摘 要： “C程序設(shè)計(jì)”是數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，目前該課程在這兩個(gè)專業(yè)中的教學(xué)內(nèi)容有很大的局限性。傳統(tǒng)的教學(xué)模式基本上不考慮數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的專業(yè)性，教學(xué)手段上還是以教為主，學(xué)為輔。根據(jù)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)手段等方面對(duì)“C程序設(shè)計(jì)”教學(xué)進(jìn)行了改革。經(jīng)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況驗(yàn)證，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)； C程序設(shè)計(jì)； 教學(xué)內(nèi)容； 教學(xué)模式； 教學(xué)手段； 探討

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2013）01-42-03

Research on teaching reform of C programming design for mathematics

and applied mathematics profession

Xu Shuhua

（Department of Mathematics， Shaoxing University， Shaoxing， Zhejiang 312000， China）

Abstract： \"C programming design\" is a basic course in specialties like mathematics and applied mathematics. At present， the teaching content of \"C programming design\" for mathematics and applied mathematics major students has significant limitation. Traditional teaching model basically does not consider the profession of mathematics and applied mathematics. Teaching is the main method while self-learning is assistance. According to the characteristic of mathematics and applied mathematics professional， teaching reform for \"C programming design\" is discussed from the aspects of the teaching content， teaching model and teaching methods in this paper. The students’ practical learning situation demonstrates the effectiveness of our proposed reform method.

Key words： mathematics and applied mathematics； C programming design； teaching content； teaching model； teaching method； discuss

0 引言

C語言是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛使用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言之一，由于其語言功能豐富，表達(dá)能力強(qiáng)，應(yīng)用面廣，目標(biāo)程序效率高等優(yōu)勢(shì)[1]，成為各高等學(xué)校理工科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)必選的語言之一。對(duì)于數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)來說，為了實(shí)現(xiàn)使學(xué)生“學(xué)有所用，學(xué)有所得”的教學(xué)目的，C語言程序設(shè)計(jì)課程不僅要求學(xué)生掌握其語法，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生在運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題時(shí)算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的能力，提高其知識(shí)應(yīng)用的能力，逐步讓學(xué)生筑就良好的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，培養(yǎng)全新的思維習(xí)慣和嚴(yán)格的軟件開發(fā)職業(yè)訓(xùn)練。從課程結(jié)構(gòu)來看，C程序設(shè)計(jì)課程既可以作為數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS、Matlab、Maple等其他程序設(shè)計(jì)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，又可以作為數(shù)學(xué)建模和數(shù)值分析等課程的實(shí)驗(yàn)課程。因此，C程序設(shè)計(jì)課的教學(xué)在數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)課程結(jié)構(gòu)中有著較為重要的地位。

在學(xué)習(xí)C程序設(shè)計(jì)課程中，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生表現(xiàn)出與計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生不同的方面，其主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)C語言的積極性和興趣不高，存在的主要問題如下。

⑴ C語言知識(shí)點(diǎn)過多、過繁，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能注重語句、語法等細(xì)節(jié)而忽略了課程全貌，產(chǎn)生了“只見樹木，不見樹林”的感覺，因而對(duì)該課程心存畏懼，缺乏學(xué)習(xí)的興趣；有些學(xué)生覺得學(xué)了C語言與自己的專業(yè)沒有太多的聯(lián)系，覺得學(xué)了C語言沒用，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。

⑵ C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)模式仍然是一個(gè)個(gè)小的簡(jiǎn)單的例題，沒有專業(yè)性、工程性，學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的初級(jí)階段沒有樹立正確的軟件工程觀念。

⑶ C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)手段仍然是以教為主，學(xué)為輔，學(xué)生遇到問題就向教師求教，缺乏自主學(xué)習(xí)和自我探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

⑷ 數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生習(xí)慣動(dòng)筆，不習(xí)慣上機(jī)操作，缺乏上機(jī)調(diào)試和改錯(cuò)的能力。

⑸ 學(xué)生在編程過程中沒有注重培養(yǎng)良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和規(guī)范，好的設(shè)計(jì)風(fēng)格不僅使編碼更加規(guī)范，而且也易于調(diào)試和改錯(cuò)。

本文從如何使C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)更加符合數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的要求為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)改革進(jìn)行探討。

1 教學(xué)內(nèi)容探討

C程序設(shè)計(jì)課程在教學(xué)內(nèi)容上力求體現(xiàn)課程的系統(tǒng)性、穩(wěn)定性和知識(shí)的先進(jìn)性。摒棄一些用得少、過時(shí)的知識(shí)，增加一些C++的知識(shí)。針對(duì)這一要求，教學(xué)改革過程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容作了如下幾點(diǎn)調(diào)整。

1.1 輸入與輸出

由于C語言牽涉的概念比較復(fù)雜，規(guī)則繁多，用法靈活，容易出錯(cuò)，因而不少初學(xué)者感到困難。其中格式輸入scanf函數(shù)與輸出printf函數(shù)就是一個(gè)例子。格式輸入輸出的規(guī)定比較繁瑣，此類函數(shù)的調(diào)用語句書寫起來比較冗長(zhǎng)，用的不準(zhǔn)確就得不到預(yù)期的結(jié)果，而輸入輸出又是最基本的操作，幾乎每個(gè)程序都包含輸入輸出，不少編程人員由于掌握不好這方面的知識(shí)而浪費(fèi)了大量調(diào)試程序的時(shí)間。由于C++語言完全兼容C語言，因此在這一節(jié)內(nèi)容的講解時(shí)可引入C++中的標(biāo)準(zhǔn)輸入流cin和標(biāo)準(zhǔn)輸出流cout，以簡(jiǎn)化輸入輸出操作。

1.2 字符串

除了輸入、輸出和計(jì)算以外，文本處理也是編程過程中一個(gè)非常重要的方面。由于C語言中沒有專門的字符串變量，如果想將一個(gè)字符串存放在變量中以便保存，一種方法是使用字符數(shù)組來存放，即用一個(gè)字符型數(shù)組來存放一個(gè)字符串，數(shù)組中每一個(gè)元素存放一個(gè)字符[2]；另一種方法是使用字符指針實(shí)現(xiàn)字符串。但是在C++語言中提供了一種既方便又好用的string類型，其中包括能夠用來遍歷字符串中的部分或全部元素的四種迭代器，分別為begin、end、rbegin和rend，包括計(jì)算字符串容量的相關(guān)操作，還包括很多有用的成員函數(shù)，可以用來構(gòu)建字符串對(duì)象，對(duì)字符串進(jìn)行賦值，可以訪問元素、修改、字符串操作。因此，在講到數(shù)據(jù)的類型時(shí)會(huì)增加string類型的講解，讓同學(xué)們通過網(wǎng)絡(luò)查找資料學(xué)會(huì)string類型相關(guān)函數(shù)的操作。

在講解數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符與表達(dá)式這章時(shí)，可以不講解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式，因?yàn)閷?duì)初學(xué)者來說接觸這些內(nèi)容會(huì)感覺比較難學(xué)。預(yù)處理命令這一章的內(nèi)容不是最基本的，可以考慮讓學(xué)生自學(xué)。位運(yùn)算的內(nèi)容適合于編寫系統(tǒng)軟件，適用于硬件，所以位運(yùn)算這一章的內(nèi)容也可讓學(xué)生自學(xué)。

2 教學(xué)模式探討

C程序設(shè)計(jì)課程在教學(xué)模式上要體現(xiàn)編程能力的實(shí)用性、專業(yè)性、工程性。在C語言的教學(xué)過程中，找到適合數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的教學(xué)手段和方法，合理地組織教學(xué)內(nèi)容、精心地設(shè)計(jì)教學(xué)案例，是整個(gè)教學(xué)改革的核心。我們選擇了一個(gè)綜合型的小型系統(tǒng)任務(wù)和與專業(yè)相關(guān)的一些案例。選擇小型系統(tǒng)和案例的主要依據(jù)有，小型系統(tǒng)內(nèi)容要基本涵蓋C程序設(shè)計(jì)課程各章節(jié)的絕大部分知識(shí)點(diǎn)，并且是學(xué)生感興趣的和熟悉的內(nèi)容；所選擇的小型系統(tǒng)應(yīng)有一定的綜合性，且要在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下容易完成，難度系數(shù)應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握程度來設(shè)定，以維護(hù)學(xué)生信心，保持學(xué)習(xí)動(dòng)力；系統(tǒng)的每個(gè)功能模塊完成后應(yīng)能看到具體的效果，使學(xué)生完成任務(wù)后有成就感，提高他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣；最后讓學(xué)生進(jìn)行歸納、概括、總結(jié)，讓知識(shí)理解升華。

在教學(xué)改革過程中，我們選擇了學(xué)生成績(jī)管理信息系統(tǒng)作為我們整個(gè)貫穿各章節(jié)知識(shí)的小型系統(tǒng)，該系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)和復(fù)雜任務(wù)構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)及其各模塊所占分值如表1所示。

除了選擇一個(gè)小型綜合性的系統(tǒng)讓同學(xué)們來開發(fā)，還根據(jù)教學(xué)大綱、教材內(nèi)容安排和數(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)際情況，選擇超長(zhǎng)整數(shù)運(yùn)算、最大公因數(shù)、最小公倍數(shù)、因式分解、完美數(shù)、阿姆斯壯數(shù)、上三角、下三角、對(duì)稱 矩陣、m元素集合的n個(gè)元素子集、數(shù)學(xué)拆解等案例作為小型系統(tǒng)任務(wù)的補(bǔ)充。每個(gè)案例都以表格的形式制定了嚴(yán)格的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，由于篇幅關(guān)系，我們列舉出一個(gè)案例的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表格，如表5所示，其余案例的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表格與此類似，在這就不累贅了。

3 教學(xué)手段探討

教學(xué)手段需要體現(xiàn)課堂教學(xué)的互動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的溝通及時(shí)性。為了及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，我們每周安排了一次固定時(shí)間和地點(diǎn)的答疑，并且構(gòu)建了該課程的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)（網(wǎng)址為http：//zlgc.usx.edu.cn/kc/cyuyan），在這個(gè)網(wǎng)站學(xué)習(xí)平臺(tái)上，有實(shí)踐教學(xué)、電子教案、作業(yè)習(xí)題、模擬試題、課程資料和在線答疑等欄目，學(xué)生可以下載學(xué)習(xí)資料，模擬做題，在線提問，教師可以在線答疑。在此列舉一個(gè)學(xué)生的提問，如圖1所示；針對(duì)該問題的回復(fù)如圖2所示。教師會(huì)把一些典型的問題拿到課堂上進(jìn)行講解。

4 結(jié)束語

C程序設(shè)計(jì)是高等學(xué)校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，使用計(jì)算機(jī)語言編寫程序解決數(shù)學(xué)問題，已經(jīng)成為數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)大學(xué)生必備的一種能力要求[3]，本文從教學(xué)內(nèi)容上、教學(xué)模式上和教學(xué)手段上對(duì)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的“C程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討，突出其作為專業(yè)基礎(chǔ)課的特點(diǎn)。以一個(gè)小型綜合性的系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目貫穿整個(gè)課程絕大部分知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)挑選一些緊密結(jié)合本專業(yè)領(lǐng)域的案例作為輔助進(jìn)行教學(xué)，為進(jìn)一步的程序設(shè)計(jì)和專業(yè)運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。本文這些教學(xué)改革已經(jīng)在實(shí)際教學(xué)中得到了應(yīng)用，并且取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 譚浩強(qiáng).C語言程序設(shè)計(jì)（第三版）[M].清華大學(xué)出版社，2005.

[2] 譚浩強(qiáng).C語言設(shè)計(jì)題解與上機(jī)指導(dǎo)（第三版）[M].清華大學(xué)出版社，2011.

[3] 郭琳琴，高文蓮.數(shù)學(xué)專業(yè)C語言循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)研究[J].呂梁高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010.26（3）：63-65