摘要:本文針對C語言程序設(shè)計課程教學(xué)中難點(diǎn)多、語法知識點(diǎn)多、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問題，提出將加涅的教學(xué)設(shè)計原理應(yīng)用于該課程的教學(xué)中，克服傳統(tǒng)“填鴨”式教學(xué)模式的弊端，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。實(shí)踐表明將加涅提出的教學(xué)設(shè)計原理應(yīng)用于C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)中，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計原理;教學(xué)目標(biāo);九步教學(xué)事件;教學(xué)測量與評估

C語言程序設(shè)計課程是很多高校理工科非計算機(jī)專業(yè)本科生必修的計算機(jī)基礎(chǔ)課，C語言程序設(shè)計課程本身對教學(xué)要求比較高，學(xué)生不僅僅學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計的語法知識，更重要的是掌握程序設(shè)計方法。在以往的教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生認(rèn)為C語言程序設(shè)計課程是一門比較難的課程，特別對一些大學(xué)新生，C語言程序設(shè)計的先修課程為計算機(jī)基礎(chǔ)，學(xué)生普遍認(rèn)為跨度大，有畏難情緒，教師由于課時緊、內(nèi)容多，而過多關(guān)注C語言語法知識的講解，算法講得比較少，且知識點(diǎn)比較分散，學(xué)生對知識的把握沒有一個整體的概念。如何提高教學(xué)質(zhì)量，如何能使學(xué)生盡快入門，激發(fā)學(xué)生的興趣，如何培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)邏輯思維能力，如何提高課堂效率，這都是教學(xué)中要思考的問題。在C語言程序設(shè)計課程教學(xué)中充分考慮大學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，引入先進(jìn)實(shí)用的教學(xué)設(shè)計思想是非常必要的。我們將美國著名教育心理學(xué)家加涅提出的教學(xué)設(shè)計原理應(yīng)用于該課程的教學(xué)中，取得了良好的效果。

1教學(xué)設(shè)計理論

加涅是美國著名的教育心理學(xué)家，他的《教學(xué)設(shè)計原理》代表了20世紀(jì)末科學(xué)心理學(xué)與學(xué)校教育相結(jié)合的最高成就。他提出的核心思想是“為學(xué)習(xí)設(shè)計教學(xué)”[1]，教是為了學(xué)，他認(rèn)為教學(xué)應(yīng)考慮影響學(xué)習(xí)的全部因素，即學(xué)習(xí)的發(fā)生要同時依賴內(nèi)部條件和外部條件，教學(xué)就是要通過安排適當(dāng)?shù)耐獠織l件來影響和促進(jìn)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部心理過程，使之達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。他提出教學(xué)設(shè)計的基本任務(wù)是闡明教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)方法和教學(xué)結(jié)果的測量與評價。

教學(xué)目標(biāo)。把教學(xué)目標(biāo)分為五種學(xué)習(xí)結(jié)果:言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動作技能和態(tài)度，這五種學(xué)習(xí)結(jié)果分為認(rèn)知、情感和動作三個領(lǐng)域。教學(xué)目標(biāo)應(yīng)是面向?qū)W生預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果。

教學(xué)過程。加涅將教學(xué)階段分為九個教學(xué)事件:引起注意、告知目標(biāo)、提示回憶先前的知識，呈現(xiàn)教材、提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)、引出作業(yè)、提供反饋、評估作業(yè)、促進(jìn)保持和遷移。

教學(xué)方法包含教材呈現(xiàn)方式、師生的相互作用方式、教學(xué)媒體的選擇運(yùn)用。

教學(xué)結(jié)果的測量和評價。教學(xué)是一種目標(biāo)導(dǎo)向的活動，要求教師在實(shí)施教學(xué)活動前，對學(xué)習(xí)的預(yù)期結(jié)果做出陳述，教師在這個明確目標(biāo)指導(dǎo)下，安排教學(xué)順序，組織師生的雙方活動，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行測量和評估，如果評估的結(jié)果表明教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到，則教學(xué)進(jìn)入下一個循環(huán)。

這樣的教學(xué)設(shè)計原理在教學(xué)活動中成為既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，又能充分體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知主體的教學(xué)模式。在此模式下，教師有時處于中心地位，起主導(dǎo)作用，在此期間，學(xué)生有時也處于傳遞-接受的學(xué)習(xí)狀態(tài)，但更多的時候是在教師的幫助下進(jìn)行主動思考、主動探索和主動發(fā)現(xiàn)。

2C語言程序設(shè)計課程教學(xué)設(shè)計研究

依照加涅的教學(xué)設(shè)計原理，根據(jù)C語言程序設(shè)計課程的特點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)踐中對C語言程序設(shè)計課程進(jìn)行系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計，主要包括設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)過程的組織，教學(xué)方法的探討，以及教學(xué)結(jié)果的測量與評估。

2.1學(xué)生特征分析

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，只有了解學(xué)生，教師才能制定出符合學(xué)生實(shí)際能力的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生特征信息的來源主要是一些問卷調(diào)查，它主要了解學(xué)生的編程基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)程序設(shè)計的愿望。調(diào)查分析顯示，大約10%的學(xué)生在高中學(xué)過編程，50%左右接觸過編程，40%左右從沒有接觸過編程，C語言程序設(shè)計的先修計算機(jī)課程為計算機(jī)基礎(chǔ)，大部分同學(xué)對編程比較感興趣。我校很多理工科專業(yè)的學(xué)生在工作中必須使用程序設(shè)計語言這個工具，這類學(xué)生學(xué)好程序設(shè)計語言的愿望非常強(qiáng)烈，而一些專業(yè)使用程序設(shè)計語言較少，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高。

2.2確定教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)作為教學(xué)活動中學(xué)習(xí)者要預(yù)期達(dá)到的學(xué)習(xí)效果，對教學(xué)活動起著導(dǎo)向、激勵、調(diào)節(jié)、檢測和評價的作用，這有利于教學(xué)目的明確化、應(yīng)用能力培養(yǎng)的具體化，是教學(xué)活動的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，其行為主體是學(xué)生，而不是教師。教學(xué)目標(biāo)的陳述要從學(xué)生的角度出發(fā)。我們把C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo)分為“認(rèn)知、理解、應(yīng)用，綜合”四級水平，每級水平又劃分為若干子類，并為每一級水平的教學(xué)目標(biāo)配置適當(dāng)數(shù)量的有代表性的測試題?！罢J(rèn)知”水平主要解決對C語言知識點(diǎn)的知與不知的問題，“理解”水平是指掌握概念、算法等知識，能用自己的算法語言和邏輯思想敘述和解釋概念、算法等知識?！皯?yīng)用”水平是指在理解知識的基礎(chǔ)上，通過練習(xí)，形成基本技能，能夠用它去解決一些問題，主要考查學(xué)生將所學(xué)的C語言知識點(diǎn)和算法應(yīng)用于實(shí)踐中?！熬C合”水平是指能夠綜合運(yùn)用知識解決問題，并達(dá)到熟練、靈活的程度，從而形成能力。教師首先研究教學(xué)大綱，然后再分析教材內(nèi)容，在對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果有了比較清晰的概念以后，對C語言程序設(shè)計課程的每個知識點(diǎn)列出學(xué)習(xí)水平的具體要求。

2.3教學(xué)內(nèi)容的組織

為了達(dá)到上述教學(xué)目標(biāo)，教師必須對傳統(tǒng)的課程內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，傳統(tǒng)的教材是以高級語言的自身體系的脈絡(luò)來展開的，過于注重語句語法的細(xì)節(jié)，沒有把編程解題思路放在主體地位[2]，如何分析問題和解決問題的思路講得少，部分學(xué)生學(xué)完后，往往還停留在紙上談兵的階段，遇到本專業(yè)領(lǐng)域的問題，也無法用學(xué)過的知識來解決實(shí)際問題，但教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)也要考慮學(xué)生的接受能力，非計算機(jī)專業(yè)的理工科學(xué)生不能按計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的要求來培養(yǎng)。

2.3.1理論教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)

改進(jìn)的方法是對教學(xué)內(nèi)容做一些精簡和添加，精簡的內(nèi)容主要是一些過多過細(xì)的語法點(diǎn)，如輸入輸出函數(shù)中對格式控制符的介紹很詳細(xì)，可精簡一些不常用的格式控制符的講解，留待學(xué)生在用到時再通過查資料去獲得。增加一些算法實(shí)例，特別是增加一個或幾個完整的項(xiàng)目設(shè)計的實(shí)例和對實(shí)例的分析，使學(xué)生對C語言的知識的運(yùn)用有一個完整的知識體系，另外對重要知識點(diǎn)要精講多練[3]。

2.3.2實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)

實(shí)踐教學(xué)的改進(jìn)除了常規(guī)的編程訓(xùn)練外，還要在實(shí)踐期間分出兩個星期，要求學(xué)生分小組完成一個小型項(xiàng)目的開發(fā)，開展討論教學(xué)。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下完成項(xiàng)目的分析、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)，每一組都要交一個研究報告，老師對小組的實(shí)習(xí)進(jìn)行考評。

2.4教學(xué)方法探討

2.4.1分階段組織教學(xué)，教學(xué)方法多樣

我們在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，程序設(shè)計的教學(xué)要循序漸進(jìn)，該課程有自身的特點(diǎn)，學(xué)生聽不會，也看不會，只能練會[4]，在教學(xué)中我們按培養(yǎng)學(xué)生的閱讀程序能力，再培養(yǎng)學(xué)生的編寫簡單程序的能力，到開發(fā)小項(xiàng)目能力三個階段來組織教學(xué)。

第一階段培養(yǎng)學(xué)生的閱讀程序能力。讀程序能力的訓(xùn)練非常必要，它是學(xué)好程序設(shè)計的最好方法，與寫作文類似，要寫好作文，必須要有大量的閱讀訓(xùn)練，程序設(shè)計的目的是根據(jù)實(shí)踐應(yīng)用的需求，用計算機(jī)編程來解決實(shí)際問題，但編程不可能一蹴而就，必須循序漸進(jìn)[5]，首先要進(jìn)行一定量的閱讀程序訓(xùn)練，特別對一些知識難點(diǎn)，如循環(huán)、數(shù)組、指針、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體等重要知識點(diǎn)。在訓(xùn)練中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了程序設(shè)計語言的語法，更重要的是學(xué)會了編程者將數(shù)據(jù)的描述和算法結(jié)合起來的方法，學(xué)習(xí)了別人的經(jīng)驗(yàn)和方法。在此階段，教師主要是引導(dǎo)學(xué)生入門，教會學(xué)生分析問題的方法，學(xué)生能模擬程序在計算機(jī)內(nèi)運(yùn)行的狀態(tài)，如學(xué)習(xí)循環(huán)時，教師請學(xué)生關(guān)注循環(huán)時變量的變化情況，教師可以先講解循環(huán)前幾次變量的值的變化，然后請學(xué)生講述循環(huán)后幾次變量的變化情況，這樣學(xué)生能真正理解循環(huán)的執(zhí)行過程。

第二階段是編寫一些簡單程序的訓(xùn)練，閱讀的程序多了，學(xué)生模仿能力很強(qiáng)，他們就能編寫一些簡單程序在計算機(jī)上練習(xí)，如果實(shí)習(xí)得出正確結(jié)果，學(xué)生就有成就感，對程序設(shè)計會越來越感興趣，這是學(xué)生學(xué)好程序設(shè)計的條件，而興趣是最好的老師。在這個階段，教師要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的興趣，可安排講解一些經(jīng)典的算法，如查找(順序查找、二分查找)、排序(冒泡法、選擇法、插入法)，歸并算法、經(jīng)典的數(shù)值算法等，并精選一些有趣的習(xí)題，如猴子分桃、雞兔同籠、打印圖形、數(shù)列求和等給學(xué)生作為上機(jī)題，使學(xué)生的編程能力在潛移默化中得到了提高。

第三階段是培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)小項(xiàng)目的能力，上述兩個階段一般按高級語言的脈絡(luò)來展開，學(xué)生只有一些分散的知識點(diǎn)，還不能把C語言的知識綜合起來使用，所以進(jìn)行一個課程設(shè)計很有必要，在這個階段，教師可先用一個實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生分析，進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)計和算法的設(shè)計，再給出具體的程序代碼讓學(xué)生學(xué)習(xí)，并了解如何在這個實(shí)例中將以前所學(xué)的數(shù)組、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、文件和各種流程控制語句等結(jié)合起來使用。然后，教師選擇一些比較貼近學(xué)生生活的小項(xiàng)目，如學(xué)生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)，通信錄等 ，學(xué)生以小組為單位，學(xué)生獨(dú)立選題、分析、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)，要求學(xué)生應(yīng)用軟件工程的思想和方法來開發(fā)這些項(xiàng)目，并寫出研究報告。研究過程以學(xué)生為主體，教師為學(xué)生答疑解惑。在這些項(xiàng)目的實(shí)施過程中鞏固和提高前面的知識，并將編程的技能技巧滲透其中。

經(jīng)過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生不但學(xué)會了從簡單到復(fù)雜的程序編寫，也養(yǎng)成了良好的編程風(fēng)格，為以后的學(xué)習(xí)和研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)[6]。

2.4.2按九步教學(xué)事件組織課堂教學(xué)，提高效率

課堂教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，教是為了學(xué)，教師應(yīng)在了解學(xué)生學(xué)習(xí)心理的基礎(chǔ)上組織教學(xué)，而構(gòu)成教學(xué)的每一個特定事件，其作用在于幫助或支持學(xué)習(xí)者對所學(xué)內(nèi)容的獲得和保持，使學(xué)習(xí)者取得適度的進(jìn)步。各種教學(xué)事件都應(yīng)與學(xué)生的內(nèi)部事件活動有一定的明確關(guān)系。在很多情況下，教學(xué)事件必須由教學(xué)設(shè)計者做出審慎的安排，加涅提出了九步教學(xué)事件[1]， 我們在教學(xué)中應(yīng)用他的理論，取得了較好的教學(xué)效果。

以循環(huán)嵌套知識點(diǎn)為例 ，循環(huán)嵌套是學(xué)生普遍認(rèn)為的一個難點(diǎn)，循環(huán)嵌套沒有學(xué)好，將影響后續(xù)二維數(shù)組、排序算法等知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，所以，循環(huán)嵌套是循環(huán)這一章的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

接

實(shí)踐證明，這樣的教學(xué)設(shè)計充分考慮了學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，充分發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，教學(xué)效果良好，便于學(xué)生掌握知識難點(diǎn)。

2.5教學(xué)結(jié)果的測量和評估

我校C 語言程序設(shè)計課程教學(xué)結(jié)果的測量分筆試和上機(jī)考試兩部分，筆試部分我校已連續(xù)幾年實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一出卷、統(tǒng)一考試的方法?？荚噧?nèi)容從題庫中抽取，試卷命題由課題組指定老師出卷，試卷統(tǒng)一批改，試卷批改后教師進(jìn)行試卷分析和評估，幾年實(shí)踐下來，非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的C語言編程能力有了較大的提高，很多同學(xué)通過了“二級C語言程序設(shè)計”計算機(jī)等級考試。

在期末的上機(jī)考試中，利用開發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺進(jìn)行上機(jī)考試，隨機(jī)從試題庫中抽取試題，然后由系統(tǒng)自動評判。由于考試題目與平時訓(xùn)練的題目類似，平時認(rèn)真的同學(xué)可取得好成績，抄襲別人程序的同學(xué)上機(jī)考試不能通過。這樣可以促使學(xué)生在平時實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立分析問題、解答問題。

3結(jié)語

教學(xué)設(shè)計是為了實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，包括對學(xué)生學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、對學(xué)生合作精神的培養(yǎng)以及使學(xué)生懂得學(xué)以致用。通過 C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)實(shí)踐，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到了進(jìn)一步提高。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有了很大提高，學(xué)生的動手能力有了明顯的進(jìn)步。在加涅的教學(xué)設(shè)計理論指導(dǎo)下，教師的教學(xué)設(shè)計水平也有了較大提高。

參考文獻(xiàn):

[1] 加涅 R M， 布里格斯 L J，韋杰 W W，等.教學(xué)設(shè)計原理[M].皮連生，龐維國，等譯.上海:華東師范大學(xué)出版社，1999.

[2] 吳文虎. 精心鑄精品 理念須先行-談“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程改革[J]. 計算機(jī)教育，2008(13):46-49.

[3] 羅建軍，馮博琴，劉路放. 非計算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計語言的教學(xué)改革[J]. 高等工程教育研究，2002(4):82-84.

[4] 吳文虎. 計算機(jī)程序設(shè)計基礎(chǔ)課程改革[J]. 中國大學(xué)教學(xué)，2004(2):13-14.

[5] 孫克泉. 計算機(jī)語言類課程的教學(xué)探討[J]. 計算機(jī)教育，2008(16):103-104.

[6] 何欽銘，顏暉.“C 程序設(shè)計基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)”國家精品課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)[J]. 計算機(jī)教育，2008(19):28-31.

Instructional Design and Application in C Programming Language Teaching

HUANG Qun

(Institute of Computer and software， Nanjing University of Information Science Technology， Nanjing 210044， China)

Abstract: This article discusses the application of the Gagne’s principles of instructional design in C programming language teaching in order to overcome the drawbacks of the traditional teaching mode which merely focuses on grammar knowledge and ignores the student’s interest cultivation. Practice proves the application of the principles is rather effective.

Key words: principles of instructional design;instructional goal;nine events of instruction; instructional measure and evaluation

(編輯:郭小明)