摘 要：針對(duì)C語(yǔ)言教學(xué)存在枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、以及不能很好地利用C語(yǔ)言解決實(shí)際工程問題，本文首先分析了C語(yǔ)言本質(zhì)是人們利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的一種交互工具，確定了C語(yǔ)言教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)為人類服務(wù)的工程實(shí)踐能力。改革教學(xué)內(nèi)容，從以前注重C語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)和案例的講解，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)問題進(jìn)行求解能力的培養(yǎng)。教學(xué)地點(diǎn)從教室轉(zhuǎn)到實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)方式采用邊講邊練方式，通過這些教學(xué)改革，使教學(xué)不再局限于C語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)范和例題的講解，而是致力于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題的工程實(shí)踐編程能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言；程序設(shè)計(jì)；工程實(shí)踐；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.4；TB-4

C語(yǔ)言以其限制少、使用方便靈活、功能強(qiáng)、直接操縱硬件等諸多優(yōu)點(diǎn)贏得眾多程序設(shè)計(jì)人員的喜愛，它是程序設(shè)計(jì)的主要工具之一[1-2]，是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課程，也是大部分學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的第一門課程。由于初學(xué)者缺乏計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)由于初次接觸程序設(shè)計(jì)，許多學(xué)生對(duì)類英文的C程序能實(shí)現(xiàn)特定的功能感到不可思議。學(xué)習(xí)過程中，C語(yǔ)言具有抽象、邏輯性強(qiáng)、使用靈活等特點(diǎn)[2-4]，容易使得學(xué)生感覺這門課程枯燥無味，找不到編程的感覺，學(xué)生不能體會(huì)到它的實(shí)用性、藝術(shù)性，從而喪失對(duì)該課程學(xué)習(xí)的積極性，且遇到難以解決的編程問題（如：語(yǔ)法問題、編譯問題、邏輯問題等）容易放棄。

同時(shí)，C語(yǔ)言作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)踐能力的培養(yǎng)是學(xué)好C語(yǔ)言的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的方法只注重C語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)（理論講解）和基本案列的講解的，上課時(shí)盡管學(xué)生聽懂教師所講解內(nèi)容，但下課實(shí)踐時(shí)對(duì)題目產(chǎn)生無法下手的感覺。因此，為了改善C語(yǔ)言教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，需要對(duì)現(xiàn)有的C語(yǔ)言教學(xué)進(jìn)行改革，以符合C語(yǔ)言是人操作計(jì)算機(jī)的一個(gè)工具的特征。

1 明確教學(xué)目的

C語(yǔ)言的教學(xué)中，絕大多數(shù)教師認(rèn)為C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)終極目的就是培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。這種認(rèn)知存在很大的偏差。使用計(jì)算機(jī)完成人們預(yù)先給定的任務(wù)，必須告訴計(jì)算機(jī)“做什么”以及“怎樣做”（計(jì)算機(jī)其實(shí)是很“笨”的）；反之，計(jì)算機(jī)完成任務(wù)時(shí)，要將計(jì)算得到的結(jié)果反饋給用戶，因此，就產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)和人之間通信的問題。人機(jī)通信需要信息的載體，這種信息的載體既要被計(jì)算機(jī)“理解”，也要被人所理解，而“語(yǔ)言”是最好的人機(jī)通信的工具。自然語(yǔ)言存在詞匯量大、語(yǔ)法復(fù)雜、語(yǔ)義常出現(xiàn)二義性、語(yǔ)義的理解依賴上下文、以及某些語(yǔ)義不能用符號(hào)描述等問題，因而不能作為人機(jī)通信工具。這樣一來，迫使人們不得不設(shè)計(jì)出詞匯量較小、語(yǔ)法簡(jiǎn)單、語(yǔ)義明確的并且適用于計(jì)算機(jī)描述的語(yǔ)言，這樣的語(yǔ)言稱為“程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”（或人工語(yǔ)言）。人工語(yǔ)言有很多，如PASCAL、FORTRAN等，而C語(yǔ)言只是其中的一種人工語(yǔ)言（人工語(yǔ)言的本質(zhì)是人機(jī)通信工具）。因此，從這個(gè)角度看，C語(yǔ)言教學(xué)目的重點(diǎn)不在C語(yǔ)言語(yǔ)法本身，而在于培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)這個(gè)工具為人類服務(wù)的工程實(shí)踐能力，在這個(gè)大目的下，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)這種特殊的工具分析問題、解決問題、并最終將分析問題所得求解問題的精確步驟（即算法）用C語(yǔ)言的語(yǔ)法設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行驗(yàn)證的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2 教學(xué)內(nèi)容改革

程序設(shè)計(jì)是一種具有創(chuàng)造性的工作，程序設(shè)計(jì)具有一定的抽象性，它用數(shù)學(xué)的方法去描述一些問題[5]。因此，在C語(yǔ)言課程教學(xué)中，必須打破舊有的教學(xué)模式和知識(shí)體系，從以前注重C語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)（理論講解）和基本案例的講解的，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅啬芰Φ呐囵B(yǎng)，在教學(xué)的過程中不能單單滿足于授予學(xué)生多少知識(shí)內(nèi)容，而是要加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。教學(xué)中，在對(duì)每個(gè)案列講解時(shí)都必須做如下的分析：首先分析程序?qū)⑻幚淼臄?shù)據(jù)以及處理之后的結(jié)果是什么：即哪些是給定的數(shù)據(jù)（顯式/隱式，隱式數(shù)據(jù)必須充分分析給定案列才能得到）、哪些是需要輸入的數(shù)據(jù)（包含數(shù)據(jù)的基本類型）、程序有無輸出？若有，哪些需要輸出。其次，確定求解問題的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，分解到難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)前一步需要做什么，中間過程做什么，最后做什么？當(dāng)分析、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)問題解決后，就可給出解題思路，形成算法，直至最后代碼的編寫。

其次，是抽象能力的培養(yǎng)。將程序中出現(xiàn)的某些數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，找出數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系，得到問題求解的一般化過程處理方法。

下面以求：1+2+…+100為例，給出分析問題、問題抽象等的過程。

第一步：分析，首先分析問題的功能：求和；再次分析問題的輸入輸出，輸入：無；輸出：1-100數(shù)之和。

第二步：重點(diǎn)分析如何求和？

解決方法：采用小學(xué)生初次拿到該題目時(shí)的做法，是多數(shù)學(xué)生能想到的辦法（也是一種“笨”方法，而這種“笨”方法又特別適合找出問題求解的一般規(guī)律，特別適合用程序代碼實(shí)現(xiàn)），具體過程如表1所示。

表1 求和問題過程描述

問題抽象：在表1所列步驟中，第1步加2，第2步加3，…，第99步加100，可看出其規(guī)律為：被加數(shù)是次數(shù)+1；其次：每次和的結(jié)果為：上一次的和+被加數(shù)，因此，根據(jù)C語(yǔ)言賦值語(yǔ)句特點(diǎn)，將上面得到的結(jié)論抽象為：和=和+被加數(shù)（這里的“=”是C語(yǔ)言中的賦值符號(hào)）。

變量的定義：大多數(shù)學(xué)生對(duì)一個(gè)程序中到底需要多少個(gè)變量很迷茫，一種簡(jiǎn)單有效的原則：需要變量時(shí)在變量定義部分增加即可；同時(shí)確定每個(gè)變量在整個(gè)程序設(shè)計(jì)中扮演的角色（一個(gè)變量可能扮演多個(gè)角色）。根據(jù)上面的分析，該程序所需的變量個(gè)數(shù)為2個(gè)：一個(gè)是次數(shù)（該變量還承擔(dān)被加數(shù)的角色）；一個(gè)是和值變量（承擔(dān)中間結(jié)果、最終結(jié)果這2個(gè)角色）。

初始狀況：和的初始情況：認(rèn)為第1步之前還做了一步求和的操作，按照問題抽象步驟可寫：和=和+被加數(shù)的形式，因此可得到：和+1=1，這個(gè)和就是和變量的初始情況，其值為0；其次：做的次數(shù)是從1開始，因此：次數(shù)的初始值為1。

結(jié)束和循環(huán)條件：最后被加的那個(gè)數(shù)是100，前面的被加數(shù)均小于100，因此結(jié)束條件就是被加數(shù)大于100，從而根據(jù)結(jié)束條件確定循環(huán)條件為被加數(shù)≤100。

算法描述：通過上面的分析很容易給出該問題的求解過程：初始化和及被加數(shù)的值、當(dāng)被加數(shù)小等于100時(shí)不停求和及改變被加數(shù)、最后輸出結(jié)果。

至此，很容易根據(jù)C語(yǔ)言的語(yǔ)法編寫出相應(yīng)的程序代碼了。當(dāng)學(xué)生對(duì)問題分析能力得到培養(yǎng)和鍛煉后，面對(duì)更復(fù)雜的問題就能找解決問題的方法和切入點(diǎn)，而不至于拿到存在問題無法下手的感覺。

3 教學(xué)模式的改革

教學(xué)改革：一般的C語(yǔ)言教學(xué)中，都是語(yǔ)法規(guī)則的講解，然后是例子講解，最后是工程實(shí)踐。到最后，語(yǔ)法規(guī)則講完課程也結(jié)束了。這種教學(xué)固然嚴(yán)謹(jǐn)，但存在一些問題：一是方式比較枯燥，學(xué)生比較容易失去興趣；二是容易學(xué)生上課聽懂，下課實(shí)踐時(shí)對(duì)題目無法下手的感覺。三是容易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生這樣的誤解，學(xué)習(xí)語(yǔ)法知識(shí)是為寫程序而學(xué)，不是為解決問題學(xué)。因此面對(duì)實(shí)際問題就無從下手，不知所措。四是容易讓產(chǎn)生惡性循環(huán)影響，使得教師在后續(xù)程序設(shè)計(jì)課程（如VC++、Java、C#等），仍然采用這樣的方式、方法去講解，使得學(xué)生始終不能用掌握到的編程工具解決實(shí)際工程項(xiàng)目問題。因此，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，直接在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)，采用邊教學(xué)邊讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐體會(huì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)；其次，改變傳統(tǒng)教學(xué)中只關(guān)注正確格式的書寫，采用正確格式+錯(cuò)誤格式教學(xué)模式，教學(xué)過程中有意在程序代碼中寫成錯(cuò)誤的格式或使用學(xué)生錯(cuò)誤的程序代碼進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)效果比全部使用正確代碼教學(xué)的效果好許多。

考核改革：改變期末“筆試”這種單一的、“一考定終身”式的考核方式，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和工程實(shí)踐能力的考核。變單一考核為復(fù)合考核，從多個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。改變課程總成績(jī)構(gòu)成，由平時(shí)成績(jī)、實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)）成績(jī)、階段考核3個(gè)部分構(gòu)成，每部分所占的比例為：25%、35%、40%。平時(shí)成績(jī)考核包括出勤、隨堂實(shí)訓(xùn)、課堂提問、作業(yè)等的考核。實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)）成績(jī)針對(duì)課程的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核，要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)均要提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告；階段考核將學(xué)習(xí)的內(nèi)容分為5個(gè)模塊（基礎(chǔ)語(yǔ)法知識(shí)、程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、數(shù)組及自定義數(shù)據(jù)、函數(shù)和指針、文件操作），每個(gè)模塊教學(xué)結(jié)束就分段考試，不再組織期末考試。

實(shí)踐改革：C語(yǔ)言作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)踐能力的培養(yǎng)是學(xué)好C語(yǔ)言的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大實(shí)驗(yàn)+小實(shí)驗(yàn)方式，大實(shí)驗(yàn)根據(jù)需要設(shè)計(jì)3-5個(gè)；每次實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生編寫一個(gè)實(shí)踐報(bào)告，報(bào)告的主要內(nèi)容包括：算法或關(guān)鍵技術(shù)介紹、實(shí)驗(yàn)代碼、實(shí)驗(yàn)過程（包括：編譯過程中的代碼出錯(cuò)、原因分析及修改；多組測(cè)試數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果）、算法的改進(jìn)、程序的實(shí)現(xiàn)、體會(huì)及編程心得（含多種方法實(shí)現(xiàn)該算法以及對(duì)算法執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行改進(jìn)等）。通過實(shí)踐報(bào)告的撰寫，進(jìn)一步熟悉C語(yǔ)言的語(yǔ)法知識(shí)，深入了解該算法，培養(yǎng)高效、精煉的編程風(fēng)格。

4 結(jié)論

本文針對(duì)C語(yǔ)言教學(xué)中存在的問題，分析了C語(yǔ)言的本質(zhì)，并從教學(xué)目的的明確、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)地點(diǎn)和方式、實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，以適應(yīng)C語(yǔ)言一種人機(jī)通信工具本質(zhì)。著重培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)這個(gè)工具為人類服務(wù)的工程實(shí)踐能力，即：培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)這種特殊的工具分析問題、解決問題、并最終將分析問題所得求解問題的精確步驟用C語(yǔ)言的語(yǔ)法設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行驗(yàn)證的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：陳慶利（1975-），男，四川眉山人，副教授，博士，研究方向：數(shù)字圖像處理。

作者單位：樂山師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，四川樂山 614000

基金項(xiàng)目：樂山師范學(xué)院教學(xué)模式與方法改革試點(diǎn)項(xiàng)目《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》。