賈文晶 肖理慶

摘 ?要：在新工科教育背景下，針對傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的不足，從學(xué)生角度出發(fā)，將理論教學(xué)與上機練習(xí)相結(jié)合，將課堂講授與編程應(yīng)用探討相結(jié)合，以函數(shù)編程為例，開展C語言層進式課程教學(xué)設(shè)計研究。教學(xué)實踐表明，本文提出的C語言層進式教學(xué)設(shè)過程計能夠有效提高課堂教學(xué)效果，增加師生互動環(huán)節(jié)，在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)學(xué)術(shù)技術(shù)底蘊方面得到了較好的反饋。

關(guān)鍵詞：C語言;層進式;新工科

中圖分類號： ? ? ? 文獻標識碼： ? ? ? 文章編號：

1 引言

新工科背景下不斷推進創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，目標是為新時代培養(yǎng)具有專業(yè)能力的高素質(zhì)人才。隨著計算機技術(shù)的日益成熟，計算機產(chǎn)品的功能也越加強大，生活中的各行各業(yè)都跟計算機技術(shù)息息相關(guān)，計算機技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。伴隨著社會的進步，企業(yè)對從業(yè)人員的要求不僅僅在知識層面，還要有較強的計算機操作能力。既要能熟練應(yīng)用各計算機產(chǎn)品的本領(lǐng)，又要有創(chuàng)新開發(fā)計算機產(chǎn)品的能力，所以熟練掌握一門計算機語言是當(dāng)今企業(yè)的就業(yè)需求[1]。

C語言是人與計算機交流的語言，也是編程愛好者學(xué)習(xí)編程的一門入門語言。作為一名計算機語言任課教師，已經(jīng)多年從事計算機語言工作任務(wù)。和大多數(shù)人一樣，接觸的第一個計算機語言就是C語言，眾多計算機語言為什么選擇它作為計算機的入門語言呢？經(jīng)過多年的任教和學(xué)習(xí)，也終于懂得C語言雖然簡單，作為高級語言的入門語言，但是其功能非常之強大。它的優(yōu)點主要體現(xiàn)在代碼量小、運行速度快和可以訪問硬件等方面，所以目前操作系統(tǒng)就只能用C語言來寫[2]。對于工科專業(yè)的大學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)初期同學(xué)們學(xué)習(xí)興趣的建立和學(xué)習(xí)過程中同學(xué)們自主編程能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。從學(xué)生角度出發(fā)，需要將理論教學(xué)與工程案例相結(jié)合，將課堂講授與編程應(yīng)用相結(jié)合，增加實踐教學(xué)的比重，讓同學(xué)們能夠參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中去，從C語言學(xué)習(xí)中找到樂趣，才能愛上C語言去。除了建立學(xué)生對C語言課程的學(xué)習(xí)興趣，還要鍛煉同學(xué)們的自主編程能力，如何鍛煉同學(xué)們的自主編程能力呢？讓學(xué)生不再只依賴于課本例題，能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源，多去讀一些經(jīng)典例題，做到舉一反三，遇到問題能自己解決。

2 ?C語言程序設(shè)計教學(xué)方法反思與課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標整合

目前國內(nèi)很多高校如合肥工業(yè)大學(xué)、西南交通大學(xué)、阜陽師范學(xué)院等均建立了C語言程序設(shè)計（實驗）教學(xué)平臺，用C程序編程演示代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書，活躍了課堂氣氛，增加學(xué)生與老師之間的互動，讓學(xué)生更好的參與到課堂中，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)C語言的積極性以及C語言程序設(shè)計課堂（實驗）教學(xué)質(zhì)量[3]。但在新工科的背景下，對就業(yè)人員C語言編程能力的要求也逐步提高針對傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的不足，本文提出以下幾點反思：（1）C語言數(shù)據(jù)類型多、知識點復(fù)雜，學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。學(xué)生計算機語言基礎(chǔ)薄弱，在興趣的激發(fā)下，初期大多數(shù)同學(xué)C語言學(xué)習(xí)動力較足，后期隨著課程難度增加多數(shù)同學(xué)心有余而力不足，導(dǎo)致最終只有極少數(shù)同學(xué)掌握C程序編程能力;（2）學(xué)生對理論知識的掌握沒有在C編程實戰(zhàn)中得到演練。理論知識點在教師的講解下多數(shù)同學(xué)都能理解吸收，實驗課在教師的帶領(lǐng)下也能編寫簡單的程序，但課時有限，很少有同學(xué)會在課后練習(xí)C程序編程，這就導(dǎo)致很多同學(xué)知識點都學(xué)會了，并不知道怎么用;（3）學(xué)生慣性思維嚴重，解題思路不夠靈活。C語言功能十分強大，語法自由，只要思路清晰，程序員可以用C語言寫出任何程序，但現(xiàn)在學(xué)生思維不夠主動，編程方法受課本例題的束縛，出現(xiàn)錯誤依賴老師去解決，即使掌握C程序編程能力也不能精通。根據(jù)以上情況，筆者結(jié)合本專業(yè)C語言教學(xué)情況，制定了C語言層進式教學(xué)過程設(shè)計，主要的教學(xué)目的為：

（1）讓同學(xué)們能夠駕馭C語言自主編程，熟練掌握C語言的三大語法結(jié)構(gòu)順序、選擇和循環(huán)，熟練運用數(shù)組、函數(shù)和指針來解決問題;

（2）讓喜歡C語言編程的同學(xué)能夠精通掌握它，分析解讀經(jīng)典C程序，將優(yōu)秀程序員的編程思維學(xué)為己用。

3 ?C語言層進式教學(xué)過程設(shè)計

近幾年人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)得到越來越多學(xué)者的關(guān)注，C語言作為大學(xué)生進入大學(xué)校園的第一門計算機語言課，如何讓學(xué)生喜歡上C語言，提高學(xué)生們的編程能力變得尤為重要[4]。為達成以上教學(xué)目標，本文提出C語言層進式教學(xué)過程設(shè)計，本設(shè)計包括五個階段，興趣激發(fā)，功能特點分析，經(jīng)典例題引入，知識點剖析，和編程應(yīng)用探討。以下本文以C程序編程的函數(shù)知識點切入，詳細介紹層進式教學(xué)過程設(shè)計的主要方法，使學(xué)生們能夠主動學(xué)習(xí)，提高自主編程能力，能逐步掌握函數(shù)定義的語法結(jié)構(gòu)，能熟練運用函數(shù)去解決C編程中遇到的問題。

3.1 興趣激發(fā)

國外某知名教育家曾經(jīng)提到“成功的教育不在于強制，而在于鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)?！盋語言作為計算機語言，其學(xué)習(xí)內(nèi)容和語言結(jié)構(gòu)對比自然語言的學(xué)習(xí)，給同學(xué)們打開了一個嶄新的大門。自然語言是人與人之間溝通的語言，戰(zhàn)國策出“夫市之無虎，但是三人言而成虎?！弊匀徽Z言在表達上其主觀性更強，容易產(chǎn)生歧義。C語言其作為機器語言要求準確性極高，不能存在模棱兩可。這使得C語言的學(xué)習(xí)變得枯燥乏味，增加了學(xué)生們的學(xué)習(xí)難度，現(xiàn)在本文以C語言函數(shù)知識點切入，講解怎樣激起同學(xué)們學(xué)習(xí)C語言的興味[5]。

在學(xué)習(xí)函數(shù)之前首先要上學(xué)生明白為什么要學(xué)函數(shù)，在課堂開始先引入這樣一段歷史典故，很多看過《三國演義》書和電視劇的肯定對以下描述并不陌生。司馬懿曰“諸葛孔明食少事煩，其能久乎！”司馬懿說完這段話沒多久，諸葛亮就去世了?！笆聼o巨細，事必躬親”，諸葛亮的這種行為在管理學(xué)中是不被認可的，管理學(xué)講究分工合作，以一人之力完成所有工作顯然大大降低了工作效率。對于C語言而言，簡單的累加求和、比較大小等算法程序只有幾行或幾十行，但當(dāng)C語言用來編寫計算機系統(tǒng)或大型游戲時，其程序可能是上千行或者上萬行。如果把這些上千行或者上萬行的程序作為一個C程序源文件，首先對于程序員來說從編寫到維護難度都非常大。上千行的C程序作為產(chǎn)品到讀者手中，閱讀起來也是非常困難的。每個程序完成各自的功能，這就是C程序函數(shù)的來源[6]。

3.2 功能特點分析

一個程序包括算法和數(shù)據(jù)兩部分，算法是一個C語言程序中最重要的部分，算法的好壞決定了程序的質(zhì)量，數(shù)據(jù)是程序的操作內(nèi)容。但是一個好的程序除了算法和數(shù)據(jù)之外，還需要程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計，程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計的藝術(shù)就是將程序進行模塊化的設(shè)計。函數(shù)是C語言進行模塊化設(shè)計必不可少的一部分。如果把C語言的編寫過程比作生產(chǎn)線汽車組裝過程，函數(shù)相當(dāng)于汽車的零件，在汽車組裝過程中，每個零件都需要設(shè)計、調(diào)試和檢測無誤后在安裝到汽車上。汽車的零件可以是自己設(shè)計研發(fā)，也可以進口國外產(chǎn)品。自己設(shè)計研發(fā)的“零件”對應(yīng)的是自定義函數(shù)，是由編程人員自己編寫完成，進口產(chǎn)品對應(yīng)的是庫函數(shù)，是由別人寫好的一些經(jīng)典源程序，編程人員在設(shè)計程序是可以直接調(diào)用[7]。

C程序結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，由此可知，一個復(fù)雜的計算機程序由多個函數(shù)構(gòu)成，這個函數(shù)可以是編程人員親自定義的函數(shù)，也可以他人定義好的庫函數(shù)。

3.3 經(jīng)典例題引入

下面本文通過重復(fù)輸出“*”號和文字的案例來講解函數(shù)的定義。題目要求：輸出一行*****，再輸出一行文字，再輸出一行*****，用函數(shù)調(diào)用來實現(xiàn)。題目解析：在輸出的文字的上下方分別要求輸出一行“*”號，顯然不必重復(fù)設(shè)計輸出“*”的這段代碼，定義一個子函數(shù)p_s來實現(xiàn)輸出一行“*”號的功能，定義一個p_m的子函數(shù)來輸出中間一行文字，用主函數(shù)分別調(diào)用兩個子函數(shù)來完成以上功能。

3.4 知識點剖析

題目中要求輸出兩行“*”號和一行文字，就需要定義兩個函數(shù)，一個用來輸出“*”號，一個用來輸出文字。首先用主函數(shù)調(diào)用輸出“*”號的函數(shù)，程序即可完成輸出一行“*”號的功能，然后主函數(shù)調(diào)用輸出一行文字的函數(shù)，程序即可完成輸出一行文字的功能，最后主函數(shù)再次調(diào)用輸出“*”號的函數(shù)，程序即可完成輸出一行“*”號的功能。由此函數(shù)的功能可以看出，可以用一個調(diào)用語句直接調(diào)用定義好的函數(shù)來完成此函數(shù)的功能，如果函數(shù)包括上百條語句，而且函數(shù)段在程序中多次出現(xiàn)，就可以用調(diào)用語句多次調(diào)用來完成，大大化簡了程序的復(fù)雜程度[8]。

定義p_s 和p_m的知識點相似，下面本文從p_m函數(shù)的定義來講解。p_m函數(shù)的功能是輸出" My name is Jia Wenjing？"這行文字，要使計算機完成此功能，必須按照C語言規(guī)范對它進行定義。p_m函數(shù)的類型為void類型，void類型的函數(shù)沒有ruturn語句，所以p_m函數(shù)沒有返回值。定義函數(shù)名字p_m，通過p_m名字來調(diào)用p_m函數(shù)，出現(xiàn)函數(shù)名字即調(diào)用，調(diào)用此函數(shù)就會跳到此函數(shù)執(zhí)行此函數(shù)，完成此函數(shù)的功能。定義參數(shù)的個數(shù)與類型，此函數(shù)屬于無參函數(shù)，所以參數(shù)個數(shù)為零，參數(shù)列表括號為空。定義函數(shù)的功能，printf（"My name is Jia Wenjing！＼n"），此函數(shù)珂完成輸出"My name is Jia Wenjing！"一行文字的功能。

3.5 編程應(yīng)用探討

（1）案例應(yīng)用，層進深化。上機實踐，由經(jīng)典例題引入學(xué)生進行自主編程，利用所學(xué)的知識對函數(shù)進行定義，并利用VS2010軟件進行編程調(diào)試。主函數(shù)的功能是分別調(diào)用p_s和p_m兩個子函數(shù)。語句p_s（）;為調(diào)用p_s函數(shù)，語句功能為由主函數(shù)跳轉(zhuǎn)到p_s函數(shù)，語句p_m;為調(diào)用p_m函數(shù)，語句功能為由主函數(shù)跳轉(zhuǎn)到p_m函數(shù)。子函數(shù)void p_s（）完成輸出一行“*”號的功能，子函數(shù)void p_m（）完成輸出一行文字的功能。主函數(shù)要稍微特殊一點，所有的程序只能包括一個主函數(shù)和多個子函數(shù)，程序只能從主函數(shù)開始，如果過程中調(diào)用其他子函數(shù)，調(diào)用后要返回主函數(shù)結(jié)束運行[9]。

（2）由無參到有參，推廣練習(xí)。本例題所設(shè)計到的是無參函數(shù)的定義，例如void p_m（），括號里面沒有參數(shù)類型和參數(shù)個數(shù)，所以此函數(shù)為無參函數(shù)，無參函數(shù)被調(diào)用時不需要向主調(diào)函數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。那當(dāng)主調(diào)函數(shù)需要向被調(diào)函數(shù)傳遞數(shù)據(jù)時，有參函數(shù)又該如何定義呢？在課堂最后設(shè)置練習(xí)環(huán)節(jié)，由無參函數(shù)到有參函數(shù)擴展，由同學(xué)們用已學(xué)知識自行完成有參函數(shù)的定義，以促進從理論學(xué)習(xí)到知識運用層面的深化。

4 結(jié)語

針對傳統(tǒng)工科教學(xué)中C語言課程存在的不足，以函數(shù)編程為例，從科學(xué)有效的教學(xué)目標出發(fā)，采用五階段層進式教學(xué)設(shè)計，使學(xué)生由興趣激發(fā)，到函數(shù)功能特點分析，再到經(jīng)典例題引入，逐步掌握功能特點與函數(shù)定義的知識點剖析，最后編程應(yīng)用探討將理論與案例相結(jié)合，提高編程技術(shù)底蘊和工程素養(yǎng)。經(jīng)過多次教學(xué)實踐證明，該教學(xué)設(shè)計過程能夠有效引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動思考，促進教學(xué)互動，從而取得良好教學(xué)效果。

參考文獻

[1]張延亮，康國棟，周清平.工程教育認證標準視角下軟件工程專業(yè)課程教學(xué)改革探索與實踐——以“C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程為例[J].煤炭高等教育，2018，36（05）：117-121.

[2]左倪娜.基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的C語言程序設(shè)計教學(xué)改革[J].廣西教育，2017（11）：70-71.

[3]陳玉萍.“互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”模式在《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2019，2（24）：33-34.

[4]王鵬遠，蘇虹.高校非計算機專業(yè)C語言教學(xué)改革與實踐[J].計算機教育，2011（02）：15-18.

[5]張淑萍.基于CDIO工程教育理念的C語言程序設(shè)計教學(xué)改革[J].科技視界，2017（03）：41+47.

[6]羅衛(wèi)敏，王令.符合工程教育認證標準的C語言課程教學(xué)改革[J].計算機時代，2017（02）：79-81.

[7]朱安平.一種C語言函數(shù)教學(xué)的設(shè)計與實踐[J].計算機工程與科學(xué)，2014，36（S1）：139-142.

[8]陸有麗，蔣軍強，歐先鋒.地方應(yīng)用型本科院校C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革與實踐初探[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，33（02）：83-86.

[9]李建華，許芝卉.基于人工評分思路的C語言自動評分算法研究[J].山西大同大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，36（02）：25-27.

作者簡介：賈文晶，女，助教，1991.06，碩士，目前主要從事圖像處理和故障診斷等方面研究。

基金項目：2019年安徽省省級重點教學(xué)研究項目（2019jyxm0366），淮南師范學(xué)院一般教研項目（2019hsjy59）。