淺析基于計算思維的C語言程序設計教學

唐瑋嘉

摘要：C語言是計算機相關專業的必修基礎課程，在新工科背景下，將計算思維應用到C語言程序設計教學中，有助于培養學生的計算思維意識，提高學生的編程能力。本文分析了現如今C語言程序設計的教學現狀，從教學內容、教學方法和考核方式等方面提出了相關教學改革措施。

關鍵詞：計算思維;C語言;教學改革

中圖分類號：TP3? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）16-0145-02

C語言是計算機相關專業的必修基礎課程，是學生接觸的第一門程序設計語言課，也是數據結構、Java、數據庫等課程的前導課程，因此在計算機相關專業的整個課程體系結構中占有舉足輕重的作用。而計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[1]。教育是人類社會發展的永恒主題[2]，計算思維的概念一經提出就備受國內外教育界和科學界的關注。國內外教育界都將計算思維推廣至普通教育課程中，在很大程度上已經形成了以“計算思維”為培養目標的核心任務，以計算思維為導向進行的教學改革，自然應當將計算思維有效的融入我們的每一堂課中[3]。因此，將計算思維融于C語言程序設計教學中，有助于培養學生的計算思維意識，提高學生的編程能力。

1 C語言程序設計教學現狀

1.1 計算機水平問題

雖然現如今在中學基礎教育階段，學校已經開設了信息技術課， 但學生來自不同地區，受經濟、地域、環境等各方面因素的影響，經濟和教學條件較好的發達地區的學生計算機水平較高，有極少數學生已經具有編寫簡單程序的能力。而來自邊遠經濟比較落后地區的學生，由于師資力量、硬件配置等條件的限制，接觸計算機的時間很少，計算機水平相對較差。

1.2 學生學習習慣問題

在筆者調查中發現，約有85%的學生在課前不預習、課后不復習，僅僅靠每周短短的幾節課時來學習。并且上課時，不注重記筆記。在碰到問題時，不會自己分析解決，而是網上搜索答案或抄襲。

1.3教學方法問題

傳統的C語言程序教學采用講授教學、案例教學、任務教學和討論教學相結合的方法進行授課。傳統的教學方法是以教師講授教學為主，將知識點灌輸給學生，學生是機械的接受，不利于培養學生的計算思維。而且以教師講授為主進行授課，學生參與教學活動很少，就使得課堂氣氛沉悶、趣味性不夠，學生往往覺得乏味枯燥。筆者發現，學生在前期有足夠的學習熱情，實踐課程也好問，但是隨著教學內容的深入，教學時間的拉長，學生漸漸失去對該門課程的學習興趣，這跟教學方法有很大關系。學生能參照案例進行編寫程序，但是面對實際問題時，卻沒有獨立思考和解決問題的能力，因此傳統教學方法不利于培養學生的計算思維。

1.4考核方式不夠完善

C語言程序設計的考核方式為閉卷筆試，不足以真正考核學生對實際問題進行算法設計和編寫程序的能力，而更多的是考核學生對基本語法知識的掌握。從閱卷情況來看，雖然卷面分高，但是編寫程序得分很少，因此高分并不意味著學生的編程能力好。

2基于計算思維的教學

2.1 補充必要計算機基礎教學內容

C語言程序設計課程的教學對象是計算機相關專業大一新生，雖然在中學階段學習過信息技術課程，但是對計算機相應的基礎知識缺乏必要的了解。比如不了解計算機如何工作、數據在計算機中如何表示和內存等相關知識。因此在講到C語言程序如何編譯并執行、數據類型、指針等知識點時，學生難以理解，因此可適當補充相關計算機基礎內容，有助于學生深入理解并掌握知識點。比如在講解C基礎知識時中的C源程序需要經過編譯和鏈接產生可執行程序，然后輸出結果。簡簡單單一句話很抽象，學生很難理解和掌握，所以通過一個案例“編寫程序，打印輸出從鍵盤輸入兩個數中的最大數”從算法描述到C語言源程序到目標程序到可執行程序這一個過程逐一進行講解，讓學生對程序設計有一個宏觀意識。

2.2 強調案例算法分析

C語言程序設計的授課會應用到很多的案例，在講解完成基礎語法知識后，再輔以案例分析幫助學生理解知識點，但是在對案例進行分析時，注重語法分析而不是算法設計的分析。課后跟學生溝通發現，僅從理解層面上來說，絕大多數學生是可以理解的當堂講授的知識點，但是他們不理解的是為什么這個程序要這樣寫，即他們不知道這個程序為什么要這樣設計，尤其是在實踐課程中，用到的知識點知道，但是不知道該如何組織。也就是說學生缺乏計算思維，不知道如何利用C語言、計算機技術等基礎概念、基礎知識去對實際問題進行求解，進行程序設計。因此在講解案例時，應該語法和算法分析并駕齊驅，更多的是讓學生掌握如何從實際問題出發，分析問題，提出算法，編寫程序。怎么由一個具體問題到計算機輸出結果。例如講解選擇結構案例“從鍵盤輸入3個正整數，找出其中的最大數，并輸出這個數”時，不直接將程序給出進行語法分析，而是提出問題引導學生一步一步進行問題分析。分別用a、b、c三個變量表示3個正整數，Max表示最大數，提出問題：（1）如何比較這3個數？（2）如果a>b為真，接下來應該判斷哪兩個數？（3）如果a>b為假，接下來應該判斷哪兩個數？（4）如何畫流程圖？（5）如何編寫程序？（6）是否有其他算法？通過這種方式，不僅可以讓學生多參與到教學活動中，還可以培養學生的計算思維意識，建立起計算思維思考問題的方式。

2.3 改進教學方法

傳統的教學方法存在導致學生上課興趣下降，不利于培養的計算思維等問題。因此在教學方法改進中，應該讓學生更多地參與到教學活動中來。以往布置預習、課后復習作業并沒有落實到人，因此很多學習主動性差的學生不會認真預習和復習。因此對學生采取“分組預習、分組討論、分組解題”，對每組分配不同的學習任務，由小組長將學習任務落實到各小組成員，并針對每次的學習任務，小組成員之間互評打分。同時整合教學資源，結合雨課堂或微助教等進行發布，學生可隨時隨地不受空間和時間的限制進行學習。

2.4 優化考核方式

課程考核是檢驗學生學習成果的有效手段。但是對于C語言程序設計課程，傳統的筆試不足以考核學生的編寫程序的能力。因此將傳統的筆試改為機試，可以同時考核學生對基礎知識的掌握和編寫程序的能力?？己藭r，根據需要設置題型、知識點難易程度，并進行隨機組卷。對于編寫程序題，學生不再像筆試一樣，隨便寫幾行代碼，且不注重代碼風格。機試則要求學生不僅要具有嚴密的邏輯思維和分析問題的能力，同時還要求學生平時就要注重代碼風格。學生在提交程序之后，由機器檢查學生編寫的程序是否合格，通過機器閱卷的學生對課程會更有興趣。機試不僅可以避免學生相互之間抄襲，更重要的是可以體現學生實際的編程能力。

3總結

C語言是計算機相關專業的基礎課程，也是相關核心課程的前導課程，通過增加必要的教學內容、注重案例算法分析、改進教學方法和考核方式，將計算思維融入教學中，可以培養很好的培養學生的計算思維意識、提高利用計算思維去解決問題的能力。

參考文獻：

[1] Wing JM.Computationalthinking[J].Communications of the ACM， 2006，49（3）：33.

[2] 教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會.計算思維教學改革宣言[J].中國大學教學，2013（7）：7-10，17.

[3] 陳國良，董榮勝.計算思維與大學計算機基礎教育[J].中國大學教學，2011（1）：10.

【通聯編輯：張薇】