基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的C語言理論與實(shí)踐一體化教學(xué)實(shí)踐

吳國強(qiáng) 張白 潘俊濤

摘 要 C語言程序設(shè)計(jì)是理工科大部分非計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)性課程。分析C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀，針對教學(xué)中存在的問題，提出基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的理論與實(shí)踐一體化教學(xué)方法，目的是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際程序設(shè)計(jì)能力。通過實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，得到比較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 非計(jì)算機(jī)專業(yè)；C語言程序設(shè)計(jì)；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；慕課

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）12-0134-03

1 前言

C語言是一種高級計(jì)算機(jī)語言，是很多相關(guān)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，如面向?qū)ο蟮腃++、JAVA等計(jì)算機(jī)語言課程；也是很多系統(tǒng)軟件開發(fā)和應(yīng)用軟件開發(fā)的重要工具，如辦公軟件WPS和嵌入式軟件等；還是全國計(jì)算機(jī)等級考試必須掌握的一門語言。因此，全國各高校除計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)C語言課程外，非計(jì)算機(jī)專業(yè)也開設(shè)這門課程。

傳統(tǒng)的C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)采用以教材目錄為主線的教學(xué)模式，上課重語法，上機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性多，導(dǎo)致學(xué)生能聽懂，但獨(dú)立編程能力較差，缺乏程序設(shè)計(jì)的能力[1]。對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，C語言的學(xué)習(xí)要求不高，也是導(dǎo)致學(xué)生編程能力低的一個(gè)因素[2]。對此，很多學(xué)者在研究過程中提出翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等新的教學(xué)方法[3]，增加實(shí)踐教學(xué)比例，但實(shí)踐教學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多[4]，不利于提高學(xué)生編程能力。筆者提出以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的C語言理論與實(shí)踐一體化教學(xué)方式，結(jié)合慕課教學(xué)方法，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和改變考核方式，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。

2 C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式

對高校非計(jì)算機(jī)理工科專業(yè)的學(xué)生，第一學(xué)期安排學(xué)習(xí)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，在此基礎(chǔ)上，第二學(xué)期安排學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)課程。教學(xué)過程中一般采用理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相互獨(dú)立的教學(xué)模式，可能存在以下問題。

1）大一第一學(xué)期，開設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課，是對計(jì)算機(jī)的基本介紹和軟硬件的了解，用計(jì)算機(jī)編程的思維很難形成。采用此種教學(xué)模式，很難培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的能力，面對眾多的語法知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。

2）運(yùn)用此種教學(xué)模式，在理論課上存在教師“滿堂灌”的現(xiàn)象，采用PPT進(jìn)行多媒體教學(xué)，教學(xué)進(jìn)度加快，學(xué)生只是被動(dòng)接受。同時(shí)，授課內(nèi)容偏重于語法，上機(jī)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，不利于針對實(shí)際問題進(jìn)行獨(dú)立編程能力的提高，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)C語言編程的主動(dòng)性和積極性不高。

3）C語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容以教材目錄的形式展開，開始學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性還比較高，但隨著課程內(nèi)容的深入，需要記憶和思考的內(nèi)容增多，難度增大，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣降低。加之各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)零散和先語法后實(shí)例的教學(xué)抽象生澀，脫離了具體的語句[5]，雖然部分學(xué)生能夠很好地掌握基本語法知識(shí)，但對于實(shí)際問題編寫不出正確的程序。

4）C語言程序設(shè)計(jì)主要以筆試的形式進(jìn)行考核，考核內(nèi)容偏重于語法，忽略了學(xué)生應(yīng)用C語言的編程能力，導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)注重語法知識(shí)的死記硬背，以及考前的突擊復(fù)習(xí)，雖然考試能夠通過，但沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)思維來解決實(shí)際問題的能力。

3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的理論與實(shí)踐一體化教學(xué)實(shí)踐

針對以上問題，經(jīng)過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者通過與學(xué)生溝通交流，發(fā)現(xiàn)他們在學(xué)習(xí)過程中比較突出的幾個(gè)問題：一是上課能聽懂教師所講內(nèi)容，但是到具體上機(jī)操作，編寫程序和調(diào)試過程中的實(shí)踐能力不足；二是實(shí)踐相對理論要滯后，即上完理論課不能馬上實(shí)踐，而是要等到實(shí)踐課才能上機(jī)操作，在中間這一段時(shí)間，由于平時(shí)課業(yè)繁重，學(xué)生所學(xué)知識(shí)比較容易遺忘，上機(jī)時(shí)感覺無從下手?；谶@樣一種現(xiàn)象，筆者提出基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的理論與實(shí)踐一體化教學(xué)模式，具體教學(xué)探索如下。

理論與實(shí)踐交互式一體化教學(xué)平臺(tái) 采用凌波多媒體教學(xué)系統(tǒng)，圖1所示為教師端截面圖，包括屏幕廣播、遠(yuǎn)程遙控、屏幕監(jiān)視、多人會(huì)話、網(wǎng)上討論、鎖定電腦、發(fā)布消息、發(fā)布文件、收取文件、點(diǎn)名簽到、班級模型文件等多種教學(xué)功能，通過一人一臺(tái)計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐交互式一體化教學(xué)，理論教學(xué)過程中就可以隨時(shí)上機(jī)實(shí)踐。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的理論與實(shí)踐一體化教學(xué) 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)是基于理論與實(shí)踐相互結(jié)合的教學(xué)過程，通過一個(gè)具體的項(xiàng)目案例展開理論知識(shí)學(xué)習(xí)和不斷深入的過程，并通過上機(jī)實(shí)踐實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)，不僅有利于保持教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性，而且有利于提高學(xué)生對實(shí)際問題的分析能力和解決能力。主要方案如下。

1）慕課在線教育平臺(tái)教學(xué)模式。通過學(xué)校慕課在線教學(xué)平臺(tái)上傳教學(xué)視頻，學(xué)生可以課前學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容和傳統(tǒng)課堂教學(xué)內(nèi)容相同；不同之處在于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和做課后習(xí)題，能夠發(fā)現(xiàn)存在的疑難問題，通過平臺(tái)反饋給教師，教師針對學(xué)生的問題，整理出課堂的主要教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生解答疑難問題，作為平時(shí)表現(xiàn)進(jìn)行考核。在一人一機(jī)的情況下，學(xué)生可以隨時(shí)通過實(shí)際動(dòng)手操作，更直觀地理解抽象的理論知識(shí)，有利于問題的解決。

同時(shí)，通過慕課平臺(tái)將難易程度適中并符合教學(xué)目標(biāo)和涵蓋本章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的典型項(xiàng)目案例布置給學(xué)生，作為作業(yè)要求學(xué)生課前分析和寫出算法；課堂上將學(xué)生分組，對案例進(jìn)行討論和完善，然后在計(jì)算機(jī)上編寫程序，進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行；課后形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)提交。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括客觀題和主觀題，客觀題主要是知識(shí)點(diǎn)的測試，主觀題就是本項(xiàng)目案例求解的過程和內(nèi)容。對客觀題，系統(tǒng)可以自動(dòng)批改打分，主觀題由教師批改打分。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容還包括心得體會(huì)，教師可以從中掌握學(xué)生對本章節(jié)知識(shí)的掌握程度。

一個(gè)項(xiàng)目通過作業(yè)設(shè)計(jì)、上機(jī)調(diào)試和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)過程，不僅使學(xué)生掌握本節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，最重要的是有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，從能讀懂程序轉(zhuǎn)變?yōu)槟軐懗绦颉?/p>

2）項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。少一些對理論知識(shí)演示性和驗(yàn)證性的上機(jī)操作，增加設(shè)計(jì)性的項(xiàng)目，針對學(xué)生所學(xué)專業(yè)選擇難度適中的項(xiàng)目，使學(xué)生意識(shí)到學(xué)習(xí)C語言是有用的，難度適中的項(xiàng)目有利于學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中得到獲得感和成就感，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣。在課程不斷推進(jìn)深入的過程中，保持項(xiàng)目的連續(xù)性和關(guān)聯(lián)性，將零散的知識(shí)點(diǎn)不斷地加進(jìn)項(xiàng)目中，通過項(xiàng)目將知識(shí)點(diǎn)整合到一起。在這個(gè)循序漸進(jìn)的過程中，項(xiàng)目內(nèi)容不斷充實(shí)，前面學(xué)習(xí)過的內(nèi)容在后面章節(jié)重復(fù)出現(xiàn)。

通過項(xiàng)目的進(jìn)行，有利于學(xué)生對學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)的不斷鞏固，也有利于對新的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，知識(shí)體系不斷完善，形成一個(gè)整體。通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的思維，提高解決實(shí)際問題的分析能力和動(dòng)手能力，提高實(shí)踐應(yīng)用能力和不斷創(chuàng)新的能力。

3）學(xué)習(xí)形式。初期經(jīng)過“示范—模仿—實(shí)驗(yàn)”三個(gè)過程的教學(xué)組織形式，在這個(gè)過程中使學(xué)生學(xué)會(huì)使用和掌握計(jì)算編程，形成“個(gè)體—小組—教師”三個(gè)組成機(jī)制，即以個(gè)體的自主學(xué)習(xí)為主，小組互幫互助學(xué)習(xí)，教師指導(dǎo)為輔。借助凌波多媒體一體化教學(xué)系統(tǒng)，在一人一機(jī)的條件下，個(gè)體、小組和教師又是一個(gè)整體，通過在線實(shí)時(shí)互動(dòng)和實(shí)踐，有機(jī)地將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合在一起，通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)推進(jìn)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

教學(xué)評價(jià)和教學(xué)效果 加強(qiáng)過程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)考評比例。圖2是舊的考評方式，主要分為平時(shí)考勤（10%）、平時(shí)作業(yè)（10%）、上機(jī)實(shí)訓(xùn)（20%）和筆試（60%）。與圖2對比可以看出，圖3所示新的考評方式增加了上機(jī)考試，分值占20%；同時(shí)，筆試所占分值下降到50%，上機(jī)實(shí)訓(xùn)所占分值下降到10%。這樣做的目的是提高學(xué)生解決實(shí)際問題的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力，真正做到學(xué)以致用。

針對2016級電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生采用新的考評方式，并和2015級電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生采用舊的考評方式的教學(xué)效果進(jìn)行比較，比較的內(nèi)容有期末成績及格率、程序設(shè)計(jì)能力（上機(jī)實(shí)訓(xùn)和考試）、考勤與作業(yè)三個(gè)方面。如圖4所示，可以看出，采用新的考評方式，2016級學(xué)生各方面的成績均有一定提升。

4 結(jié)語

C語言程序設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，也是很多高校理工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。因此，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的C語言理論與實(shí)踐一體化教學(xué)為手段，課前讓學(xué)生進(jìn)行慕課學(xué)習(xí)，課上一人一機(jī)理論與實(shí)踐融合，通過親自上機(jī)操作解決課前學(xué)習(xí)遇到的疑惑。學(xué)生以小組為單位，根據(jù)項(xiàng)目要求對設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行修改和完善，在教師的指導(dǎo)下通過上機(jī)實(shí)踐和總結(jié)，達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。通過項(xiàng)目增加設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)，完善考核方式，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)思維能力和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的動(dòng)手能力。

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