段振興(1983-),男,漢族,甘肅臨夏,本科,講師,研究方向:電子類課程教學。
摘要:本文分析了中職院校C語言教學現狀,并對C語言程序設計課程的核心素養進行了探究。重點研究了中職院校C語言教學策略和核心素養培養策略,提出了通過C語言教學培養學生的專業技能和核心素養,創新C語言教學體系,并將核心素養融入其中的方法。同時,還提倡采用多樣化的教學方法,以提高C語言教學質量,形成更好的核心素養培養效果。
關鍵詞:中職;C語言教學;核心素養
C語言程序設計具有較強的邏輯性,是一種基礎性語言,在程序設計中發揮著重要的作用。在課程設計中,應以培養學生核心素養為目標,通過C語言教學培養學生的編程能力、計算思維、科學精神和實踐創新能力,以確保學生掌握C語言的相關知識和程序編寫的方法,解決程序中的問題,并具備更強的操作能力和更高的技術水平。
一、中職C語言教學現狀
(一)學生主動性較差
一方面,C語言具有長遠的發展歷史,在編程語言中占據重要地位,但中職學生卻并未意識到學習C語言的價值。此外,由于C語言相對較難掌握,因此中職學生對學習C語言的熱情較低,特別是基礎知識薄弱的同學,主動學習的積極性更低。另一方面,隨著計算機編程語言的多樣化發展,比如Python、Java等,中職學生覺得與復雜且抽象的C語言相比,Python的編程語言更簡單易懂,因此認為C語言已經過時,不再具備學習的價值,這導致他們逐漸失去學習的主動性。
(二)實踐練習較少
要想熟練掌握、靈活運用C語言去解決實際的程序設計問題,需要花費大量的時間和精力去參與到C語言的實踐中,以反復實踐的形式加深對C語言的理解。
然而,在現階段的C語言教學中,中職教師并未將教學重點放在實踐上,學生仍然無法熟練地自行運用C語言。同時,由于缺少實踐練習的過程,導致學生對基礎知識的理解并不透徹,仍存在一些區分不清的問題。
(三)實踐內容創新度不夠
傳統的考核模式將書中的經典案例作為C語言實踐考核的內容,不僅如此,實踐考核的答題模式是筆試,限制了學生思維邏輯的活躍和創新,而且并未在考核中測驗學生的實踐能力。由此可以看出,C語言的實踐內容與形式亟待更新。
二、中職C語言教學核心素養的內涵
(一)編程能力
編程能力主要包括了兩個方面。首先,是具備讀懂C語言的能力;其次,是具備編寫C語言的能力。這兩種能力共同構成了C語言的編程能力。因此,在教授學生C語言時,教師既要注重教授C語言的閱讀能力,又要注重學生對C語言編寫能力的掌握。
(二)計算思維
計算思維是指學生以計算機思維去思考具體的編程問題時的思維活動。簡單來說,就是學生學習和模仿C語言的思維邏輯,在解決具體的編程問題時,能有意識地運用C語言的編程邏輯,將抽象的概念相對具體化,并從中尋找解題思路等。在這個過程中,產生的一系列想法、思路等都屬于計算思維的一部分。
(三)科學精神
C語言的科學精神主要是指學生在面對具體問題時的審辯思維。簡單來講,就是學生在編寫C語言時能夠從多個角度,并且獨立地思考問題。在程序試運行的過程中,能夠及時發現問題并解決問題,同時具備總結整理的習慣。
(四)實踐創新
實踐創新簡單來講就是在編程實踐中融入自己的想法,并將其應用于實際。即學生在掌握基礎知識的基礎上,面對不同的應用領域,在編寫程序的過程中將自己關于問題的想法融入其中,而后將結合了自己想法的編程成果應用到實際中,嘗試以這種方式編寫出解決問題的對策。
三、中職C語言教學策略與核心素養培養策略
(一)注重基礎知識教學
要想順利完成編寫程序的任務,必須保證基礎知識扎實。學生需要根據自己掌握的知識編寫程序,并不斷完善程序的功能和優化程序的界面。在中職C語言教學中,涉及很多新的概念,學生需要深入理解這些概念的內涵,還要掌握相關的算法。學生應該研究函數知識,明確常量和變量的具體含義。如果學生對運算符、表達式等基礎知識的理解不夠透徹,將會在程序編寫過程中遇到較多問題。C語言的基礎知識具有一定的抽象性,學習難度較大。教師應重視基礎知識的教學,消除學生的畏難情緒,使學生準確理解基礎知識。
例如,圍繞“計算機的補碼”進行教學時,為了讓學生理解抽象的概念,可以通過問題引導學生思考:與原碼和反碼相比,補碼有哪些優點?為什么要利用補碼存儲數據?學生進行自主探究時,就會發現,原碼只能進行加法運算,無法進行減法運算;反碼能夠彌補原碼的不足,但反碼在進行運算時效率較低。而補碼的應用則可以直接進行轉換,且不需要處理溢位。通過提問的方式引導學生探究原碼、反碼和補碼的區別,讓學生快速理解計算機補碼的含義,確保學生掌握基礎知識。
在C語言的教學過程中,需要對重點知識進行教學,確保學生完全掌握重點知識。如果學生對C語言的知識點理解不夠,教師要從不同的層面進行講解,并采用多樣化的教學方法,確保學生對知識點的理解足夠透徹。例如,在教授“指針與引用”的相關知識時,需要讓學生了解指針和引用的含義,并明確兩者之間的聯系和不同。這兩個名詞都表示地址,在實際應用中也比較接近,學生很容易混淆這兩個名詞。指針主要用于表示內存,可以指向空值,也可以用來存儲變量的地址。相比之下,引用需要初始化,不能為空。指針可以有多級引用,而引用的級別相對有限,通常只有一級。只有讓學生明確專業術語的含義,掌握基礎知識和重點知識,才能有效提升學生的核心素養。
(二)培養計算思維和邏輯思維
教師要在C語言教學中培養學生的計算思維與邏輯思維。C語言有著大量的運算符,嚴謹的結構與簡潔明確的語法,在實際教學中存在一定的難度。為了提高C語言教學質量,教師可以將該課程與數學教學結合起來,通過數學問題引入C語言知識,通過趣味性的教學方式激發學生的學習熱情。例如,在圍繞數組的知識進行教學時,可以將數組知識與數學知識結合起來,讓學生探究大整數加法的問題。在自主探究中,學生可以利用數學知識解決該問題,采用豎式計算的方式,通過一次一進位進行計算。學生可以分別用數學思維和計算機思維進行加法運算。當程序正常運行后,教師還可以為學生介紹指針的相關知識,讓學生合理利用指針來優化程序。對于程序編寫項目來說,往往需要多人共同協作。教師需要將學生劃分為幾個小組,各小組成員共同完成程序編寫工作。小組學生編寫程序時,應充分考慮時間和空間復雜度的情況,對程序進行優化,盡可能減少冗余,簡化程序,以提高程序運行效率。為了解決大整數加法的問題,學生可以使用指針,通過指針解決該問題[1]。
(三)開展綜合實驗
C語言課程具有較強的實踐性,教師可以通過綜合實驗培養學生的核心素養。在綜合實驗課程中,可以布置難度較低的任務,比如為學生提供一個編寫好的程序,學生需要對該程序進行檢查,找出程序中的問題,并對程序進行修改。這項任務能夠使學生掌握實驗流程.經過實踐練習,學生能夠掌握調試程序和修改程序的方法。教師還可以布置程序設計的實踐練習任務,讓學生自主設計程序和編寫程序,使學生明確程序設計的重難點,明確編寫程序的流程,在程序設計練習中具備更強的計算思維。除了單個任務的實踐練習,還可以進行綜合性實踐練習。為了順利完成綜合實驗任務,學生需要全面運用所學知識,利用所學知識完成綜合實驗任務,并通過綜合實驗練習培養綜合能力和知識應用能力[2]。
例如,在綜合實驗活動的設計中,為學生布置Bitmap圖像解析的任務,讓學生運用Photoshop等圖像處理軟件。面對綜合實驗任務,學生有可能會感覺無從下手,教師可以適當提醒學生,使學生明確,結構體已經處于C語言開發環境下,利用特定函數,如fread()等,能夠有效掌握圖像大小等方面的情況。教師還可以為學生介紹bmp文件,讓學生了解該文件的構成,主要包括文件頭、位圖信息、位圖數據以及調色板。要想改變顏色,可以使用調色板來改變顏色參數。部分學生不了解灰度圖像,教師可以為學生講解灰度圖像變換公式,讓圖像轉變成灰度圖像。為了讓學生更系統地掌握Bitmap圖像解析流程,教師還可以系統展示操作過程,確保學生能夠充分掌握Bitmap圖像解析方法。
(四)運用混合教學模式
教師可以在C語言課程教學中運用混合教學模式,通過混合教學培養學生的自主學習意識和主動學習能力,培養學生的探究精神和解決問題的能力。中職院校應積極建立線上資源庫,健全C語言程序設計課程的教學體系,將C語言程序設計的相關資料添加到線上資源庫中。教師和學生都可以使用線上資源庫,在線上資源庫進行練習,反復觀看教學視頻和教學資料。教師也可以在線上資源庫布置任務及解答學生的疑問。線上資源庫實際上就是信息共享平臺,學生可以在資源庫中下載學習資料,教師也可以將教學資源上傳到資源庫中,不斷完善線上資源庫,豐富資源庫的內容。
在混合教學模式的應用中,教師應該科學設計微課。微課時長較短,但內容都是課程中的精華,教師應合理利用微課進行教學。例如,探討“C語言的作用和分類”時,教師應全面分析知識點,并在微課中介紹重難點知識,以趣味方式進行講解,使學生能夠感受到知識點的趣味性。在微課教學中,教師可以適當提問,讓學生根據問題進行自主探究,展開深度學習。為了讓學生熟練掌握和運用相關知識,教師還可以在課后布置任務,例如在線上平臺布置實踐練習任務。教師可采用分層設計的方式,根據學生的能力水平進行分層,并為各層次學生布置不同難度的實踐練習任務,有針對性地培養學生。通過混合教學模式培養學生的核心素養[3]。
(五)運用項目教學法
教師可以在C語言教學中運用項目教學法。教師要明確項目教學流程,確定項目教學目標,制定項目計劃,并在項目實施的過程中提供指導,解答學生的問題。學生完成項目后,教師要對項目進行評價,并進行項目遷移。如在選擇結構程序設計相關知識的教學中,教師可以運用項目教學法,明確項目教學目標。首先是知識目標,學生需要理解邏輯值的含義,能夠準確判斷出邏輯值。另外,學生還需要充分了解switch語句選擇結構以及if語句選擇結構,能夠順利進行多層嵌套。其次是能力目標,教師提供完整的程序代碼,學生需要從中確定選擇結構,并明確選擇功能,掌握分支選擇結構,以順利轉換不同的語句結構。最后是素養目標,學生在項目實施過程中需要相互合作,強化合作意識和團隊精神。
在項目設計中,主要圍繞分支選擇結構進行設計,對邏輯判斷結果進行分析,以此來確定程序執行流程。C語言包含多樣化的語句,可以根據語句進行邏輯判斷,不同的語句能夠形成不同的選擇結構,對于不同類型的選擇結構來說,會形成不同的執行路徑,進而得到完全不同的結果。在項目設計中,需要根據分支選擇結構的知識點進行設計,控制項目的難度,為學生提供一定的發揮空間。例如,某銀行想要完善自助查詢機的功能,使其能夠查詢存款利息和本金等信息。項目設計要求如下:在自助查詢機的界面上,用戶需要填寫存入本金的數據和時間期限,程序將根據輸入的數據進行計算,并顯示到期時的利息、本金和利息的總額。同時,程序還需要自動整理利息明細,并將其展示在界面上。在進行指導和評價時,教師需要判斷學生的程序是否可行,并關注界面的輸入提示和輸出項提示,進一步分析界面的交互性[4]。
各小組的學生在完成項目時,需要對項目進行分析,收集并整理相關資料,然后需要進行合理的分工,共同編寫程序。在前期準備和教學中,教師需要深入講解邏輯判斷、if語句和switch語句等相關知識,讓學生利用所學知識編寫程序。在項目實施階段,學生需要按照分工的安排進行程序的編寫,并進行必要的調試和測試。教師應當及時對各小組學生進行指導和輔導,幫助他們解決遇到的問題,并提供必要的支持和建議。學生完成程序編寫任務后,教師需要對各小組學生編寫的程序進行評價。評價可以從多個方面進行,包括程序的正確性、代碼的規范性、界面的交互性等等。同時,教師還可以針對各小組學生的編程能力、團隊合作能力等方面進行評價,并給予相應的反饋和指導,以促進學生的進一步提高和發展。
(六)創新考核評價方式
在傳統的C語言教學考核評價中,往往會根據學生對理論知識的掌握程度進行評價。這種評價方式具有一定的局限性,無法全面考查學生的實踐能力與核心素養。教師要創新C語言程序設計課程的考核評價方式,根據核心素養的培養要求進行考核評價,注重考察實踐能力。以上機考試的形式進行考查,判斷學生是否掌握了C語言程序設計的相關知識,是否具備程序編寫能力,并通過上機考試分析學生的實踐能力。在考核過程中,要采用多種考核形式,將階段性評價和結果性評價結合起來,根據學生的項目完成情況和上機考核情況進行評價,對核心素養的培養效果進行評價,使考核評價更加全面[5]。
四、結束語
中職教學在設計C語言程序設計課程時,應當重視培養學生的核心素養,將其融入課程教學內容中。在教學過程中,教師應注重教授基礎知識和重點知識,以培養學生的計算思維和邏輯思維能力。同時,在綜合實驗活動中提高學生的實踐能力,采用混合教學法和項目教學法,創新教學評價方式,提升學生的核心素養水平。
作者單位:段振興 臨夏縣職業技術學校
參" 考" 文" 獻
[1]楊小敏.中職學校《C語言程序設計》混合教學模式的構建[J].數據,2023(03):77-78.
[2]茅海惠.“三教”改革背景下的新型活頁式教材設計與教學實施——以中職“C語言”課程為例[J].理科愛好者,2022(05):8-10.
[3]張佳琪,金百東.中職的C語言教學與核心素養培養[J].計算機教育,2022(01):92-96.
[4]李想.基于核心素養理念的中職C語言教學模式研究[J].現代職業教育,2021(40):102-103.
[5]康夢園,劉萬松,代政文.核心素養框架下的中職C語言課程教學設計研究——以“循環結構程序設計”為例[J].職業, 2020(06):70-71.