魯紅英　肖思和　孫淑霞

摘要：針對目前高校C語言程序設(shè)計課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題，結(jié)合課程組在國家級精品課程“C/C++語言程序設(shè)計”建設(shè)過程中的經(jīng)驗和收獲，提出“以應(yīng)用為前提，學(xué)生為主體，知識為主線，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力為著力點”的教學(xué)理念，闡述如何構(gòu)建一套教材體系完善、教學(xué)資源豐富、教學(xué)手段先進(jìn)、教學(xué)評價合理、考核方式差異化的教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：C/C++語言程序設(shè)計；教學(xué)改革；國家精品課程；教學(xué)方法

文章編號：1672-5913（2013）07-0095-04

中圖分類號：G642

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

“C/C++語言程序設(shè)計”是理工科非計算機(jī)專業(yè)本科學(xué)生的第二門計算機(jī)課程，也是大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)系列課程的核心課程?！癈/C++語言程序設(shè)計”課程的內(nèi)容抽象，概念和語法規(guī)則較多，特別講究適用技巧。長期以來，高校都在不斷地探索和實踐關(guān)于“C/C++語言程序設(shè)計”課程的教學(xué)改革，但仍然存在很多問題。例如，教學(xué)依然以傳統(tǒng)教學(xué)方式為主，不能將實驗環(huán)節(jié)與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)很好地相互連貫，相互印證，使得理論教學(xué)和實踐教學(xué)脫節(jié)；某些教師忽視學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在分析問題和解決問題時無從下手，缺乏編程和調(diào)試的能力；實驗教學(xué)中的多數(shù)實驗內(nèi)容是驗證性的，學(xué)生機(jī)械式的運行程序，對知識的理解只停留在表面上；理論和實驗課時數(shù)較少，上課信息量大，學(xué)生接受知識的進(jìn)度不一樣，這就導(dǎo)致教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)步調(diào)不一致。

針對上述問題，許多高校對“C/C++語言程序設(shè)計”課程的教學(xué)作出了有益的探索，如文獻(xiàn)[1]提出“通、實、新、聯(lián)”的教學(xué)理念；文獻(xiàn)[2]提出教學(xué)設(shè)計原理；文獻(xiàn)[3]提出項目教學(xué)法；文獻(xiàn)[4]提出案例教學(xué)法；文獻(xiàn)[5]提出“機(jī)房授課+自主學(xué)習(xí)”的授課模式；文獻(xiàn)[6]提出將“以應(yīng)用為背景，以知識為主線，以提高能力和興趣為目的，變應(yīng)試為應(yīng)用”的教學(xué)理念應(yīng)用于該課程的教學(xué)中。這些方法均在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，取得了較為明顯的教學(xué)效果。

為了探究出適合成都理工大學(xué)人才培養(yǎng)的課程特點，“C/C++語言程序設(shè)計”課程組經(jīng)過多年的課程建設(shè)和對教學(xué)環(huán)節(jié)的研究與探索，提出了“以應(yīng)用為前提，學(xué)生為主體，知識為主線，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力為著力點”的教學(xué)理念，構(gòu)建了一套教材體系完善、教學(xué)資源豐富、教學(xué)手段先進(jìn)、教學(xué)評價合理、考核方式差異化、精品課程網(wǎng)站新穎的教學(xué)體系。下面分別從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式以及教學(xué)資源等方面進(jìn)行闡述。

2 教學(xué)設(shè)計及課程內(nèi)容組織

2.1教學(xué)設(shè)計

成都理工大學(xué)每年有4000名以上的學(xué)生參加“C/C++語言程序設(shè)計”課程學(xué)習(xí)。為實施因材施教，我們重視研究性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等現(xiàn)代教育理念在教學(xué)中的應(yīng)用，根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生特征，對教學(xué)方法和教學(xué)評價進(jìn)行設(shè)計，并在教學(xué)理念與教學(xué)設(shè)計上實施了多種改革舉措。

1）以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

以學(xué)生為中心的教學(xué)模式讓教師從傳統(tǒng)的教學(xué)方式中解脫出來，變“教學(xué)”為“導(dǎo)學(xué)”。教師充分利用多種教學(xué)媒體和提示學(xué)習(xí)資源，講重點、解難點、釋疑點，講評作業(yè)，指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法，輔助小組學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生培養(yǎng)自學(xué)能力。

教師要在理論課前了解學(xué)生是否掌握了與課程有關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本技能，根據(jù)學(xué)生在實驗課的表現(xiàn)來了解學(xué)生是否掌握了教學(xué)目標(biāo)中要求學(xué)會的知識和技能，以及掌握的程度等信息，從而確定后續(xù)教學(xué)中應(yīng)重點講解和輔導(dǎo)的知識，根據(jù)學(xué)生的實際情況設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)。對于部分優(yōu)秀學(xué)生和已經(jīng)學(xué)習(xí)了程序設(shè)計的學(xué)生，我們要加快他們的學(xué)習(xí)進(jìn)度，增加學(xué)習(xí)難度和深度，使他們可以很快在自己的專業(yè)中使用程序設(shè)計來解決相關(guān)問題。

2）精心準(zhǔn)備每一節(jié)課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

激發(fā)學(xué)生對程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)興趣，是本課程任務(wù)執(zhí)行的重要目標(biāo)。學(xué)生是主動學(xué)習(xí)還是被動學(xué)習(xí)會讓教學(xué)效果產(chǎn)生明顯的差別，因此每位教師都應(yīng)精心準(zhǔn)備每一節(jié)課。引領(lǐng)學(xué)生跨入程序設(shè)計大門的第一節(jié)課是極其重要的。學(xué)生所關(guān)心的是所學(xué)課程對自己的專業(yè)和今后的工作有什么作用，教師可從不同的專業(yè)角度，結(jié)合當(dāng)前最熱門的IT話題和實際應(yīng)用為學(xué)生介紹學(xué)習(xí)本課程的意義和作用，同時介紹一些往屆學(xué)生將所學(xué)程序設(shè)計知識用于數(shù)學(xué)建模、程序設(shè)計競賽、專業(yè)課程學(xué)習(xí)等方面的生動實例，這些都是教師第一節(jié)課的良好素材。

3）培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)化的程序設(shè)計思維。

程序設(shè)計課程長期存在著注重語句、語法和細(xì)節(jié)的特點，基本上是以程序設(shè)計語言自身的體系為脈絡(luò)展開的。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言課程時會覺得枯燥難學(xué)，學(xué)過后又不能用來解決實際問題。所以學(xué)生雖然學(xué)了一定的程序設(shè)計知識，但編程能力較差?！糠謱W(xué)生在遇到實際問題依舊無從下手。而系統(tǒng)化程序設(shè)計思維培養(yǎng)模式是從本科生的認(rèn)知特點出發(fā)，讓教師在教授學(xué)生程序設(shè)計課程、提高學(xué)生編程能力的同時，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)化程序設(shè)計思維。

程序設(shè)計課程不僅教學(xué)生如何進(jìn)行計算機(jī)編程，而且教學(xué)生如何像程序員一樣思考問題。系統(tǒng)化的程序設(shè)計思維的培養(yǎng)過程就是讓學(xué)生自己動手解決實際問題的過程。這個過程充滿了學(xué)生對未知問題的探索、研究與創(chuàng)新，不僅可以教會學(xué)生解決在程序設(shè)計中遇到的問題，而且可以鍛煉思維，使學(xué)生的邏輯思維更加嚴(yán)密，這對一個理工科的大學(xué)生來說是至關(guān)重要的，對學(xué)生整體素質(zhì)的提高、程序設(shè)計課程整體教學(xué)水平的提高都有現(xiàn)實意義。

4）互換角色思考與提問。

在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生不提問，有時是學(xué)生提不出問題，有時是不知該如何提問。這時，教師需要站在學(xué)生位置上，思考學(xué)生可能會有什么問題，然后由教師提出問題，讓學(xué)生來回答。如果學(xué)生不能回答，教師再為學(xué)生解答。教師備課時不再只是準(zhǔn)備我要講什么，而是思考學(xué)生會遇到什么難點，需要向?qū)W生提什么問題、解答什么問題?；诖四康?，教師需準(zhǔn)備大量經(jīng)典案例，提出問題，分析問題，并在問題中設(shè)置一些錯誤，讓學(xué)生思考原因，并進(jìn)一步思考如何修改錯誤，在這樣的學(xué)習(xí)過程中潛移默化地掌握基本的語法知識和解決問題的方法。這種模式轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，激勵學(xué)生積極思考問題、分析和解決問題。

2.2理論課程設(shè)計

由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科間的交叉、融合日益增強(qiáng)。大多數(shù)非計算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)已將學(xué)生的計算機(jī)程序設(shè)計能力作為了一項重要內(nèi)容。

本課程主要是針對非計算機(jī)專業(yè)的理工科一年級大學(xué)生開設(shè)的。與計算機(jī)專業(yè)不同的是，非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生一般只學(xué)一門語言課程。因此，該課程的教學(xué)就擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)學(xué)生編程能力的重要責(zé)任，成為了學(xué)習(xí)其他程序設(shè)計語言的基礎(chǔ)。

根據(jù)非計算機(jī)專業(yè)各學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)，“C/C++語言程序設(shè)計”課程在理論課程內(nèi)容設(shè)計上注意知識結(jié)構(gòu)的合理，強(qiáng)調(diào)基本能力的培養(yǎng)，注重基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用的融合。課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)重點突出學(xué)以致用。課程內(nèi)容知識結(jié)構(gòu)由C語言簡單程序的編寫和調(diào)試、C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)、控制結(jié)構(gòu)、數(shù)組、指針、函數(shù)、編譯預(yù)處理與變量的存儲類型、文件、結(jié)構(gòu)體與共用體、圖形程序設(shè)計基礎(chǔ)、C++程序設(shè)計基礎(chǔ)、查找和排序12部分組成。

根據(jù)學(xué)以致用的原則，在實際應(yīng)用中，函數(shù)是程序設(shè)計的重要內(nèi)容之一，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點之一，因此在理論課程設(shè)計中，我們將函數(shù)的使用提前講解，讓學(xué)生盡早接觸函數(shù)，理解模塊化的設(shè)計方法，掌握函數(shù)的基本設(shè)計和操作。在講授第2章有關(guān)輸入/輸出庫函數(shù)時，可同時結(jié)合第8章文件的知識，使學(xué)生掌握實際問題中涉及不同數(shù)據(jù)的不同輸入/輸出方式，較好地解決了學(xué)生學(xué)習(xí)C語言后不能熟練掌握文件操作的問題。

教材在內(nèi)容編排上注重易用性。每章的開頭設(shè)置本章學(xué)習(xí)目標(biāo)，之后設(shè)置本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)，包含“課前思考”“本章難點”和“本章編程中容易出現(xiàn)的錯誤”。每章后的練習(xí)題涵蓋了程序設(shè)計中的常見算法，涉及簡單程序設(shè)計、較復(fù)雜程序設(shè)計、易于舉一反三的程序設(shè)計問題等內(nèi)容，使學(xué)生能夠通過練習(xí)，大大地提高編程能力。

2.3實驗課程設(shè)計

“C/C++語言程序設(shè)計”是一門實踐性很強(qiáng)的課程。在近幾年的課程建設(shè)與教學(xué)改革中，實驗課程注重理論課程內(nèi)容與實驗內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力和實際動手能力的培養(yǎng)。C/C++程序設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容改變了以往驗證性實驗為主的現(xiàn)象，使設(shè)計性實驗內(nèi)容占了70%以上。通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，以及動手能力和程序設(shè)計能力，從而加深對理論課程內(nèi)容的理解。

實驗課程配有實驗指導(dǎo)書，共設(shè)計了11個實驗項目和一個綜合程序設(shè)計，其基本出發(fā)點是幫助學(xué)生理解和消化課堂教學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)其實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作精神，讓學(xué)生掌握程序設(shè)計的基本思想和方法。具體實驗內(nèi)容包括：C/C++簡單程序的編寫和調(diào)試、C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)、控制結(jié)構(gòu)、數(shù)組、指針、函數(shù)、編譯預(yù)處理、文件、結(jié)構(gòu)體與共用體、圖形程序設(shè)計、C++程序設(shè)計基礎(chǔ)。

3 教學(xué)方法和手段

3.1教學(xué)方法

為了實現(xiàn)程序設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生不但掌握高級編程語言的知識、編程技術(shù)和基本算法，更要掌握程序設(shè)計的思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行問題求解和編程的能力，以及探索和創(chuàng)新能力，我們采用了多種教學(xué)方法，主要做了以下改革。

1）課內(nèi)與課外訓(xùn)練相結(jié)合，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

課內(nèi)教師根據(jù)教材進(jìn)行引導(dǎo)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)典型例題的啟發(fā)式講解。在分析常見錯誤案例的過程中，教師講解程序設(shè)計的基本方法、程序測試方法以及程序調(diào)試和排錯方法，幫助學(xué)生理解錯誤發(fā)生的原因和實質(zhì)，掌握糾錯的方法和解決的對策。在實驗教學(xué)中，我們?yōu)槊刻脤嶒炚n設(shè)計相應(yīng)的實驗項目。實驗項目的設(shè)計注重實用性和綜合性。實踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)大量程序設(shè)計的訓(xùn)練。教師在網(wǎng)上為學(xué)生發(fā)布一些經(jīng)典、實用、有一定挑戰(zhàn)性的作業(yè)，鼓勵學(xué)生課外多訓(xùn)練，倡導(dǎo)學(xué)生課后以寢室為單位，組成學(xué)習(xí)小組，進(jìn)行討論、分析和解決問題。

為了激勵學(xué)生參與程序設(shè)計的實踐，進(jìn)一步提高學(xué)生程序設(shè)計的興趣，提升他們的軟件技術(shù)水平，成都理工大學(xué)每年舉行一次全校范圍的程序設(shè)計大賽。大賽采用初賽和決賽制，要求學(xué)生在2～4小時內(nèi)完成一個綜合性較強(qiáng)的程序設(shè)計題目，或在一段時間內(nèi)完成一個綜合程序設(shè)計題目，然后進(jìn)行答辯。

2）重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、注重學(xué)生創(chuàng)新意識與應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，我們加強(qiáng)了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的管理。教師要積極使用多媒體實驗室的教學(xué)設(shè)備，進(jìn)行啟發(fā)、引導(dǎo)式的實驗指導(dǎo)，將平時測試與期末測試結(jié)合，測試學(xué)生在1個小時內(nèi)調(diào)試和正確編寫程序的能力，引導(dǎo)和督促學(xué)生重視實踐教學(xué)。開放性實驗注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與應(yīng)用能力。

3）網(wǎng)站互動學(xué)習(xí)。

課程組建立的教學(xué)網(wǎng)站、精品課程網(wǎng)站、課程資源平臺等為學(xué)生提供了網(wǎng)絡(luò)課程、網(wǎng)上答疑、作業(yè)提交、理論試題及答案、上機(jī)試題及答案、教學(xué)錄像、視頻節(jié)目、精品課程網(wǎng)站鏈接、相關(guān)學(xué)習(xí)網(wǎng)站鏈接等資源，擴(kuò)充了課堂教學(xué)區(qū)域。學(xué)生可以在任何時候、任何地點進(jìn)行互動學(xué)習(xí)。這種方法及時地解決了學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題。

4）改革考核方式，采用多元評價方式考核實驗成績。

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生問題求解和編程能力，以及探索和創(chuàng)新能力，我們采用了開卷和閉卷相結(jié)合的考試方式，鼓勵基礎(chǔ)好的學(xué)生開卷考試，完成一個綜合編程題目。經(jīng)過實踐，參加開卷考試的學(xué)生在獨立分析問題、解決問題和編程能力上得到了很大提高。

3.2教學(xué)手段

多年以來，成都理工大學(xué)“C/C++語言程序設(shè)計”課程最大限度地、多方位地應(yīng)用了以下現(xiàn)代教育技術(shù)手段。

1）課堂多媒體理論教學(xué)。

本課程的理論教學(xué)將傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教育技術(shù)手段相結(jié)合，在應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段的同時，繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢。課堂上多媒體課件的播放效果直接影響到學(xué)生的聽課效果，因此我們不僅制作了幻燈片，還利用Autherware、Flash等工具，制作了具有較強(qiáng)動畫效果的多媒體課件，將程序的執(zhí)行過程利用動畫演示，生動、形象地模擬了計算機(jī)執(zhí)行程序的真實情況。

2）建立計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)網(wǎng)站。

我們開發(fā)課程網(wǎng)上教學(xué)平臺，為學(xué)生提供電子教案、多媒體課件、視頻等豐富的網(wǎng)上教學(xué)資源，同時提供討論和在線答疑，構(gòu)建以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)環(huán)境。

3）網(wǎng)上考試系統(tǒng)。

網(wǎng)上考試系統(tǒng)為學(xué)生提供了模擬和考試環(huán)境，實現(xiàn)了系統(tǒng)自動組卷和評分功能，為學(xué)生課后自學(xué)和自測、提高教學(xué)效果搭建了一個有效的平臺。

4 考核方式

課程考核可以采用開卷和閉卷2種形式。

1）閉卷考試由筆試和機(jī)試組成。

（1）筆試（占總成績的50%）主要考核語言基礎(chǔ)、基本的閱讀和編寫程序的能力。題型包括選擇題、填空題、程序閱讀題和程序填空題。

（2）機(jī)試（占總成績50%）主要考核程序設(shè)計能力，包括上機(jī)考試（占總成績的30%）和平時出勤及作業(yè)完成情況（占總成績的20%）。

2）開卷考試主要考核學(xué)生綜合程序設(shè)計的能力，獨立分析問題和解決問題的能力，難度較大。通常只有學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生可以參加開卷考試。這些學(xué)生必須是按時完成了每一次的實驗項目，且中期考試合格。開卷考試要求學(xué)生提供源程序、開卷考試報告并參加面試。

5 結(jié)語

通過對各種教學(xué)方法和教學(xué)手段的研究和探索，我們改變了傳統(tǒng)的知識傳授理念，從而更加注重學(xué)生解決實際問題的能力，并提出“以學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔助”的全新理念，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘了學(xué)生的創(chuàng)造潛能，又培養(yǎng)了他們自主研究、協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。實踐證明，通過上述教學(xué)改革措施，教學(xué)效果取得了顯著提高。在計算機(jī)二級c語言考試中，學(xué)生通過率較往年大大提升。當(dāng)然，實際教學(xué)過程是一個相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，也還存在著一些需要解決的問題，還需要我們在今后的實踐中繼續(xù)開拓，不斷探索。

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（見習(xí)編輯：劉麗麗）