課程思政促進C語言函數指針教學的實踐

2021-10-23 02:18:34唐建，王雷

電氣電子教學學報 2021年5期

唐建，王雷

（中國科學技術大學信息科學技術學院，安徽合肥230027）

0 引言

“程序設計”是計算機、軟件等信息類專業的核心基礎課，是理工科其他各專業的公共基礎課程［1］。正是由于其重要性，程序設計的話題一直就沒有斷過，總是不斷出現相應系列課程的教材建設和教學研究［2～5］，并不斷引入新的元素和思想［6］，包括計算思維［7］［8］。由于C語言獨特的魅力和優點，大多數理工科學校目前仍然是以C語言為主要語言來講授程序設計基礎［9］。

指針教學是一個教學難點［10］，尤其是函數指針及其應用，有的甚至把函數指針作為自學內容［6］。學習C語言的困難主要是由于“抽象”和“自動化”［11］。有時候為了查找和解決一個很小的錯誤都要花費很大精力，從而導致莫名奇妙的怨氣，甚至產生放棄進一步學習的念頭，極大地挫傷了學生的學習熱情。所以，要學好C語言程序設計，需要教師的引導，包括知識引導和心理引導。

近幾年逐步推動的一個新的重要教學思想，是在教學計劃、教學設計以及課堂教學各環節中引入課程思政元素［12～14］。這表明當前大學教育不僅要考慮知識目標和能力目標的培養，還需要重視思政目標的培養。在各門課程里引入思政元素不盡相同，在C語言程序設計里，首先要遵守基本規則，再者要體現出精益求精的工匠精神，更需要積極探索的拼搏精神。思政目標的達成將促進知識目標和能力目標的培養，三者之間是互動的。

思政元素的引入不僅有助于學習，還能教育學生如何面對人生未來、職業發展中可能遇到的一些問題和困難，從而培養出遵紀守法追求進步的接班人，這是大目標。

1 課程思政

從2014年到2017年，上海中醫藥大學共設立了100門校級重點建設課程開展了結合課程思政的教育，試點效果良好，給全國高校思想政治工作會議提供了重要的參考。其中基礎醫學院張黎聲教授的“人體解剖學”課介紹了遺體捐獻背后的故事，并帶領學生參與紅十字會活動，從而更加充分地了解了紅十字精神，通過采訪遺體捐獻者讓學生了解他們為什么捐獻遺體，并通過這些普通人內心強大的社會責任感引導學生敬畏生命，從而這門“冷冰冰”的課程深深地打動了學生的心并改變了學習態度。

在“人體解剖學”這類課堂里開展思政教育比較容易，如何在更為一般的基礎課、專業課上引入并運用好課程思政呢？又如何理解每門課都有育人功能、都有思政元素呢？這是需要認真思考才可以做好的，而且要做到恰到好處，既不引起尷尬而又達到課程思政的真正的有效的目的。文獻［15］給出了一些參考意見，還需要教師結合自己的課程去深入思考，挖掘課程背后的“故事”，以達到啟迪學生的思政作用，讓學生深刻理解課程的地位和作用、學好課程后將來能做出的貢獻和人生價值。

文獻［16］提到培育和踐行核心價值觀重在落細落小落實，要在落小上下功夫，落小要求之“小”只是小在切入口，而小切口同樣需要大手筆。那么，在大學非政治類的基礎課、專業課上開展課程思政教育，就可以采用“教育切入口要小，從細小處入手，以小見大。”的策略。力避脫離實際的“空話”、“大話”，注重分析不同學生的身心特點和實際情況。要采用能夠讓學生感覺貼心、容易接受、可以采納、易于效仿并能夠產生積極效果的做法，積小善為大善，并不斷地改進和完善，從而實現以小見大的作用。

就C語言程序設計而言，思政元素可以是圍繞做好程序設計來引出做人做事的道理，以及未來的職業道德和職業精神。從落小來說，在C語言程序設計里可以從小問題入手：“為什么編程總是出錯？”。這個問題看似小，但可能反應大問題。小問題可以是沒有用好數據類型、沒有注意語句規范，大問題卻是沒有掌握編程要領、沒有良好計算思維。那問題到底怎樣，需根據具體情況去分析，并提供恰當的方法以解決問題，這就是落實。這需要教師對問題有較好的把控能力和解決能力以及拓展能力。

從課程思政角度該如何具體引導學生呢？沒有正確使用數據類型和編程語句，就是沒有遵守C語言的基本編程規則。好比法制是基礎，若不遵守法制，錯誤行為將會導致違法犯罪，所以做任何事情須遵守相應的基本規則。更大一些的問題，就是行為習慣不好，總是馬虎，在編程時小問題很多，這需要學習工匠精神，精益求精才能出成果。再大一些的問題，就是懶，不愿意吃苦，沒有拼搏精神，沒有訓練出良好的計算思維，最終在編程這個行業就不能夠提升到一個更高的境界。因此，只有遵守規則掌握語法、認真專研克服粗心、努力奮斗提升計算思維能力，才可以學好C語言程序設計，這跟做人做事的道理是相通的。

2 函數指針

本文側重C語言函數指針教學研究，它是一個難點，但在實際應用中它有重要作用。例如，可以把函數當作形參傳遞給具有一定通用功能的函數模塊并封裝成接口來提高代碼的靈活性和后期維護的便捷性。另外，有些地方必須使用函數指針才能完成給定的任務，在嵌入式系統應用中用戶程序調用一些系統函數時只能使用函數指針的方式，通過將系統函數的入口地址傳給函數指針來達到調用ROM中程序的目的，又如在Linux系統里異步信號中斷處理中發生某一觸發信號時需要調用相應的處理函數，此時需要使用函數指針來實現。

函數指針的定義形式為：

類型（*變量名）（參數列表）；

函數指針與函數原型類似，但是函數名用（*變量名）代替；參數類型列表可以省略，但一般不要省略。例如，下面定義的function是一個函數指針：

int（*function）（int x，int y）；//定義指向函數的指針

函數指針主要用于函數的參數，即把指向函數的指針變量作為函數參數，從而把一個函數傳遞給另一個函數。C編譯會自動把函數名轉換為指向該函數在內存中入口地址的指針變量，利用該變量可以更靈活地進行函數調用；一個函數對應一塊指令序列，其首地址就是函數的入口地址。因此，函數指針，又稱為指向函數的指針，它與函數的入口地址有關。

3 融入課程思政元素的案例設計

3.1 案例設計初衷-課程思政助力函數指針教學

通過簡潔的代碼、生動有趣的內容、暗設bug、再解決bug、再深入討論和分析的教學過程來理解、辨析、掌握盡可能多的知識點，設置開心學習、樂意思考的教學情景，實現低成本、高收益、付出少、回報大的教學效果。在教學過程中逐步引出一些課程思政元素以教導學生如何做事，也包含做人的道理以及敬業精神，對計算思維訓練也有促進作用。

本案例以函數指針為中心來設計，而函數指針又可以擴展到數組。本案例設計了若干個子函數來輔助教學，子函數由函數指針數組來關聯。又設計了函數指針的返回結果為指針變量，從而將函數指針、函數指針數組、指針函數結合在一起。同時，在細節方面，案例教學中也考慮了變量的存儲類型、字符串的控制。為此，需要相關代碼的配合來完成案例教學，從而豐富了案例教學的知識點。

案例教學的核心語句為：

char*（*pf［3］）（char*p）；

如果熟悉了函數指針和指針函數的兩個定義，再結合數組的概念，就比較容易地知道，pf就是一個函數指針數組，這里的數組元素有3個，是pf［0］、pf［1］、pf［2］。每一個數組元素都是一個函數指針，每個函數指針都返回一個字符指針。每個函數指針的入口參數都是一個字符指針變量p。為本案例為所設計的基礎的主函數和子函數分別如下代碼所示。

在程序執行過程中，將3個子函數的入口地址分別賦給了函數指針數組變量，然后通過調用函數指針數組變量就可以完成對3個子函數的調用。按照這樣做法，如果有很多的子函數，就可以不用去記憶它們各自具體的名字，而只需使用不同的函數指針數組變量就可以完成對不同子函數進行關聯和調用，非常方便實用。這就是設置函數指針數組的好處，其中函數指針是關鍵，是案例教學的核心。

在主函數里定義了字符指針數組char*result［3］=｛‘