稱C語言的后續(xù)語言）奠定基礎。以Java、C#為代表的語言都是面向對象語言，學習這些語言要求在C語言的學習過程中奠定面向過程的編程基礎。面向過程的編程基礎包括以下幾方面：①數據類型及運算;②流程設計與常用算法;③數組運用;④函數的編寫與使用。這些編程以數據類型為基礎，不僅決定C語言中流程、數組、函數的學習效果，也決定了后續(xù)語言數量繁多的類的使用與編寫。

由此可見，高校在制定C語言的教學目標時，可以對內容進行一些增刪操作。①學校教學目的不是為了完全教會學生學會C語言。因此，高校應該刪減C語言中對后續(xù)學習幫助不大又難學的內容，如C語言中的用數組存儲的字符串。②高校教學C語言的目的是為學生奠定更扎實的編程基礎。因此，高校要補充C語言中沒有提供的字符串類型，保證學生進行全面的基礎編程訓練。對于這種刪減C語言內容的做法，有些教師可能會提出異議，認為這不是純粹的C語言。事實上，確實不是，高校的教學目的并不是為了學習純粹的C語言，而是為后續(xù)語言打基礎。

2? ? ?具體方案

高校放棄C語言中原先數組存儲的字符串，添加一種類似Java等后續(xù)語言的字符串類型。

為了更好地銜接后續(xù)語言，還需要將新增字符串類型與后續(xù)語言字符串類型的名稱和運算保持一致。

（1）增加一個類型，類型名稱用string表示。后續(xù)語言中的字符串類型也大多采用此名稱。

（2）string類型可以方便操作人員進行賦值、連接等運算。例如：

string a="John"，b;

b="the name is "+a+"＼n";

（3）使用點運算符string類型的一些功能，例如求字符串長度：

int n=b.Length;

（4）通過方括號可以方便訪問字符串中的字符，如b[0]、b[1]。

（5）使用新增的string類型只需通過include包含進頭文件即可。假如把新增內容存入文件"cc.h"，那么學生使用string類型時只需用他們熟悉的句子把頭文件包含進來即可：

#include "stdio.h"

#include "cc.h"

main（）

{//可以使用string類型}

由于現在大部分C語言的編程工具均可以運行“C++”程序，因此，這個string類型可以使用“C++”來編寫。具體做法是使用“C++”編寫一個類，類名取名為string，重載“+”“[]”“==”等運算符，并編寫一些常用的屬性和方法，最后把這些代碼放入文件“cc.h”讓學生使用。

3? ? ?可行性分析

高校在C語言課程中增加了一個與后續(xù)字符串類一樣的string類，讓學生視同一個基本類型進行使用（下文稱為字符串類型或string類型）。

3.1? ?學生無須學習面向對象的知識

教師上課介紹string時基本上無須介紹面向對象的知識，讓學生把string當作一個簡單的數據類型使用，如同使用int一樣使用string。通過使用點運算符，學生花很少時間就能掌握string的運用方法。學生也無須知道命名空間、類等概念，使用他們熟悉的包含stdio.h的方法即可包含cc.h，從而使用string類型。

3.2? ?新增類型string與后續(xù)語言一致

新增類型string與后續(xù)語言一致，這樣學生學習的涉及string的知識和編程均可反映在后續(xù)語言上，從而打下更加扎實的編程基礎。

4? ? ?教學次序對照

由于新增了一個string類型，整個C語言課程的教學更加調理清晰、循序漸進，下面列出改革后的教學次序，作為對照，先列出改革前的教學次序。

4.1? ?改革前

目前，C語言課程的教學大多基于譚浩強的《C語言程序設計》教材，雖然很多學校推出了自己的教材，但實際上也只對基礎教材進行了細微調整。二本院校由于生源問題通常會簡化教學，但總體框架依然沒有什么大的變動。C語言課程各章節(jié)的教學次序一般是如下安排：①數據類型及運算（不包括字符串）;②流程（不涉及字符串）;③數組（不涉及字符串）;④字符串（包括存儲、輸入輸出、處理）;⑤函數（字符串以數組形式作為參數，不包括返回字符串的函數）;⑥指針，指針與數組;⑦指針與字符串（包括返回字符串的函數）。由于字符串需要數組、指針作為前置的基礎，因此，課程前期基本上不能涉及編程字符串的內容，無法把字符串作為基本類型進行編程訓練。此外，涉及字符串的函數編寫通常要寫成指針形式，不夠直觀。

4.2? ?改革后

使用本方案之后C語言課程各章節(jié)的教學次序則是如下安排：①數據類型及運算（包括字符串）;②流程（涉及字符串）;③數組（涉及字符串）;④字符串中的字符;⑤函數（字符串可作為參數，可返回字符串的函數）;⑥指針，指針與數組。改革后的字符串作為C語言的基本類型，字符串與數值類型始終貫穿課程始終，在流程、數組、函數中反復應用，在培養(yǎng)涉及字符串的編程能力方面打下比較扎實的基礎。

5? ? ?新方案帶來的教學變化

5.1? ?課程前期即可使用字符串

由于新增的string類型與int沒有很大區(qū)別，使用起來沒有難度，在課程前期學習數據類型時即可介紹給學生，甚至在第一節(jié)課學生即可使用字符串，培養(yǎng)學生完整的數據類型使用體驗。相比而言，標準C語言必須等到學生學完數組、指針后才能使用字符串，由于比較難學的指針攔在了字符串的前面，大部分學生即使到最后依然沒有學會使用字符串。

5.2? ?降低學習難度，提高學習興趣

string類型使用非常簡單，有利于學生消除對編程的神秘感，快速建立編程的興趣，從而為后續(xù)專業(yè)學習打下良好的基礎。

5.3? ?豐富了編程的題型

教授學生編程時不再總提供數學題目，可以有更多的關于數據處理的題目，例如：提供一個班級的學生姓名，輸出其中最多的姓氏。當前軟件應用最多的是數據處理而不是數值計算，豐富的題型可以更好地進行后續(xù)開發(fā)和學習。

5.4? ?學生自己創(chuàng)建類型

有了string，學生可以在C語言教學前期創(chuàng)建自己的類型，從而使學生在處理數據編程方面擁有更多的訓練機會，例如：

typedef struct { string bookname;? string author;? float price; }Book;

Book b={"西游記"，"吳承恩"，36.0};

5.5? ?函數的編寫和使用

有了string以及自己創(chuàng)建的類型，學生編寫函數的函數值類型和參數類型將不再局限于單一的數值類型，可以有豐富的變化。例如：

string mostAuthor（Book b[]， int n）? //在一個書的數組中求出書最多的作者

6? ? ?期末成績對照分析

筆者取兩個班級的期末考核成績進行對照分析，其中一個班采用改革之前的傳統C語言教學內容和教學次序，另一個采用改革之后的新模式，結果如表1所示。

從表1可以看出，改革之后學生的期末成績取得了明顯改善。表1的數據不能充分反映學生學習的改善程度，因為兩個班級的試卷是不同的，改革前的班級期末試卷題目很少涉及字符串編程，而改革后的班級期末題目大量涉及字符串編程的題目。也就是說，后者的考試范圍及難度要高于前者。

7? ? ?結 語

對于二本院校計算機專業(yè)的學生來說，學習C語言的目的是奠定編程基礎，在C語言中引入string類型可以明顯提升學生的學習效果和學習興趣，也更有利于銜接后續(xù)語言，幫助學生進行職業(yè)生涯規(guī)劃。

主要參考文獻

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