張英

（廈門(mén)技師學(xué)院，福建廈門(mén) 361101）

C語(yǔ)言是目前應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言之一，是現(xiàn)代學(xué)生步入智能化、信息化社會(huì)的一塊敲門(mén)磚。目前，全國(guó)大多數(shù)技工院校的理工科相關(guān)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門(mén)課程。數(shù)據(jù)表明，通過(guò)C語(yǔ)言課程系統(tǒng)、深入地學(xué)習(xí)，學(xué)生不但可以了解程序設(shè)計(jì)的思維和方法，掌握高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的概念和知識(shí)，還可以運(yùn)用C語(yǔ)言提高解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。多年來(lái)，許多從事C語(yǔ)言教學(xué)的教師、專家在教材編寫(xiě)、教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革等方面進(jìn)行了大量的研究探索，取得了諸多的研究成果，對(duì)我們的教學(xué)有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義，但卻缺乏針對(duì)不同專業(yè)采取不同教學(xué)模式的理論與實(shí)踐教育探索，特別是基于電子專業(yè)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐研究相關(guān)內(nèi)容更是少之又少。近年來(lái)，筆者在廈門(mén)技師學(xué)院電子專業(yè)進(jìn)行了基于學(xué)生專業(yè)學(xué)科內(nèi)容的C語(yǔ)言教學(xué)嘗試，取得了一定的教學(xué)效果。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，就是以項(xiàng)目任務(wù)為基礎(chǔ)，加入電子工程應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)例，讓C語(yǔ)言編程和電子學(xué)科的工程建設(shè)相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。探索基于相關(guān)專業(yè)背景的教學(xué)模式具有一定的合理性和必要性，這一模式也將是C語(yǔ)言教學(xué)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。

一、電子專業(yè)傳統(tǒng)C語(yǔ)言教學(xué)方法分析

C語(yǔ)言是當(dāng)前主流的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，不僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是工科類專業(yè)的基礎(chǔ)課程。電子類專業(yè)的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)等課程，也是用C語(yǔ)言進(jìn)行編程的，因此C語(yǔ)言的應(yīng)用范圍非常廣泛。作為一門(mén)實(shí)踐性和理論性均較強(qiáng)的課程，目前在電子專業(yè)中，主要還是采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式，任課教師一般是計(jì)算機(jī)專業(yè)背景，主要側(cè)重于概念、語(yǔ)法和算法的等理論知識(shí)點(diǎn)。目前的C語(yǔ)言教材大多數(shù)側(cè)重于數(shù)學(xué)算法、計(jì)算機(jī)編程方面的內(nèi)容，和電子專業(yè)的相關(guān)知識(shí)關(guān)聯(lián)較少。技工院校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍較差，有一些學(xué)生的理解能力和邏輯思維能力也不出色，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的過(guò)程中很難理解書(shū)本中抽象的概念和編程思路，容易使學(xué)生產(chǎn)生挫敗感，大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的興趣和驅(qū)動(dòng)力，教學(xué)效果難以保證。沒(méi)有將C語(yǔ)言和電子專業(yè)的知識(shí)有效地結(jié)合，更多地側(cè)重于概念、語(yǔ)法、算法、計(jì)算機(jī)編程思路的C語(yǔ)言教學(xué)方法對(duì)于電子專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，導(dǎo)致學(xué)生使用C語(yǔ)言解決實(shí)際的工程問(wèn)題時(shí)不能將復(fù)雜問(wèn)題分解成一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題，從而不能快速地提出有效的解決方案。傳統(tǒng)的C語(yǔ)言教學(xué)大多數(shù)都是采用TurboC作為軟件平臺(tái)，這個(gè)界面對(duì)于學(xué)生的英文水平要有一定的要求，操作界面也是比較單調(diào)乏味的，這對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的興趣也是一個(gè)不利的因素。

二、電子專業(yè)傳統(tǒng)的C語(yǔ)言教學(xué)模式存在的問(wèn)題

在電子專業(yè)中，傳統(tǒng)的C語(yǔ)言教學(xué)模式主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：1.C語(yǔ)言教學(xué)的教材和電子專業(yè)融合點(diǎn)少，書(shū)本中的例題和項(xiàng)目大多數(shù)還是停留在C語(yǔ)言語(yǔ)法、算法等教學(xué)層面上，對(duì)于解決實(shí)際的工程問(wèn)題涉及非常少。中、高職院校的學(xué)生本身的學(xué)習(xí)能力偏弱，大多數(shù)學(xué)生不會(huì)主動(dòng)地去延伸、拓展地學(xué)習(xí)，目前市面上很難找到和專業(yè)相融合的C語(yǔ)言教材。2.學(xué)生自身的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)參差不齊，部分學(xué)生在初、高中階段接受的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)和操作訓(xùn)練不足，導(dǎo)致學(xué)生突兀地進(jìn)入程序編程階段，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以讓學(xué)生從零基礎(chǔ)順利地過(guò)渡到自主編程狀態(tài)，容易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生挫敗感[1]，有些挫敗感強(qiáng)的學(xué)生甚至失去學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的興趣。3.C語(yǔ)言是一門(mén)需要較好的編程思維、較高的調(diào)試能力和較強(qiáng)的操作性的工程課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式過(guò)分強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法和算法的學(xué)習(xí)，而忽略了電子專業(yè)中各功能模塊的結(jié)合，學(xué)習(xí)的過(guò)程是比較呆板和機(jī)械的，這樣就難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生的獨(dú)立編程和解決問(wèn)題的能力也就得不到提高。4.在電子專業(yè)中，C語(yǔ)言和其他后續(xù)的進(jìn)階課程關(guān)聯(lián)性極強(qiáng)，如《單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》《嵌入式系統(tǒng)》《Verilog硬件描述性語(yǔ)言》等課程的學(xué)習(xí)對(duì)C語(yǔ)言的知識(shí)有較高的要求，如果C語(yǔ)言掌握的情況不好，將會(huì)嚴(yán)重影響這些進(jìn)階課程的掌握情況，對(duì)于專業(yè)課的學(xué)習(xí)是非常不利的。5.學(xué)生自身對(duì)C語(yǔ)言課程的重視程度不夠，他們認(rèn)為自己學(xué)的是電子專業(yè)而不是計(jì)算機(jī)專業(yè)，將來(lái)就業(yè)可能不會(huì)從事和C語(yǔ)言有關(guān)的工作，對(duì)課程的認(rèn)識(shí)僅僅局限于C語(yǔ)言編程是計(jì)算機(jī)專業(yè)才應(yīng)該熟練掌握的技能，所以在C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)過(guò)程中不愿意付出多一點(diǎn)的時(shí)間和精力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)狀況不佳，嚴(yán)重的甚至影響到其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)。

三、基于電子專業(yè)的C語(yǔ)言教學(xué)實(shí)踐具體做法

本人多年來(lái)承擔(dān)電子專業(yè)的C語(yǔ)言教學(xué)工作，針對(duì)本專業(yè)的C語(yǔ)言教學(xué)模式做了一些改變、嘗試和探索，并取得了較好的教學(xué)效果，現(xiàn)分享如下：

（一）選擇合適、貼切、與時(shí)俱進(jìn)的教材

教材是課程建設(shè)和人才培養(yǎng)的重要組成部分[2]，為了適應(yīng)電子行業(yè)的快速發(fā)展，必須選擇和本專業(yè)契合度高的教材。隨著我國(guó)各種新興技術(shù)日新月異的涌現(xiàn)，C語(yǔ)言作為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中的“靈魂”語(yǔ)言在我國(guó)理工科專業(yè)中的廣泛普及，越來(lái)越多的C語(yǔ)言課程的優(yōu)秀教材層出不窮地涌現(xiàn)，這些教材中有的注重教學(xué)內(nèi)容的連貫性與系統(tǒng)性，有的注重教學(xué)內(nèi)容的多樣性和豐富性，有的注重教學(xué)內(nèi)容的通俗性與實(shí)用性等。盡管C語(yǔ)言教材種類繁多，目前市面上能找到既能針對(duì)某具體專業(yè)，又能達(dá)到傳播基礎(chǔ)知識(shí)效果的C語(yǔ)言教材仍然非常稀少，這使得C語(yǔ)言教學(xué)滯后于各個(gè)專業(yè)學(xué)科的快速發(fā)展，不利于基于本專業(yè)的C語(yǔ)言教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展。經(jīng)專業(yè)課教師團(tuán)隊(duì)的多次探討，我們選用了電子工業(yè)出版社出版的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程（基于KeilC）》。KeilC軟件是目前單片機(jī)工程應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的集成開(kāi)發(fā)軟件，對(duì)于開(kāi)發(fā)、調(diào)試、仿真等都有強(qiáng)大的技術(shù)支持。在KeilC軟件中使用仿真板仿真電子專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)芾麮語(yǔ)言和電子專業(yè)實(shí)際工程問(wèn)題的距離，可以突出C語(yǔ)言在工程應(yīng)用中的重要性和實(shí)效性。

（二）以C語(yǔ)言在電子專業(yè)中的具體應(yīng)用為主線，采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)

在C語(yǔ)言的教學(xué)中，設(shè)計(jì)多個(gè)任務(wù)和工程有序地進(jìn)行教學(xué)，每個(gè)任務(wù)都是按照“項(xiàng)目任務(wù) —— 相關(guān)知識(shí) —— 任務(wù)實(shí)現(xiàn) —— 工程應(yīng)用 —— 歸納總結(jié)”這樣的模式循序漸進(jìn)地進(jìn)行教學(xué)，先將大任務(wù)分解成小任務(wù)，每個(gè)小任務(wù)中穿插著相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講解，將每個(gè)小任務(wù)用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，合并統(tǒng)籌成最終的大任務(wù)，并檢驗(yàn)是否實(shí)現(xiàn)所有的功能。每個(gè)工程都包括“任務(wù)描述 —— 流程圖設(shè)計(jì) —— 編程實(shí)現(xiàn) —— 調(diào)試與仿真”這幾個(gè)環(huán)節(jié)，“任務(wù)描述”是為了讓學(xué)生明確本次任務(wù)所包含的功能有哪些；“流程圖設(shè)計(jì)”是為了幫助學(xué)生還原將功能轉(zhuǎn)化成代碼的思維過(guò)程；“編程實(shí)現(xiàn)”是將思維過(guò)程用C語(yǔ)言編寫(xiě)出來(lái)，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)功能；“調(diào)試與仿真”是檢驗(yàn)代碼是否符合C語(yǔ)言語(yǔ)法要求、是否滿足任務(wù)要求的過(guò)程，經(jīng)過(guò)多次的調(diào)試與仿真，最終實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求的一個(gè)動(dòng)態(tài)修改的過(guò)程。這樣的項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)模式是符合程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)規(guī)律，因?yàn)樵诮虒W(xué)過(guò)程中不是一味地照本宣科去講授知識(shí)，而是通過(guò)代碼調(diào)試和電子專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的方式，將C語(yǔ)言的概念、語(yǔ)法、算法、編程思路、編程技巧以及調(diào)試方法穿插在各個(gè)任務(wù)和工程實(shí)踐中，達(dá)到了“教、學(xué)、做”融為一體的教學(xué)目的，使得學(xué)生能通過(guò)生動(dòng)有趣的方式直觀地接收新知識(shí)，引起了學(xué)生的極大興趣，并最終達(dá)到了提高教學(xué)效果的目的。

（三）改進(jìn)課時(shí)安排，使其更加符合實(shí)際的教學(xué)情況

傳統(tǒng)的C語(yǔ)言教學(xué)采用理論知識(shí)和上機(jī)操作分開(kāi)的課時(shí)安排，學(xué)生經(jīng)過(guò)理論課后如果未及時(shí)復(fù)習(xí)和鞏固，在上機(jī)操作時(shí)容易將知識(shí)點(diǎn)遺忘，而且對(duì)于理論課上教師提出的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題往往得不到好的解決，學(xué)生對(duì)于抽象的概念和算法也無(wú)法很好地理解和掌握。本次C語(yǔ)言教學(xué)實(shí)踐中，理論課和上機(jī)操作課每次一共安排4-6個(gè)課時(shí)，第一節(jié)課教師圍繞知識(shí)點(diǎn)、任務(wù)編程思路和重難點(diǎn)進(jìn)行講解，如果知識(shí)點(diǎn)較多，一節(jié)課的時(shí)間無(wú)法全部講完，那再占用第二節(jié)課少部分的時(shí)間講解知識(shí)點(diǎn)，總之，知識(shí)點(diǎn)的講授一般不超過(guò)兩個(gè)課時(shí)，需要留出足夠的課堂時(shí)間給學(xué)生消化、鞏固知識(shí)點(diǎn)、獨(dú)立編程、調(diào)試程序。學(xué)生在獨(dú)立上機(jī)操作的同時(shí)，教師在課堂上及時(shí)地查看學(xué)生完成任務(wù)的情況，并針對(duì)學(xué)生的一些問(wèn)題作出點(diǎn)評(píng)和反饋。整個(gè)過(guò)程做到了“教、學(xué)、做”融為一體，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)得到了較好的體現(xiàn)。

（四）打破傳統(tǒng)的C語(yǔ)言知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，建立工程控制觀念

不在算法和語(yǔ)法上對(duì)學(xué)生提過(guò)高的要求，而是注重編程思路的建立和調(diào)試能力的提高，同時(shí)注重用C語(yǔ)言編程來(lái)解決實(shí)際的工程問(wèn)題。把C語(yǔ)言中的知識(shí)點(diǎn)，如變量、關(guān)系運(yùn)算、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)、指針等以不同的形式穿插在多個(gè)不同的任務(wù)中反復(fù)訓(xùn)練，使學(xué)生建立起較好的編程思維，同時(shí)也提高編程技巧和調(diào)試能力。相同或不同的知識(shí)點(diǎn)在多個(gè)任務(wù)中反復(fù)出現(xiàn)，無(wú)形中強(qiáng)化了學(xué)生的記憶，這些知識(shí)點(diǎn)也就在學(xué)生的大腦中形成了長(zhǎng)時(shí)記憶，這樣的學(xué)習(xí)方式可以讓學(xué)生很好地掌握理論知識(shí)要點(diǎn)和技能操作要點(diǎn)，也體現(xiàn)了理論知識(shí)在工程中的實(shí)用性，學(xué)生更加樂(lè)于接受這樣的教學(xué)方式。

（五）引入實(shí)驗(yàn)仿真板，生動(dòng)、直觀、靈活地呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)仿真板和電子專業(yè)中的單片機(jī)結(jié)構(gòu)是完全一致的，可以通過(guò)單片機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)若干個(gè)的單片機(jī)控制實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能一目了然看到工程結(jié)果，知道工程實(shí)現(xiàn)是需要硬件和軟件的配置，使學(xué)生直接了解了C語(yǔ)言在工程實(shí)踐中的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也使得學(xué)生提高了學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情、拓寬了知識(shí)面，愿意以更大的熱情投入學(xué)習(xí)。

（六）面向電子專業(yè)的C語(yǔ)言教學(xué)的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)工程項(xiàng)目的選擇

在選擇工程項(xiàng)目時(shí)，教師要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精心考量，選擇的工程項(xiàng)目既要能符合C語(yǔ)言教學(xué)目標(biāo)，又不能因?yàn)樵黾恿诉^(guò)多的電子專業(yè)知識(shí)而超出學(xué)生的能力范圍，導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣。C語(yǔ)言工程項(xiàng)目要和其他電子專業(yè)課中所滲入的專業(yè)知識(shí)相一致，工程項(xiàng)目難度要和其他專業(yè)課難度相匹配，這樣才能使學(xué)生比較順利地接納C語(yǔ)言的項(xiàng)目教學(xué)方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。單片機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用在消費(fèi)電子、汽車電子、智能儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域，是電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)智能化的核心。目前的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用大多數(shù)是用C語(yǔ)言進(jìn)行編程的，因此在C語(yǔ)言的工程項(xiàng)目教學(xué)中，可以利用實(shí)驗(yàn)仿真板搭配C語(yǔ)言程序模擬流水燈、交通燈、搶答器、串行通信等方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，首先需要結(jié)合電子技術(shù)、數(shù)字電路、模擬電路等電子專業(yè)知識(shí)給學(xué)生普及單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，比如要先根據(jù)功能分配單片機(jī)芯片的引腳，用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序時(shí)要結(jié)合引腳分配才能實(shí)現(xiàn)功能。其次要畫(huà)出程序流程圖，將程序流程圖轉(zhuǎn)換成符合C語(yǔ)言語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和算法結(jié)構(gòu)的代碼。以8位流水燈為例說(shuō)明電子專業(yè)C語(yǔ)言的項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程。項(xiàng)目功能要求是使用單片機(jī)的P1端口作為輸出口，因?yàn)镻1端口分別與8個(gè)發(fā)光二極管相連，通過(guò)編寫(xiě)程序，循環(huán)將端口置“1”或清“0”，不斷向發(fā)光二極管輸送高低電平，實(shí)現(xiàn)流水燈的效果。因?yàn)榘l(fā)光二極管的正極連接的是高電平，負(fù)極連接的是P1端口，按照發(fā)光二極管的發(fā)光原理可知要使發(fā)光二極管能發(fā)光，需要讓P1端口輸出低電平，用C語(yǔ)言來(lái)描述的話就是“P1=0x00；”，因此，引導(dǎo)學(xué)生用電路的知識(shí)來(lái)理解每句代碼的含義，可以讓學(xué)生知其然，也知其所以然。為了使學(xué)生充分理解移位與LED燈光流動(dòng)的關(guān)系，用多種代碼形式實(shí)現(xiàn)了移位的效果，讓學(xué)生體會(huì)到不同的C語(yǔ)言寫(xiě)法可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能，體現(xiàn)了C語(yǔ)言學(xué)習(xí)過(guò)程的開(kāi)放性與個(gè)體性。基于項(xiàng)目的C語(yǔ)言教學(xué)可以極大地激發(fā)電子專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，部分學(xué)生在此基礎(chǔ)上還能進(jìn)行了一些創(chuàng)新，比如有的同學(xué)實(shí)現(xiàn)了8個(gè)發(fā)光二極管花樣閃爍等。通過(guò)電子專業(yè)知識(shí)和C語(yǔ)言的教學(xué)融合，可以提升學(xué)生的參與熱情、團(tuán)隊(duì)合作及創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)生也收獲了寓教于樂(lè)的教學(xué)課堂，教學(xué)效果相對(duì)于傳統(tǒng)的C語(yǔ)言教學(xué)模式來(lái)說(shuō)有了顯著提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

基于電子專業(yè)的C語(yǔ)言教學(xué)模式實(shí)踐探索，給傳統(tǒng)教學(xué)思路帶來(lái)了一些改變，弱化了傳統(tǒng)課堂教學(xué)中以語(yǔ)法、算法為主的教學(xué)方式，而是在項(xiàng)目任務(wù)和工程應(yīng)用中將知識(shí)點(diǎn)貫穿其中，并通過(guò)不同的項(xiàng)目任務(wù)和工程應(yīng)用反復(fù)強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)。教學(xué)實(shí)踐表明，結(jié)合電子專業(yè)學(xué)生的學(xué)科背景，通過(guò)科學(xué)合理的C語(yǔ)言具體任務(wù)和工程應(yīng)用的教學(xué)設(shè)置，既能夠達(dá)到提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的，也能有針對(duì)性地滿足學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)化、個(gè)性化的需求，對(duì)教學(xué)效果的提高起到事半功倍的作用[3]。