基于C語言程序設(shè)計的模塊化教學(xué)法研究

何南思　馬曉晨

摘要：針對以往C語言程序設(shè)計課程教學(xué)中存在的語法灌輸式教學(xué)模式，初學(xué)者感到函數(shù)及邏輯概念抽象難懂，導(dǎo)致學(xué)生動手能力的培養(yǎng)較弱，語言學(xué)習(xí)效果較差的現(xiàn)狀。文章提出了在程序設(shè)計教學(xué)中引入模塊教學(xué)法的觀點，結(jié)合教學(xué)實踐過程說明在C語言教學(xué)過程中如何實施模塊教學(xué)法，此類教學(xué)方法在高級語言程序設(shè)計課程中取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：模塊教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；程序設(shè)計語言

由于C語言本身并非是一種大型語言，語法簡單，應(yīng)用起來靈活多變，因此從開發(fā)至今，與其他語言相比c語言有著十分驚人的生命力，從工業(yè)控制再到大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)，C語言的應(yīng)用方面十分全面。從應(yīng)用和邏輯思維培養(yǎng)方面出發(fā)，做好C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)對于理工科學(xué)生的培養(yǎng)有著十分重要的意義。

基于C語言程序設(shè)計的教材和教學(xué)方法有很多，多數(shù)教材都是采用以語法作為學(xué)習(xí)入門的切入點，教學(xué)方法大多也是依托教材，采用語法灌輸式教學(xué)，此類填鴨式教學(xué)方法看似系統(tǒng)性很強(qiáng)，但是通過在教學(xué)調(diào)研過程中的觀察發(fā)現(xiàn)，此類教學(xué)方法的教學(xué)效果不佳。究其原因，主要是作為剛剛接觸程序設(shè)計和計算機(jī)語言的學(xué)生來講，其自身的接受能力是有限的，大批量的學(xué)習(xí)語法，不但不能激發(fā)他們的興趣，反而會因為學(xué)習(xí)的內(nèi)容較為龐雜使其產(chǎn)生畏難的心里，這樣對于學(xué)生自學(xué)能力和自信心的培養(yǎng)都是不利的。其次，程序設(shè)計最終的目的是使學(xué)生形成“算法”思維。在學(xué)生學(xué)習(xí)的入門階段，若采用語法填鴨式教學(xué)，容易導(dǎo)致學(xué)生陷入語法的泥潭，不能形成合理的“算法思維”，對于剛剛?cè)腴T學(xué)生的學(xué)習(xí)是不合理的。作為計算機(jī)教育工作者，如何改進(jìn)教學(xué)方法以提高學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)編程的興趣，增強(qiáng)學(xué)生動手編程能力和工程實踐能力，需要我們深入思考。根據(jù)上面存在的問題，在教學(xué)實踐過程中結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的需求，我們設(shè)計了一種模塊教學(xué)法。

1 模塊教學(xué)法的含義

模塊教學(xué)法可以理解為階段教學(xué)法，首先通過創(chuàng)設(shè)情景，提出問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過知識點的介紹，將一些模塊化的知識傳授于學(xué)生，學(xué)生可根據(jù)這些知識模塊，自由組合知識，構(gòu)建相應(yīng)的項目。十分重要的一點，模塊教學(xué)重視知識的鏈接，不斷加入新的模塊元素，拓展思路，實現(xiàn)知識的累積，當(dāng)課程教學(xué)任務(wù)完成后，學(xué)生掌握的不僅僅是分解后的模塊，而是一個銜接合理的系統(tǒng)的語法知識網(wǎng)絡(luò)。

2 模塊教學(xué)法的優(yōu)勢

其一，注重知識的模塊化構(gòu)建，讓學(xué)生自己動手操作，幫助他們構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。其二，模塊教學(xué)法從教學(xué)過程來看，采用了“雙主型”混合式學(xué)習(xí)教學(xué)過程，它吸收了以“教”為主的傳統(tǒng)課堂的理論教學(xué)和以“學(xué)”為主的網(wǎng)絡(luò)課堂的精華，既使教室的教學(xué)主導(dǎo)作用得到充分發(fā)揮，又使得學(xué)生自主學(xué)習(xí)主體地位得到了凸顯，結(jié)合了教師的“主導(dǎo)性”和學(xué)生的“主體性”的教學(xué)過程。

3 C語言程序設(shè)計模塊教學(xué)法的實施

我們根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計出符合教學(xué)情境的一些教學(xué)案例。教學(xué)過程始終圍繞著這些案例（項目）進(jìn)行，案例的選取與應(yīng)用緊密貼合實際生活。本文以“成績管理工具軟件”小程序的開發(fā)教學(xué)情景為案例，結(jié)合《C語言程序設(shè)計》教材，介紹模塊教學(xué)法的具體實踐過程。

3.1 教學(xué)案例介紹

“成績管理工具軟件”主要具有的功能：顯示菜單項；輸入菜單選項，并顯示輸出所選菜單項，包括：輸入個人成績，計算個人成績的平均值，計算學(xué)分，求班級成績平均值，如果輸入為非選項的數(shù)值，則顯示“退出軟件”；如果輸入選項值為選項值，則要輸入學(xué)生成績，并根據(jù)輸入的分?jǐn)?shù)計算并輸出相應(yīng)的結(jié)果。

這個軟件案例的選取具有典型性。首先，這個軟件案例的使用貫穿于C語言程序設(shè)計課程的入門篇和基礎(chǔ)篇，通過引入顯示菜單和輸入、輸出功能，介紹了輸入、輸出函數(shù)，讓學(xué)生通過上機(jī)編程實踐，加強(qiáng)scanf和printf函數(shù)的理論知識的理解。其次，通過在“成績管理工具軟件”案例加入選擇功能，引入了選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，通過循環(huán)選項的使用，強(qiáng)化了學(xué)生對if語句及其嵌套、多分支switch-case語句；通過選擇結(jié)構(gòu)的使用，強(qiáng)化了學(xué)生對for語句、while語句的理解，通過實例使學(xué)生更深入地了解了各種結(jié)構(gòu)中功能相似函數(shù)的共通點與不同。

3.2 教學(xué)方法流程

整個軟件案例的教學(xué)模塊選擇以順序——選擇——循環(huán)3個結(jié)構(gòu)的教學(xué)順序，通過軟件的分解講授和程序按步驟合，實現(xiàn)了理論教學(xué)和實踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

3.2.1 順序模塊的教學(xué)

本模塊的教學(xué)從軟件設(shè)計的需求分析入手，通過介紹軟件的菜單顯示和輸入、輸出功能，引入順序結(jié)構(gòu)的概念。作為最“自然”的結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)中程序的執(zhí)行是嚴(yán)格實行“自上而下，由左而右”的順序。在C語言程序中任何程序的執(zhí)行總是“順序”地完成的，所以這種結(jié)構(gòu)不用通過任何語句來控制，它也是其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，從選擇結(jié)構(gòu)到循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序執(zhí)行也都是遵循了“順序結(jié)構(gòu)”。

3.2.2 選擇模塊的教學(xué)

本模塊的教學(xué)從軟件選項的選擇分析入手，在順序模塊教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過介紹選項及其條件的判定，引入選擇、分支結(jié)構(gòu)。選擇結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計中多用來對一些條件進(jìn)行限定和選擇，尤其是將其嵌入在循環(huán)體中，可以實現(xiàn)眾多操作來供大家進(jìn)行選擇。在此模塊中主要向?qū)W生介紹分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行特點，if-else函數(shù)和switch-ease函數(shù)的使用，讓學(xué)生首先形成判定及分支結(jié)構(gòu)的邏輯思維方式，結(jié)合編寫案例程序，理解選擇結(jié)構(gòu)的形式，體會二分支和多分支兩種選擇結(jié)構(gòu)的區(qū)別，通過讓學(xué)生分別使用二分支和多分支兩種選擇結(jié)構(gòu)進(jìn)行選項選擇程序的編寫，使其理解if-else語句這種二分支選擇結(jié)構(gòu)和通過if語句的嵌套和switch語句來實現(xiàn)的多分支選擇結(jié)構(gòu)的異同。并將此程序模塊與顯示菜單模塊程序結(jié)合，進(jìn)一步完善成績管理工具軟件功能。

3.2.3 循環(huán)模塊的教學(xué)

本模塊的教學(xué)從多次計算入手，以順序模塊和選擇模塊為基礎(chǔ)，通過介紹重復(fù)選擇與計算的方法，引入循環(huán)結(jié)構(gòu)。在此模塊主要介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)的三種不同的形式——while，do-while和for函數(shù)，雖然這三個函數(shù)可實現(xiàn)相同的功能，但根據(jù)不同問題和各自的執(zhí)行特點，分別讓學(xué)生進(jìn)行編程實踐，理解三者在語法結(jié)構(gòu)和運(yùn)行過程的不同，在構(gòu)建軟件結(jié)構(gòu)的同時豐富了語法知識。在編程實踐過程中通過指教教師的指引，將第三個模塊的程序與前兩個模塊的程序進(jìn)行銜接，以完成成績管理工具軟件的全部功能，最終完成軟件的所有設(shè)計和功能。

4 結(jié)語

通過三個結(jié)構(gòu)模塊教學(xué)，使學(xué)生在實踐中強(qiáng)化理論知識的學(xué)習(xí)，不斷提升學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生在學(xué)中用，在用中學(xué)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的印象。同時將學(xué)生進(jìn)行分組，建立設(shè)計團(tuán)隊，通過團(tuán)隊交流，頭腦風(fēng)暴，讓學(xué)生從自身出發(fā)，找出發(fā)生在自身的錯誤，分享交流知識，積累經(jīng)驗。

基于C語言的程序設(shè)計課程的教學(xué)過程可以是多樣化的、方法可以是靈活多變的，但無論使用何種方法，我們的目的都是讓學(xué)生了解程序的組構(gòu)，養(yǎng)成一種編程的思維，通過學(xué)習(xí)一種語言，拓展他們自行學(xué)習(xí)其他語言的能力。模塊教學(xué)法正是基于上面的教學(xué)需求形成的一種教學(xué)方法，此種教學(xué)方法始終以某個具體實踐案例為導(dǎo)向，讓學(xué)生從設(shè)計需求出發(fā)，從簡單實例出發(fā)，從模仿案例開始，不斷提高自身的程序設(shè)計能力和創(chuàng)造力。通過教學(xué)調(diào)研此類教學(xué)法對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)語言與程序設(shè)計有著十分良好的效果。