在電子類專業(yè)中開展C 語言教學(xué)改革的實(shí)踐探索

孫 慧

(重慶人文科技學(xué)院，重慶401524)

0 引言

在教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)編制的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的意見暨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》中，提出了“1 +X”的課程方案，即1門“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”加幾門重點(diǎn)課程。對(duì)于“1 +X”方案中的其他課程，學(xué)校應(yīng)根據(jù)情況確定。C 語言程序設(shè)計(jì)課程是電子類專業(yè)學(xué)生進(jìn)入高校接觸的第一門計(jì)算機(jī)語言類課程，由于該課程在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要地位，因而它對(duì)奠定學(xué)生從事計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、自動(dòng)控制、PLC、SOPC、EDA 等后續(xù)課程的良好基礎(chǔ)特別重要。這需要授課教師根據(jù)課程目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)和組織教學(xué)內(nèi)容。

1 C 語言對(duì)于電子類專業(yè)的重要意義

電子類專業(yè)培養(yǎng)的是熟練掌握現(xiàn)代電子技術(shù)理論、通曉電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法、具有軟硬件工程開發(fā)能力的綜合性技術(shù)人才。因此，C 語言電子類專業(yè)的人才培養(yǎng)是非常重要的，其重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 重要賽事方面

電子設(shè)計(jì)競賽是面向電子類專業(yè)大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)全國高等學(xué)校信息與電子類學(xué)科，進(jìn)行面向21 世紀(jì)的課程體系和課程內(nèi)容的改革，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造力、應(yīng)變能力和拼搏精神，是促進(jìn)電子類專業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)改革的強(qiáng)大動(dòng)力。電子設(shè)計(jì)大賽作品的控制部分由MCU實(shí)現(xiàn)，如DSP、51 單片機(jī)等，顯然，控制部分的軟件部分也是由C 語言完成。若利用匯編語言來實(shí)現(xiàn)控制部分，可能碰到一些具體問題非常不方便處理。例如，處理浮點(diǎn)數(shù)。C 語言在此方面卻非常簡單方便，這是因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)在C 語言中是以IEEE 格式存儲(chǔ)的，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)占用四個(gè)連續(xù)字節(jié)。要將一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)存入EEPROM，實(shí)際上就是要存這四個(gè)數(shù)。那么如果要訪問浮點(diǎn)數(shù)，只要設(shè)法找到存儲(chǔ)位置就可以了。C 語言中提供了一個(gè)void 指針，將此指針指向需要存儲(chǔ)的浮點(diǎn)數(shù)，然后將此指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)化成char 型，就可以得到組成該浮點(diǎn)數(shù)的各個(gè)字節(jié)的值了。因此，在電子設(shè)計(jì)大賽的培訓(xùn)階段，通常將C 語言的編程練習(xí)作為其中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。

1.2 科技興趣小組創(chuàng)新方面

作為多元化教學(xué)模式的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，應(yīng)積極組織年級(jí)專業(yè)內(nèi)興趣小組的建立和活動(dòng)的開展，比如電子制作、家電維修、EDA 設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁制作等。定期或不定期地開展形式多樣的活動(dòng)。例如，C 語言興趣小組定期舉辦編程比賽，選題如貪吃蛇、繪制余弦曲線、捕魚和分魚等活動(dòng)，學(xué)生從中學(xué)到了很多C 語言庫函數(shù)，收獲非常大，充分展現(xiàn)了個(gè)人風(fēng)采。

1.3 畢業(yè)生就業(yè)方面

隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，各個(gè)公司為了提高市場占有率，對(duì)軟件或者硬件的開發(fā)人才要求越來越高。很多大型企業(yè)要求求職者需要具備比較高端的硬軟件開發(fā)技術(shù)，如嵌入式系統(tǒng)、ARM 單片機(jī)、DSP、FPGA 等。據(jù)有關(guān)報(bào)道，在沿海大城市，電子信息類工作中DSP 很受青睞，還有C 底層開發(fā)和ARM單片機(jī)。有人認(rèn)為，現(xiàn)在不再是“學(xué)好數(shù)理化，走到哪里都不怕”的時(shí)代了，而是“學(xué)好C 語言，走到哪里都不怕”。

筆者在講授過程中，將整個(gè)課程內(nèi)容分為C 語言基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)流程控制、數(shù)組與字符串處理、函數(shù)及其應(yīng)用、指針及其應(yīng)用、擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型及文件、底層資源控制等7 個(gè)專題。

2 實(shí)施C 語言教學(xué)改革的措施

根據(jù)電子類專業(yè)的培養(yǎng)方案，按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，筆者在實(shí)際的講授過程中，實(shí)施了以下教學(xué)改革方案:

2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

在正式學(xué)習(xí)課程之前，教師應(yīng)該首先讓學(xué)生明確這門課程在本學(xué)科中的地位，學(xué)習(xí)這門課程的目的和作用，以及可能對(duì)今后工作的影響。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，明確學(xué)習(xí)目的。由于本專業(yè)的特點(diǎn)，專業(yè)課程中與硬件相關(guān)的課程非常多，并且雖然不是計(jì)算機(jī)專業(yè)，但也會(huì)涉及到專業(yè)領(lǐng)域的編程，包括軟件和硬件。因此，并不是只有計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生才需要編程，電子信息類專業(yè)的學(xué)生同樣需要編程，只是與其他專業(yè)側(cè)重點(diǎn)不同。由于C 語言能夠直接對(duì)硬件進(jìn)行操作，因此，我們將C 語言作為本專業(yè)的基礎(chǔ)編程語言。在學(xué)習(xí)C 語言之后，學(xué)生可以參加國家級(jí)或省級(jí)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試，在就業(yè)時(shí)必然會(huì)更多地得到用人單位的青睞。

2.2 科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

C 語言的主要作用是面向操作系統(tǒng)(如Windows、Unix)進(jìn)行底層程序開發(fā)，如系統(tǒng)內(nèi)核等;在應(yīng)用層上可以解決簡單算術(shù)問題;開發(fā)桌面應(yīng)用程序;編寫一些嵌入式軟件;編寫一些硬件的驅(qū)動(dòng)程序等。如底層資源控制這部分專題，把一些中斷、串口、接口技術(shù)介紹給學(xué)生，便于他們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。在C語言課程的教學(xué)上，語法和算法同樣重要，教師在教學(xué)過程中應(yīng)以程序設(shè)計(jì)方法為主線，把軟件工程的思想貫穿于教學(xué)過程，這在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中較為實(shí)用。

2.3 適當(dāng)使用教學(xué)輔助工具

充分利用多媒體教學(xué)手段，提高課堂教學(xué)信息容量，創(chuàng)設(shè)多樣化的學(xué)習(xí)情境，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容列舉更多實(shí)例，進(jìn)行分析、編程，讓學(xué)生逐漸理解、掌握這部分內(nèi)容。如介紹排序算法、函數(shù)遞歸、指針等內(nèi)容時(shí)，僅使用PPT 課件，在介紹知識(shí)時(shí)會(huì)顯得比較單薄，使用Flash 設(shè)計(jì)動(dòng)畫體現(xiàn)算法的執(zhí)行步驟，輸出算法的每步結(jié)果，會(huì)使枯燥的程序變得生動(dòng)有趣。

2.4 密切聯(lián)系實(shí)際

利用C 語言解決很多實(shí)際問題具有優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)實(shí)例時(shí)，盡可能多地列舉實(shí)際問題，如用C 語言寫成的五子棋游戲、各種硬件驅(qū)動(dòng)程序、嵌入式程序(例如一些車載導(dǎo)航系統(tǒng)、微型手持設(shè)備等)，還有Linux、Windows 等操作系統(tǒng)，教學(xué)就會(huì)更加深入和生動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來不會(huì)感到抽象和枯燥。

2.5 充分發(fā)揮學(xué)生的主體性

根據(jù)電子類專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，成立興趣小組。例如，以常見算法為單位，分成排序算法小組、查找算法小組、矩陣算法小組、字符處理小組、遞歸算法小組等，經(jīng)過這些小算法的深入學(xué)習(xí)，最終弄清了八皇后、漢諾塔、五子棋、管理系統(tǒng)等問題，既提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和自學(xué)能力，又初步培養(yǎng)了學(xué)生的自信心與成就感，有助于加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，建立團(tuán)隊(duì)攻關(guān)意識(shí)，互幫互助、共同進(jìn)步。

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