何鈺娟

摘 要：C語言課程包括語法與算法兩方面的內(nèi)容，二者密切相關，對于寫好一個C程序，缺一不可。鑒于以往教學中存在的問題——輕算法/重語法，或輕語法/重算法，都無法很好的培養(yǎng)學生的程序設計能力。因此，我們將課程教學劃分為六個模塊，通過六個模塊的訓練培養(yǎng)學生六個方面的能力：靈活運用C語言語法的能力、讀程序能力、寫程序能力、程序調(diào)試能力、程序優(yōu)化能力、規(guī)范編程能力，目的在于使學生不僅會編程序，還會編好程序。

關鍵詞：C語言；模塊化；程序設計

一、引言

20世紀90年代以來，C語言迅速在全世界普及推廣，至今依然是最常用、最受歡迎的編程語言之一。同時“C語言程序設計”是很多高等學校的一門基本的計算機課程。該課程在計算機教育和計算機應用中發(fā)揮著重要的作用。

該課程最初的教學模式為：注重語句、語法細節(jié)的講解，對如何用計算機解決問題的方法和思路講得不夠，課程的訓練著重于C語言語法和簡單程序的閱讀，而對學生編程能力的訓練不夠。結(jié)果導致學完該門課程，絕大多數(shù)學生不會編程，這樣就給后續(xù)課程留下了缺憾。針對這種情況，我們對該課程的教學進行了改革，具體為：課堂上注重編程思路的分析和講解，對C語言本身只講大語法，例如if語句的功能、循環(huán)語句的功能等，而更細節(jié)的語法由學生在編程實踐中自己學習。幾年的教學實踐表明，我們的改革在提高學生的編程能力方面取得了一定的效果，但另一方面，我們發(fā)現(xiàn)由于在課程教學中側(cè)重于編程思路的講解及訓練，C語法本身的講解及練習偏少，而二本院校的學生其自學能力及學習的自覺性較差，導致很多同學在編程時思路正確，但由于對語法的理解不夠深入，在編寫程序時不能正確靈活地選用語句，程序出錯時也不知如何修改，閱讀程序的能力也很差。

“C語言程序設計”課程涉及到兩個內(nèi)容——C語言和程序設計。C語言是程序設計的工具，主要涉及語法和語義兩個方面；而程序設計需要掌握對問題求解過程的理解與描述方法。兩個概念密切相關但又互不相同，如果只會用工具，無法編寫程序；如果只會程序設計的方法，不會使用或用不好工具，也無法編寫程序。因此，我們對以往的教學模式進行了調(diào)整。

二、模塊化的教學設計

（一）本課程的教學目標

“C語言程序設計”課程的核心教學目標就是教會學生使用C語言進行設計程序，使學生掌握程序設計的基本思想和方法，具有靈活應用這些思想和方法編寫出C程序來解決實際問題的能力。同時，還要培養(yǎng)學生較強的程序調(diào)試能力和程序閱讀能力，讓學生學習基本的編程規(guī)范，養(yǎng)成良好的編程風格，了解程序優(yōu)化的方法和原則，為將來編寫高效的程序做準備。

（二）實施模塊化教學，全方位、多角度進行編程訓練

我們將課程教學劃分為C語言語法理論練習、程序閱讀、程序跟蹤調(diào)試、程序優(yōu)化、編程規(guī)范、程序設計六個模塊，通過六個模塊的訓練培養(yǎng)學生六個方面的能力：靈活運用C語言語法的能力、讀程序能力、寫程序能力、程序調(diào)試能力、程序優(yōu)化能力、規(guī)范編程能力。

1.C語言語法理論練習

在課程的學習中，C語言作為編程的工具非常重要。掌握基本的語法規(guī)則是編程的基礎，如果不掌握必要的語法規(guī)則，連最簡單的程序也編不出來，或者編出來的程序錯誤百出，無法運行。而C語言的語法知識點多、覆蓋面廣，因此我們創(chuàng)建了C語言語法理論練習題庫，包括單項選擇題、多項選擇題、判斷題幾種題型，在每次上機課前給學生布置與本周上機內(nèi)容相關的語法練習題作為上機預習內(nèi)容，使學生先熟悉即將用到的語法，并且使用技術手段促使學生必須在上機課前完成預習內(nèi)容，以保證預習效果，為上機課做好準備。

2.程序閱讀

一切學習都從模仿開始，編程也一樣。編程就像寫文章，如果想成為一名卓越的作家，在能寫出任何拿得出手的東西之前，需要品讀其他偉大作家的文章，吸收不同的風格，看看前輩已嘗試過的東西，從中吸取精華，自己的知識才會慢慢增長，自己的作品最終才會透露出些許成熟。編寫代碼和寫作一樣，對于程序員來說，閱讀優(yōu)秀的代碼就如同作家閱讀優(yōu)秀書籍一樣重要。

對于初學C語言的學生，閱讀程序就從一本優(yōu)秀的教材開始，要求學生將教材上的源程序代碼一個一個的輸入到電腦中，編譯運行，并且用紙和筆記錄下程序的運行過程，對每一個程序都認真剖析、認真閱讀，在輸入代碼的過程中慢慢就可以品出程序的好壞了，例如，如果發(fā)現(xiàn)自己輸入了很多重復代碼，那就可以看出至少這個程序的結(jié)構(gòu)就不好，需要改進。除了教材，還為學生推薦一些經(jīng)典的C語言書籍，讓學生閱讀和剖析書上的源代碼。我們還收集了經(jīng)典的程序代碼，為學生布置閱讀程序的作業(yè)，作業(yè)的形式多樣，有傳統(tǒng)的讀程序?qū)懡Y(jié)果的題型，也有自己設計的新題型，例如選程序注釋、為程序添加注釋等，選程序注釋就是給出源代碼，讓學生為指定代碼選擇已給出的注釋；為程序添加注釋就是給出源代碼，讓學生為程序的指定行添加注釋。

3.程序跟蹤調(diào)試

在程序的開發(fā)過程中，程序調(diào)試的重要性并不亞于編寫代碼，因為一個設計得再好的程序，也難免會出現(xiàn)錯誤，這些錯誤需要通過調(diào)試來排除，通常程序的功能越復雜，調(diào)試過程的工作量也就越大。

編寫程序時可能產(chǎn)生的錯誤通?？梢苑譃槿箢悾赫Z法錯誤、運行時錯誤和邏輯錯誤。語法錯誤是程序代碼違反了C語言的語法規(guī)則而產(chǎn)生的錯誤，語法錯誤在編譯階段就會被編譯器檢查出來。

運行時錯誤只有在運行時才會體現(xiàn)出來，例如，在應用程序過程中打開了并不存在的文件，或者使用越界的指針等等。運行時錯誤可以在集成調(diào)試環(huán)境下通過設置斷點、單步跟蹤、添加監(jiān)視等方法來查找和排除。

邏輯錯誤是由于程序算法不完善而產(chǎn)生的運行結(jié)果不符合程序設計功能的問題，這一類錯誤比較難以檢查，一般需要通過監(jiān)視和檢查程序中數(shù)據(jù)的變化情況，來檢查錯誤發(fā)生的位置。

大多數(shù)初學C語言的學生在面對錯誤提示時，無從下手，不知錯在哪里，如何修改。為了培養(yǎng)學生調(diào)試程序的能力，對于不同的錯誤類型采用不同的方式教學。對于語法錯誤，我們將常見的錯誤編成一個文檔提供給學生，供學生查閱，同時要求學生上機寫程序時每個人都帶一個小本子和一支筆，當程序出現(xiàn)語法錯誤時，記下英文錯誤提示信息和解決相應錯誤的方法，用于積累經(jīng)驗，避免以后編程時再犯同樣的錯誤或犯了錯誤知道如何修改，此外，還布置程序改錯題對學生進行相關訓練。對于運行時錯誤和邏輯錯誤，我們?yōu)閷W生介紹了不同的調(diào)試方法，例如使用注釋程序的方法縮小錯誤范圍，使用增加printf函數(shù)查看程序運行中相關變量的變化，使用調(diào)試工具監(jiān)視和檢查數(shù)據(jù)變化情況來判斷錯誤位置。此外，還設計了程序跟蹤調(diào)試的題目訓練學生，讓學生在實際的操作中學習和領會調(diào)試工具及調(diào)試方法。以下是我們設計的有關調(diào)試練習的一個題目，該類題可以實現(xiàn)計算機自動評閱。

4.程序優(yōu)化

程序優(yōu)化指的是針對同一問題的不同程序進行比較、調(diào)整或修改，將程序變?yōu)檎Z句比較少、內(nèi)存占用量比較小、運行速度比較快的程序。每一個學習程序設計的人都應該了解程序優(yōu)化的一些常用方法和技巧。在課程中我們?yōu)閷W生介紹了一些程序優(yōu)化的原則（主要是運行時間的優(yōu)化），還設計了一些程序優(yōu)化的題目讓學生練習，在期末考試中也要考核，目的是使學生了解程序優(yōu)化的概念，具有程序優(yōu)化的意識。

5.編程規(guī)范

現(xiàn)在我們用的軟件都是規(guī)模相當大的，非常熟悉的Windows操作系統(tǒng)，Office辦公軟件，各種網(wǎng)絡管理軟件等，都是需要一個龐大的研發(fā)團隊才能完成，如果沒有規(guī)范，那開發(fā)出來的將是一堆電子垃圾，沒有任何用處；沒有成功的規(guī)范，一定沒有成功的軟件；大型軟件的成功并不是某個人的智力決定的，它是嚴格按照規(guī)范來生成的。

有人說，印度十個人編程，會編出一樣的東西，而中國十個人編程可能會有十種風格。因為我們忽略了一個重要問題，即“顧客”的感受，程序的編寫是給別人看的，而不是只給我們自己看。因此，我們參考了業(yè)界比較推崇的一些編程規(guī)范，制定了適合C語言初學者使用的編程規(guī)范，目的在于培養(yǎng)學生良好的編程規(guī)范和意識、素質(zhì)，促進所設計程序安全、健壯、可靠、可讀與可維護。在課上我們強調(diào)和要求程序的可讀性、規(guī)范性等編程規(guī)范，在平時的作業(yè)和期末考試中，一個程序的得分由程序結(jié)果和編程規(guī)范兩部分決定，計算機會對程序結(jié)果和編程規(guī)范進行評閱，程序中如果有3個或以上的規(guī)范錯誤，該程序計為0分。

6.程序設計

程序設計課程就是要培養(yǎng)學生利用計算機分析和解決問題的能力，學習怎樣用計算機的方式去思考和解決問題。程序設計不是聽會的，也不是看會的，而是自己練會的。學生只有在編寫大量程序之后，才能獲得真知灼見，找到感覺，最后能運用自如。因此，我們給學生提供了大量的上機練習時間，上機時我們將機房設置為實驗環(huán)境，學生在限定的時間、限定的機房內(nèi)完成老師布置的程序，并由計算機自動評分，如果發(fā)現(xiàn)有錯，還可以根據(jù)提示反復修改提交。在實驗環(huán)境下，由于無法使用U盤等外部設備、無法使用外網(wǎng)，學生之間無法互相拷貝程序，每個學生都只能自己動手，不可能依賴其他同學，無法吃大鍋飯。

除了上機實驗課的編程，為了讓學生鞏固所學，還布置了課后編程作業(yè)，也是限定時間提交，計算機自動評分。

期末考核也采用全機考的方式，不考死記硬背的東西，考核學生程序設計、程序調(diào)試、查閱資料等能力，計算機自動評分，對就是對，錯就是錯。

通過大量的編程練習，學生編寫程序及調(diào)試程序的能力普遍有了較大提高。

三、結(jié)語

“C語言程序設計”是一門重要的課程，對于零編程基礎的學生來說，同時又是一門困難的課程，為了上好這門課程，多年來我們一直致力于該課程的教學研究和改革，經(jīng)過多年的努力，我們的教學取得了良好的效果。

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（作者單位：成都信息工程大學）