將創客教育融入C 語言教學中的實踐探討

王鳳蘭，漆 珣

（汕頭職業技術學院，汕頭 515078）

C 語言一直以來都是大多數高校普遍開設的一門程序設計入門語言，不僅僅是計算機專業，其他的理工科專業，甚至是諸如經濟、心理學等其它專業也會開設該課程。

隨著現代電子技術、信息技術、互聯網技術、人工智能技術的快速發展，C 語言的應用領域也達到了空前擴展，除了系統軟件、應用軟件、數值計算、游戲開發，還可用于服務器端開發、網絡底層和網絡底層務器端等，圖形處理、嵌入式開發、人工智能等領域。對于高職院校的學生來說，C 語言作為他們接觸到的第一門程序設計語言，且是在對諸如計算機基本硬件組織結構，工作流程、內存的組織方式、軟硬件的關系等這些有助于理解編程的知識知之甚少的情況下，學習C 語言卻存在著很大的困難。

所以，不斷探索適合高職院校學生的學習《C 語言程序設計》這門課程的教學方法，提高學生的學習動力和學習效果顯得尤為重要！

1 C 語言教學改革的必要性

1.1 高職院校學生的學情分析

大多數高職院校的學生知識基礎薄弱，邏輯推理能力較弱，學習上自我控制力也較弱，遇到學習困難，容易退縮。所以《C語言程序設計》的一線任課老師常常見到學生剛剛學編程的時候，熱情高漲，信心很足，可過了一段時間就心灰意冷，甚至干脆放棄了。所以，找到一種能夠讓他們快速入門，馬上體驗到效果的教學方式顯著尤為重要。其實老師們一直都在孜孜不斷的做著這些探索，慕課、微課，翻轉課堂，游戲代入等等，取得了非常大的成效，但還是在學生們對編程入門前難以逃脫復雜的邏輯推理，冥思苦想的過程，顯得不盡人意。而連小學生都可以容易上手的智能電子設計，機器人編程、嵌入式編程等創客技術為高職院校的學生們輕松進入C 語言世界帶來了曙光。

1.2 新的改革機遇

隨著電子、信息、人工智能、網絡技術的發展，各種嵌入式可編程控制芯片，電子元器件變得方便易得，使得創客技術蓬勃發展起來，創客教育也變得越發普及紅火。因為C 語言具有面向硬件的特性，這些可編程的器件大多采用C 語言進行編程。配合他們提供的用C 語言創建的API 函數庫，往往很少的幾行代碼，就可以得到一個觸手可及的具有實際功能電子作品，如超聲波測距、電子屏顯示、具有不同功能的智能小車，這會大大激發起學生們的學習興趣，增強他們客服學習困難的決心。

2 在《C 語言程序設計》教學中引入創客教育

2.1 引入創客教育的意義

2.1.1 激發學生的學習興趣，輕松入門C 語言編程

我們知道，學習某些新的知識，技術，有一個入門的過程，在入門前會覺得很難，一旦入門，便漸入佳境。而這個入門過程卻需要大量時間精力的投入，由量變到質變。且學習有一個頓悟的過程，通過吸引力極大的創客教育導入C 語言的學習，吸引學生將課上學習延續到課下，由剛開始簡單的幾行代碼的程序搭建，慢慢讓學生體會到程序是什么，能干什么，到熟悉C 語言的基本結構，C 語言的基本語法、主要控制語句，再到編程入門。

2.1.2 引導學生更早進行有關職業的思考

創客教育使學生體會到了“學以致用”，激發他們把自己的一些創新想法變成現實的欲望，自然會激發他們學習的積極主動性。隨著創客技術的發展，創客領域的擴展，也產生了很大的人才需求。如現在中小學的創客教育師資就比較緊缺。特別熱愛創客的學生們可能就會考慮選擇這一領域職業，從而激勵他們為了達成目標加倍努力。

2.2 引入創客教育的可行性

創客教育的軟硬件學習資源眾多，方便易得，且上手容易。在本人的《C 語言程序設計》的教學改革中，使用的是價格相對低廉，編程簡單，容易上手的Arduino 套件。而中小學的創客教育課中也大多選擇Arduino。一套基本的Arduino 套件從幾十到幾百元不等，學生們可以自發組成工作坊，合買所需的套件，也可以根據需要補充所需的各種元件，不會帶來太大經濟負擔。

其次，Arduino 套件體積小巧，便于攜帶，使用不受場地限制，方便學生課上課下隨時使用。課下，學生工作坊的同學仍舊可以一起工作，一起學習。

3 引入創客教育的實踐探索

3.1 用Arduino 引入創客教育

在初次嘗試中我們采用的都是比較簡單的例子，代碼較少，學生很容易記憶和模仿：LED 呼吸燈、LED 交通燈、LED 點陣顯示，超聲波測距、智能避障、智能循跡，測量環境溫度、聲音控制等，在此基礎上引導學生自己拓展設計，就有學生根據巡線傳感器的功能自己實現了智能跟隨、走迷宮（其實這些就是當今熱門的無人駕駛的基本技術原型）；有學生將LED 燈光變色效果加入到智能循跡中，顯得更加有趣；有的用聲音控制機器人的運動等等。因為課堂時間有限，而這些例子大多是學生們課下以工作坊的方式實現的。

圖1

圖2

圖1 、圖2是一個完整的Arduino程序，實現“機器人循跡”運動。這是我們引入的Arduino 例子中代碼相對比較復雜的一個例子，這個例子包含預包含命令、變量的定義、調用庫函數、if…else語句、函數的實現。學生開始只是模仿著編輯這些代碼，為了更好的用Arduino 實現他們的想法，學生們會努力的弄清楚這些代碼的含義，使用方法，從而調動起學生學習C 語言的主動性。當在課堂上講解C 語言的知識的時候，一方面他們有似曾相識的感覺，不會覺得一片茫然，一方面他們是帶著問題學習，積極性會大大提高。

3.2 效果分析

在沒有引入創客教育前，我們對《C 語言程序設計》學習效果的考核一般采用上機實操考核和筆試（表1中分析的是實操部分的考核）。我們將所學C 語言的知識盡量分解為很小的元知識單位，每一個元知識設計兩到三道簡單的程序設計題，讓學生現場抽取一道限時上機完成。

表1

本文就2017、2018年和2019年（融入了創客教育）實操考核結果進行了對比分析。我們選每年計算機軟件專業兩個班的數據，對比順利完成每一知識主題考核的百分比。

由表3.2-1可以看出，通過引入創客教育，學生學習《C 語言程序設計》的各部分知識都有不同程度的提高。

4 結束語

對于高職院校的學生，將創客教育融入《C 語言程序設計》的學習中確實是一種曲徑通幽的方法，符合高職院校學生知識基礎薄弱，邏輯思維能力較弱，學習熱情不足，學習上容易畏難退縮的特點。通過，創客教育一方面可以提高學生的學習積極性，用電子游戲般的吸引力克服了學生的畏難情緒。引入學生工作坊，大家一起工作學習，創設積極的學習氛圍，降低學習的難度，提高學習樂趣。當前創客教育、創客技術是比較熱門的一個職業選擇，讓學生早一點接觸到創客教育，可以引導學生更早的考慮個人發展，職業規劃的問題，從而激發學生更加努力的學習。