陳善利

（南通大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通）

一 引言

隨著科技的發(fā)展和人工智能時(shí)代的來(lái)臨，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)具有越來(lái)越重要的地位。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是目前廣泛使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，它除了具有高級(jí)編程語(yǔ)言的功用，還具有匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，因此相對(duì)于其它編程語(yǔ)言，C語(yǔ)言具有廣泛性、簡(jiǎn)潔性、結(jié)構(gòu)完善等特點(diǎn)。C語(yǔ)言不僅是程序設(shè)計(jì)者的入門(mén)語(yǔ)言，它還能幫助我們學(xué)習(xí)其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，如Java語(yǔ)言、VB語(yǔ)言等[1]。因此C語(yǔ)言是程序設(shè)計(jì)初學(xué)者必備的語(yǔ)言。

二 問(wèn)題的提出

如今，《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》已越來(lái)越普遍地成為高等學(xué)校理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的公共基礎(chǔ)課，全國(guó)以及各省市的計(jì)算機(jī)等級(jí)考試都將C語(yǔ)言列入考試范圍。但從筆者這幾年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，不少學(xué)生，尤其是非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生反映，課堂上剛開(kāi)始學(xué)習(xí)基本的語(yǔ)法規(guī)則時(shí)還能聽(tīng)懂，到中間學(xué)習(xí)基本結(jié)構(gòu)、數(shù)組時(shí)開(kāi)始一知半解，再往后學(xué)習(xí)函數(shù)、指針時(shí)完全找不到頭緒，上機(jī)編程更是無(wú)從下手。一個(gè)學(xué)期下來(lái)，只有少數(shù)學(xué)生能編寫(xiě)像樣的程序，大多數(shù)學(xué)生只學(xué)會(huì)了皮毛。面對(duì)這樣的問(wèn)題，作為教師應(yīng)該思考如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，研究怎樣進(jìn)行C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)方法的改革[2,3]。

三 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

不管是中小學(xué)還是大學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式就是教師在課堂講解概念，演算練習(xí)題，學(xué)生對(duì)照課本學(xué)習(xí)，課后做練習(xí)鞏固。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生除了課堂上學(xué)習(xí)理論概念，更重要的是需要上機(jī)做編程訓(xùn)練，把理論知識(shí)融入到實(shí)際問(wèn)題中，通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練來(lái)掌握C語(yǔ)言的編程方法。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式只注重C語(yǔ)言本身語(yǔ)法知識(shí)的講解，忽略了編程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，而且C語(yǔ)言的各種數(shù)據(jù)類(lèi)型、輸入輸出格式等語(yǔ)法知識(shí)極為瑣碎，需要花費(fèi)大量的時(shí)間講解、記憶，許多學(xué)生在此階段容易失去學(xué)習(xí)的耐心和興趣，很難繼續(xù)后面的學(xué)習(xí)，即使學(xué)生記住了一大堆語(yǔ)法知識(shí)，遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)還是無(wú)從下手，長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)越來(lái)越失去學(xué)習(xí)的信心和興趣，最終徹底放棄。由此看來(lái)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式并不適合C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)[4-6]。

四 教學(xué)方法的改進(jìn)研究

（一） 理論教學(xué)的改進(jìn)

筆者所在的學(xué)校理工科專(zhuān)業(yè)的大一學(xué)生在第二學(xué)期開(kāi)設(shè)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這門(mén)課，課時(shí)為72學(xué)時(shí)，其中42學(xué)時(shí)為理論教學(xué)，30學(xué)時(shí)為上機(jī)操作，理論與實(shí)踐相結(jié)合。對(duì)于理論部分的學(xué)習(xí)，筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)教學(xué)方法：

（1）培養(yǎng)興趣

對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)一門(mén)非自己本專(zhuān)業(yè)的，而且知識(shí)點(diǎn)比較繁復(fù)、枯燥的課程，培養(yǎng)興趣是首要的。絕大多數(shù)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教材，在介紹每章節(jié)內(nèi)容的時(shí)候首先拋出概念和語(yǔ)法規(guī)則，然后給出幾個(gè)相關(guān)的編程例題，教師上課就是講語(yǔ)法規(guī)則和分析例題，學(xué)生被動(dòng)地接收知識(shí)點(diǎn)和理解課本上的例題，一旦出現(xiàn)超出了課本范圍的編程問(wèn)題，很多學(xué)生不能做到舉一反三。作為教師，是否可以對(duì)這樣的教學(xué)方法反其道而行之呢[7,8]？

在學(xué)習(xí)語(yǔ)法規(guī)則之前，首先給學(xué)生演示一些案例程序用來(lái)解決實(shí)際中比較常見(jiàn)的問(wèn)題，給學(xué)生有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生產(chǎn)生一種“原來(lái)這樣的問(wèn)題可以編程實(shí)現(xiàn)，而且并不復(fù)雜”的想法，繼而會(huì)問(wèn)：“這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？”這時(shí)，教師可以就這樣的程序講解語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，然后舉一反三，最后通過(guò)上機(jī)讓學(xué)生自己編程實(shí)現(xiàn)。教學(xué)方法改進(jìn)前后的流程對(duì)比如圖1所示。

圖1 教學(xué)方法改進(jìn)前后的流程對(duì)比

要能實(shí)現(xiàn)這樣的方法，對(duì)教師的要求是比較高的，教師要設(shè)計(jì)出比較好的案例，既要用到C語(yǔ)言的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，又要簡(jiǎn)單實(shí)用，還要有擴(kuò)展性[6]。比如，在講授基本結(jié)構(gòu)中的循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，筆者讓學(xué)生當(dāng)堂抄100遍循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)并標(biāo)序號(hào)，學(xué)生都面面相覷，這時(shí)筆者用循環(huán)結(jié)構(gòu)中的for循環(huán)完成了這個(gè)操作，前后只用了不到2分鐘。然后通過(guò)這個(gè)實(shí)例講解for循環(huán)的語(yǔ)法規(guī)則和執(zhí)行流程，學(xué)生很容易就理解了，然后再舉一反三，循序漸進(jìn)，逐漸增加循環(huán)的難度講解。再比如，講授函數(shù)的時(shí)候，筆者讓學(xué)生編程計(jì)算1到10范圍內(nèi)每一個(gè)整數(shù)的階乘，求一個(gè)數(shù)的階乘在前面的課程中學(xué)習(xí)過(guò)，學(xué)生會(huì)編寫(xiě)求某一個(gè)數(shù)的階乘，但是要編寫(xiě)1到10范圍內(nèi)每一個(gè)數(shù)的階乘，而且代碼非常相似，學(xué)生覺(jué)得重復(fù)寫(xiě)代碼太浪費(fèi)時(shí)間，而且重復(fù)的代碼也會(huì)帶來(lái)存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，不少學(xué)生產(chǎn)生了一種想法：是否有方法可以一次性計(jì)算每一個(gè)數(shù)的階乘？答案是肯定的，通過(guò)函數(shù)求階乘。這樣引出函數(shù)的定義、調(diào)用等。

通過(guò)這樣的方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候都能夠保持一種積極的求知欲，學(xué)習(xí)語(yǔ)法的時(shí)候也不會(huì)覺(jué)得那么枯燥。

（2）變靜為動(dòng)

C語(yǔ)言知識(shí)點(diǎn)比較多，算法也多，有時(shí)同一個(gè)問(wèn)題可以用多個(gè)算法實(shí)現(xiàn)，學(xué)生往往一個(gè)算法還沒(méi)有理解，更不可能去比較多個(gè)算法了。教師在講授這些算法的時(shí)候應(yīng)該考慮如何讓學(xué)生更加容易區(qū)分和理解這些算法。

比如程序設(shè)計(jì)中最經(jīng)典的排序問(wèn)題，常見(jiàn)的算法有選擇排序、冒泡排序、堆排序、快速排序等，每種算法有各自的特點(diǎn)，其中最容易混淆的是選擇排序和冒泡排序，同樣是兩兩比較，過(guò)程相似，代碼相似，學(xué)生很難區(qū)分。筆者嘗試把這兩種算法的過(guò)程做成動(dòng)態(tài)的演示圖，學(xué)生很容易就能區(qū)分了[9,10]。

圖2所示為冒泡排序法一次比較的動(dòng)態(tài)演示圖。冒泡排序中，每次比較都是相鄰的兩個(gè)數(shù)兩兩比較，交換位置，比較結(jié)束后得到最大的數(shù)，剩余的數(shù)重復(fù)比較的過(guò)程，每次得到最大的數(shù)，直到所有的數(shù)排好序。

圖2 冒泡排序法演示圖

圖3所示為選擇排序法一次比較的動(dòng)態(tài)演示圖。選擇排序中，每次比較是第一個(gè)數(shù)和其余所有的數(shù)兩兩比較，交換位置，比較結(jié)束后得到最小的數(shù)，剩余的數(shù)重復(fù)比較的過(guò)程，每次得到最小的數(shù)，直到所有的數(shù)排好序。

土墻日光溫室主要是指以板打墻和機(jī)械碾壓土墻為溫室墻體的日光溫室，我省目前數(shù)量為13萬(wàn)棟以上，其中，機(jī)械碾壓土墻是現(xiàn)存量最大的日光溫室類(lèi)型，占土墻溫室90%以上，占全省日光溫室數(shù)量總量的55%以上，主要分布在湟水谷地的大通、湟中、湟源、互助、樂(lè)都、平安、民和等縣，其次是黃河谷地貴德、共和、尖扎、同仁縣。土墻日光溫室(本文主要指機(jī)械碾壓土墻溫室)的好壞直接關(guān)系到冬季蔬菜生產(chǎn)狀況，維護(hù)保養(yǎng)和升級(jí)改造土墻日光溫室對(duì)高效利用該蔬菜生產(chǎn)設(shè)施具有重要作用。

圖3 選擇排序法演示圖

用語(yǔ)言描述兩種算法非常相似，但是用動(dòng)態(tài)圖演示可以很清楚的比較出來(lái)。通過(guò)這樣的動(dòng)態(tài)演示使學(xué)生能夠更加直觀地理解算法的過(guò)程和特點(diǎn)，也加深了記憶，理解了算法了以后再用程序?qū)崿F(xiàn)學(xué)生就容易接受了。

（3）與學(xué)生保持一致的思路

現(xiàn)在高校教學(xué)絕大多數(shù)都是采用多媒體教學(xué)，教師通過(guò)投影儀講解概念、語(yǔ)法，演示程序，這樣的教學(xué)手段極大提高了教學(xué)效率，但也會(huì)帶來(lái)問(wèn)題[11]。在使用多媒體教學(xué)之前，教師多是板書(shū)程序，一邊寫(xiě)程序一邊講解，雖然效率低，但是學(xué)生有充分的時(shí)間思考和理解?，F(xiàn)在教師都是用PPT播放代碼或者用編程工具打開(kāi)編輯好的程序講解，學(xué)生往往首先被程序的復(fù)雜度嚇住，對(duì)程序產(chǎn)生了抗拒的心理，而且教師在講解的時(shí)候不可能一句一句代碼講，總是挑重要的部分講，學(xué)生容易跟不上節(jié)奏，稍微一走神后面就聽(tīng)不懂了。兩種教學(xué)手段各有利弊，是否可以把這兩種教學(xué)手段結(jié)合起來(lái)呢？筆者嘗試了用多媒體的方式“板書(shū)”程序，取得了比較理想的效果。

C語(yǔ)言的編程工具有多種，目前常用于教學(xué)與計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的有Visual C++、Visual Studio。筆者使用了一種比較快捷方便的編輯器：CodeBlocks。在CodeBlocks里編程，關(guān)鍵字只要輸入首字母會(huì)自動(dòng)彈出，大括號(hào)也會(huì)自動(dòng)配對(duì)，省去了輸入語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的時(shí)間，還有調(diào)試器方便調(diào)試程序。筆者在講解程序的時(shí)候首先給出問(wèn)題讓學(xué)生思考，然后在編輯器里從定義變量開(kāi)始輸入，邊輸入邊講解語(yǔ)句的作用，與學(xué)生保持一致的思路。有時(shí)輸入過(guò)程中不小心出錯(cuò)，學(xué)生也能指出錯(cuò)誤。對(duì)于一些復(fù)雜的語(yǔ)句結(jié)構(gòu)，還可以用調(diào)試器做單步調(diào)試，讓學(xué)生對(duì)程序的運(yùn)行過(guò)程有更加透徹的理解。

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課，教學(xué)過(guò)程中除了教師的講解以外，上機(jī)實(shí)踐也是非常重要的。前面講到的幾種教學(xué)方法的改進(jìn)可以幫助學(xué)生從理論上更好地學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，學(xué)生自身也需要通過(guò)大量的上機(jī)訓(xùn)練來(lái)培養(yǎng)操作能力和靈活運(yùn)用的能力[12]。

（二） 實(shí)踐教學(xué)的改進(jìn)

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐性非常強(qiáng)，因此在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練尤為重要。因?yàn)閷?shí)踐學(xué)習(xí)的課時(shí)相對(duì)較少，怎樣充分利用較少的課時(shí)達(dá)到實(shí)踐訓(xùn)練的效果是教師需要研究改進(jìn)的。結(jié)合理論教學(xué)，筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面嘗試改進(jìn)[13]：

學(xué)生上機(jī)操作編什么程序很關(guān)鍵，編寫(xiě)的程序既要與學(xué)習(xí)的理論相結(jié)合，又要難度適中，有代表性，容易舉一反三。實(shí)驗(yàn)教材的題目往往難度偏低，而且有實(shí)驗(yàn)步驟和完整的程序代碼參考，對(duì)于不自覺(jué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，每次上實(shí)驗(yàn)課只是把教材上的代碼錄入運(yùn)行，起不到練習(xí)的作用。筆者嘗試每次實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)一些相關(guān)的編程題給學(xué)生練習(xí)，有難度的題目適當(dāng)給出一些提示，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束前給出完整的程序并講解思路算法，學(xué)生對(duì)照自己編寫(xiě)的程序修改運(yùn)行。

（2）實(shí)踐方式

編程需要花費(fèi)的時(shí)間比較多，實(shí)驗(yàn)課程安排的時(shí)間比較少，如果課上給學(xué)生題目讓學(xué)生編程調(diào)試，往往一次課學(xué)生連一個(gè)程序都完成不了。筆者的做法是提前把實(shí)驗(yàn)題布置給學(xué)生，學(xué)生可以利用課后時(shí)間編寫(xiě)代碼，實(shí)驗(yàn)課時(shí)用來(lái)調(diào)試驗(yàn)證，遇到問(wèn)題可以相互討論，相互學(xué)習(xí)[14]。

經(jīng)過(guò)一學(xué)期的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生基本掌握C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的編程思想，能夠較好地完成實(shí)踐教學(xué)所要求的教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到課程學(xué)習(xí)的要求。

五 總結(jié)

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這門(mén)課對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)確實(shí)是一門(mén)比較難學(xué)的課程，對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力有很大的考驗(yàn)，讓每個(gè)學(xué)生通過(guò)有限的學(xué)時(shí)掌握好編程語(yǔ)言對(duì)教師也是一個(gè)考驗(yàn)。教師如何在教學(xué)過(guò)程中提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的編程能力，培養(yǎng)邏輯思維能力，并不是一朝一夕的事情，必須要在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)、總結(jié)和改進(jìn)，才能獲取寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。