王艷會 鐘誠 （陸軍軍事交通學院鎮(zhèn)江校區(qū)）

工欲善其事，必先利其器。C程序設(shè)計是計算機類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等十余門專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)主干課的先修課程。該課程的學習效果的好壞直接影響到后續(xù)課程的學習。如果C 語言掌握不好，后續(xù)課程的學習難免流于形式；反之，如果在C 語言課程的學習中獲得了本專業(yè)應(yīng)有的程序設(shè)計能力，后續(xù)課程的學習將會有深刻的理解和實踐應(yīng)用能力。從這種角度看，C 語言程序設(shè)計課程不僅是計算機類專業(yè)本科課程學習的開始，而且也是后續(xù)課程的學習和實踐的工具。因此C 語言課程的教學方法研究對于計算機專業(yè)的教學有著不言而喻的重要性。對于一門課程，教材很大程度上是教學理念和教學方法的反映，C語言亦是如此。近二十余年來，國內(nèi)優(yōu)秀的C 語言教材層出不窮，其中更是不乏影響深遠的經(jīng)典教材。這些教材為國內(nèi)的C語言教學提供了包含豐富教學經(jīng)驗的教學思路、教學內(nèi)容和教學理念，適合國內(nèi)學生的知識基礎(chǔ)，是國內(nèi)C 語言教學方法的代表。縱觀國外的計算機專業(yè)C 語言教學領(lǐng)域，也有很多優(yōu)秀的 C 語言教材，其中以《C Primer Plus》、《C and Pointer》、《The C Programming Language》等為代表，其中的講授思路和內(nèi)容和國內(nèi)卻有著諸多不同，也自然對應(yīng)著一些與國內(nèi)不同的教學方法。這些國外教材當然是根據(jù)國外計算機專業(yè)學生的知識基礎(chǔ)等情況編寫，但其中某些方面亦可以作為國內(nèi)借鑒，從而進一步提高國內(nèi)C 語言課程的教學效果，增強學生的程序設(shè)計能力。本文從國外經(jīng)典教材《C Primer Plus》出發(fā)，比較國內(nèi)外教材，分析國內(nèi)外C 語言程序設(shè)計課程的教學內(nèi)容、教學目標和教學思路的不同，然后根據(jù)我國計算機專業(yè)本科生的知識基礎(chǔ)，適當借鑒國外教學思想，提出改進該課程教學方法的些許淺見。

一 國內(nèi)外教材的區(qū)別

（一）對語法的介紹

幾乎所有國內(nèi)教材習慣將語法劃分為多個組成部分，如數(shù)據(jù)類型、過程控制語句、函數(shù)、數(shù)組以及指針，等。每部分內(nèi)容由對應(yīng)章節(jié)介紹。在每個章節(jié)中，相應(yīng)語法內(nèi)容會被詳盡地、徹底地介紹。學生在掌握這些語法后做這些語法的應(yīng)用練習，即編寫程序。以數(shù)組和指針為例，在數(shù)組和指針章節(jié)中，數(shù)組的定義、初始化、使用、二維數(shù)組、地址、存儲方式、字符串、指針、指針間接引用、二級指針、指針數(shù)組和數(shù)組指針等語法被全部介紹。在《C Primer Plus》中，數(shù)組的定義等基本語法在《循環(huán)語句》中附帶介紹，指針的定義等基本語法在《函數(shù)》中附帶介紹。國內(nèi)教材的出發(fā)點是首先讓學生掌握扎實的語法基礎(chǔ)，然后進行編程能力的鍛煉；《C Primer Plus》則是引導學生逐步編寫由易到難的程序，在使用的過程中介紹需要的語法。簡言之，國內(nèi)教材的做法是先學再做，大步推進；而國外教材的做法是在做中學，小步快行。相比之下，國內(nèi)教材的做法可以使用較少學時讓學生掌握語法基礎(chǔ)并具備一定的程序設(shè)計能力，但學習難度較高；而國外教材的做法使學生在用中學，在教的過程中引導學生養(yǎng)成良好的編程習慣，學習難度較低，但需要更多的學時。兩種教材的不同是由國內(nèi)外高校計算機專業(yè)學生、課程和學時安排的不同導致的。國外教材因為課程學時多，可以以較慢的進度引導學生邊用邊學，從而保證教學效果；而國內(nèi)計算機專業(yè)開設(shè)課程較多，單門課程不可能安排太多學時，另外學生學習更為勤奮，能夠接受少學時、大容量的課時，所以國內(nèi)教材按內(nèi)容嚴格劃分為較少章節(jié)，單課時內(nèi)容更為緊湊。另外，《C Primer Plus》對語法的介紹非常全面，而國內(nèi)教材僅介紹必需的語法，這也和課程教學學時的差別有關(guān)。

（二）編程環(huán)境和編譯器

多數(shù)國內(nèi)教材會指定一種編程軟件，常見的有Turbo C（TC）和 Visual C++（VC）；《C Primer Plus》沒有采用特定的編程軟件。指定編程工具的好處是可以讓學生盡快進入編程環(huán)節(jié)，省去了摸索編程軟件使用方法的過程。但是指定編程軟件也導致不能介紹沒有被特定編譯器采用的語法，從而導致介紹語法不全面，甚至導致介紹的語法陳舊。如Visual C++的所有版本僅支持 ANSI C 1989 的語法，ISO C 1999 和 ISO C 2011 中的語法就不能介紹；而Turbo C 甚至連最初的ANSI C 1989 都不支持。這樣指定特定編程軟件的做法會導致所介紹的C 語言語法或者太舊，或者僅是某一種編譯器的“方言”。而《C Primer Plus》沒有指定任何一種編程軟件，因此可以毫無顧忌地介紹全面的語法，但這樣需要學生自己尋找編程軟件，而且需要自己摸索使用方法，如果該過程不順利，可能影響學生的學習心理，失去興趣，而且很多編程軟件是英文版的，對部分英語水平欠佳的中國學生來說也是一個與C 語言內(nèi)容本不相關(guān)的障礙。

（三）例題和習題

國內(nèi)教材例題多有較深數(shù)學背景，如方程求根二分法，級數(shù)逼近，等。這類題目需要考慮的情況較少，但往往有較復雜的流程控制，有利于鍛煉學生的分析問題、整理編程思路的能力，但對于全面考慮問題的習慣養(yǎng)成幫助不大?！禖 Primer Plus》的例題多為與生活相關(guān)的、與數(shù)學不相關(guān)或數(shù)學基礎(chǔ)淺顯的例題，如銀行本息計算、電費計算、整數(shù)方冪計算，等。這類題目的過程控制較為簡單，但可能出現(xiàn)的情況較多，對于分析問題、整理編程思路的能力的鍛煉促進作用較小，但可以引導學生考慮到可能發(fā)生的各種情況，編寫出健康的程序。簡言之，即國內(nèi)教材所選例題注重培養(yǎng)學生堅韌的分析解決較難問題的能力，而國外教材所選例題偏重培養(yǎng)學生全面考慮問題的習慣。二者各有所長。國內(nèi)教材之所以能夠選擇數(shù)學理論較深的例題，一個很大的原因是國內(nèi)多數(shù)學生有著扎實的數(shù)學基礎(chǔ)，能夠理解例題所解決的問題，而正是學生的這種基礎(chǔ)，讓國內(nèi)教材有了培養(yǎng)學生刻苦分析編寫較復雜控制過程程序的條件，所培養(yǎng)出的學生中確實有較大比例人數(shù)擅長這種復雜程序的編寫，但這也恰恰將少數(shù)數(shù)學基礎(chǔ)不夠好的學生擋在了C 語言的大門之外。

在課后習題方面，國內(nèi)教材常常給出包括選擇題、填空題、程序分析題和程序設(shè)計題等的較全面的題型，對概念性內(nèi)容有著比重較大的涉及?！禖 Primer Plus》課后習題類型僅有程序分析題和程序設(shè)計題，僅鍛煉學生讀程序和編程序的能力，對概念性的語法涉及較少。

綜上所述，在語法方面，國內(nèi)教材以語法的介紹為思路，且大多只介紹必需的語法，并通過習題強化對這些語法的掌握，然后開始對編程思維的訓練；國外教材以編寫程序所涉及語法的逐層拓展為思路，但對語法的介紹極為全面，這些語法在習題部分卻沒有很全面地覆蓋，也就是說，國外教材對語法的介紹雖然全面，但其中很大的部分屬于了解性質(zhì)。從學習難度分析，國內(nèi)教材先語法后編程，是走了一道“陡坡”，學習難度較高，但若學生能夠堅持，則可以在較短時間內(nèi)取得明顯效果；而國外教材隨著編程的拓展臨時介紹需要的語法，讓語法圍著學生轉(zhuǎn)，降低了學生的學習難度，是一道“緩坡”，但需要相對較長的學時。從培養(yǎng)效果分析，國內(nèi)教材強調(diào)學生應(yīng)該能夠編寫思路較復雜程序的能力，而國外教材的程序復雜程度有限，重點突出考慮問題的全面性方面的引導。在這些方面，國內(nèi)外的教材各有所長。從語法標準角度分析，國內(nèi)教材普遍標準陳舊，絕大部分教材還在采用ANSI C1989 作為語法標準，而國外教材普遍采用ISO C1999 或ISO C2011 標準。標準的陳舊是有編譯器的陳舊導致的。很多教材采用了不支持C99標準語法的Visual C++和只有在Windows98、2000、XP 等老舊系統(tǒng)下才能運行的Turbo C。在這方面，國內(nèi)部分教材略顯不足。

二 改進建議

第一，國內(nèi)教材僅介紹必需的語法，更適合中國計算機專業(yè)本科生的計算機基礎(chǔ)，也更有利于將有限的學時用到程序設(shè)計思維的鍛煉上，但是在語法介紹過程中以語法內(nèi)容劃分章節(jié)，雖然所需學時較少，但是學習難度相對較高。因此在基本語法的講授環(huán)節(jié)，可以以學習過程中學生所編寫的程序的規(guī)模的進展調(diào)整語法的講授順序，介紹當時需要的語法，如介紹循環(huán)語句時可先簡要介紹數(shù)組的基本語法，無須涉及地址以及存儲方式等較深內(nèi)容，讓學生先用起來。如果因此導致所需學時增加，可以減少字符串輸入輸出和格式輸入輸出函數(shù)等不重要內(nèi)容的學時。

第二，Turbo C 和Visual C++僅支持C89，語法標準較陳舊，而且現(xiàn)在廣泛使用的Windows 7 和Windows8 操作系統(tǒng)對這兩種編程環(huán)境的支持并不好。另外，從保護知識產(chǎn)權(quán)和節(jié)省費用的角度考慮，也應(yīng)盡量選擇開源軟件。Dev Cpp 對上述要求均能很好地滿足。另外，Dev Cpp 是大部分國際和國內(nèi)程序設(shè)計比賽的指定編程環(huán)境，使用它也有利于學生參加各類相關(guān)比賽；而且Dev Cpp 可采用MinGW 編譯器，是Linux 操作系統(tǒng)GNU 的Windows 版本，這也有利于學生以后在Linux 操作系統(tǒng)中從事嵌入式開發(fā)。

第三，課堂習題盡量不涉及較深奧的數(shù)學原理。如果涉及，應(yīng)先將所涉及的數(shù)學背景以通俗的方式講解明白，避免部分數(shù)學基礎(chǔ)不好的學生因為對數(shù)學的恐懼而失去對C 語言的興趣。在C 語言課程后期，可以將數(shù)獨、彩票等簡單數(shù)字游戲或現(xiàn)實生活中的問題作為本課程的綜合練習項目。