新工科背景下的C語(yǔ)言教學(xué)改革探索

張亞紅 陳輝

摘要：為了適應(yīng)新形勢(shì)下新工科人才培養(yǎng)的需要，本文通過(guò)分析《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)模式、考核方式等方面進(jìn)行改革探索，旨在提高學(xué)生分析問(wèn)題、綜合運(yùn)用所學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：新工科；C語(yǔ)言；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）17-0125-02

教育部提出新工科的概念，對(duì)工程科技人才提出了更高的要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才[1]，以滿足未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要。新工科人才不僅能運(yùn)用所掌握的知識(shí)解決現(xiàn)有的問(wèn)題，還有能力學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)以解決未來(lái)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)未來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)起到引領(lǐng)作用[2]。

在工業(yè)4.0時(shí)代，“中國(guó)制造2025”，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新業(yè)態(tài)催生了大學(xué)教育轉(zhuǎn)型，那么在新工科的背景下，我們應(yīng)該如何主動(dòng)進(jìn)行《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)方法的改革，以滿足新形勢(shì)下社會(huì)對(duì)大學(xué)生的需求呢？本文主要從側(cè)重實(shí)踐激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)生程序調(diào)試能力、考核模式等方面進(jìn)行了探討。

一、C語(yǔ)言教學(xué)當(dāng)前的現(xiàn)狀

C語(yǔ)言跟其他語(yǔ)言比較，它的算法描述直觀通用，語(yǔ)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，程序性能高。學(xué)好C語(yǔ)言將有助于學(xué)習(xí)其他語(yǔ)言。開(kāi)設(shè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生初步具有求解復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題的計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)能力、程序編程能力和測(cè)試分析能力[3]。但在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生在課上能聽(tīng)懂和理解基本語(yǔ)法和語(yǔ)句執(zhí)行過(guò)程，但是讓他們上機(jī)編程時(shí)卻不知如何下手，稍稍復(fù)雜一點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)題更是無(wú)從下手。出現(xiàn)這種狀況的原因有如下幾方面。

1.教學(xué)內(nèi)容繁雜，學(xué)習(xí)興趣低。C語(yǔ)言知識(shí)點(diǎn)繁多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。對(duì)于絕大多數(shù)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生而言，《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》是一門(mén)公共基礎(chǔ)課，只要求學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)的基本原理、基本的編程步驟和算法設(shè)計(jì)的基本思想，因此大多數(shù)教師主要從語(yǔ)法出發(fā)來(lái)講授這門(mén)課。然而，近年來(lái)大學(xué)的大規(guī)模擴(kuò)招，地方院校的許多學(xué)生基礎(chǔ)較為薄弱。教師花了較多時(shí)間來(lái)講授語(yǔ)法知識(shí)，學(xué)生通過(guò)死記硬背，雖然看懂了例題，但要自己動(dòng)手編程時(shí)不知道如何下手，因此容易對(duì)這門(mén)課產(chǎn)生畏難心理。

2.偏理論，輕實(shí)踐。要想讓學(xué)生學(xué)好C語(yǔ)言，必須通過(guò)大量的編程實(shí)踐。只有不斷地進(jìn)行調(diào)試和改錯(cuò)，才能讓學(xué)生對(duì)語(yǔ)法和編程思維有深刻的理解。以我校的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》為例，總課時(shí)為48，理論課時(shí)為30，實(shí)踐課時(shí)為18。教師上課講的較多，演示的也多是課本上的典型案例。學(xué)生沒(méi)有大量時(shí)間去上機(jī)編程、調(diào)試、改錯(cuò)，因此無(wú)法掌握編寫(xiě)程序的基本思維，因此在遇到實(shí)際的編程問(wèn)題時(shí)自然無(wú)從下手。

3.考核方式單一。該門(mén)課程考核方式為筆試，占總成績(jī)的70%，實(shí)驗(yàn)只占20%，平時(shí)占10%，在這種考核方式下，學(xué)生為了通過(guò)考試只能靠死記硬背、囫圇吞棗，除了在有限實(shí)驗(yàn)課上機(jī)編程外，課外只有很少學(xué)生花時(shí)間練習(xí)編程。

二、改革的具體措施

1.側(cè)重實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！禖語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》實(shí)踐性強(qiáng)，只有通過(guò)實(shí)踐才能加深理解并掌握邏輯性強(qiáng)的知識(shí)，因此需要在理論課講完知識(shí)點(diǎn)后，立即讓學(xué)生上機(jī)操作及時(shí)驗(yàn)證和理解講授的內(nèi)容。與此同時(shí)，實(shí)踐方面的課時(shí)也要增加，以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大量的編程練習(xí)。對(duì)于選取的實(shí)驗(yàn)題目，難度不但要循序漸進(jìn)，而且要兼顧實(shí)用性和趣味性，使得基本語(yǔ)法和流程控制語(yǔ)句在程序的運(yùn)行過(guò)程中逐步被學(xué)生掌握。在此基礎(chǔ)上可適當(dāng)增加難度，讓學(xué)生逐漸克服學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的畏難情緒，使得原先的“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”，以提升他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

具體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目的步驟為：首先，理解每條語(yǔ)句?？梢宰寣W(xué)生根據(jù)程序注釋完成程序填空，或者對(duì)已給出的程序語(yǔ)句寫(xiě)出它的注釋。其次，引導(dǎo)學(xué)生建立編程思維?？梢越o出程序的功能注釋和流程圖，要求根據(jù)流程圖完成程序填空或程序的編程，或者給出程序讓學(xué)生畫(huà)出流程圖并寫(xiě)出程序的功能注釋。最后，編程訓(xùn)練，學(xué)習(xí)分析經(jīng)典算法的程序代碼，提出類似的問(wèn)題，要求學(xué)生進(jìn)行模仿編寫(xiě)程序，通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，尋找錯(cuò)誤，改正錯(cuò)誤直至編譯通過(guò)，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)編程的興趣。在寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，要求每個(gè)程序都要有程序流程圖、注釋、運(yùn)行結(jié)果及分析。

2.提高學(xué)生程序調(diào)試能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的目的是通過(guò)編程來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，那么學(xué)生應(yīng)具備的最基本的也是最重要的能力就是程序調(diào)試能力。換句話說(shuō)，《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這門(mén)課的教學(xué)首要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生具備一定的程序調(diào)試能力[3]。學(xué)生能夠運(yùn)用調(diào)試工具，通過(guò)編譯器給出的出錯(cuò)提示信息或觀察程序運(yùn)行的錯(cuò)誤結(jié)果，分析程序運(yùn)行的過(guò)程，找到出錯(cuò)代碼的位置。分析出是什么原因?qū)е麓祟愬e(cuò)誤的出現(xiàn)，通過(guò)改正錯(cuò)誤代碼，逐步積累編程經(jīng)驗(yàn)，從而掌握語(yǔ)法細(xì)節(jié)和算法思想，不斷提高編程水平。總的說(shuō)來(lái)，C語(yǔ)言源程序中出現(xiàn)的錯(cuò)誤有語(yǔ)法錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤和算法錯(cuò)誤這三種[3]。對(duì)于語(yǔ)法錯(cuò)誤，處理的難度較小，因?yàn)镃語(yǔ)言的編譯器會(huì)給出一些信息提示；對(duì)于邏輯錯(cuò)誤和算法錯(cuò)誤，調(diào)試處理起來(lái)難度相對(duì)較大，因?yàn)樗简?yàn)的是學(xué)生對(duì)算法和邏輯知識(shí)的掌握。這就要求學(xué)生能夠運(yùn)用C語(yǔ)言的調(diào)試工具跟蹤其中變量值的變化，理清程序運(yùn)行的過(guò)程。為了提高學(xué)生獨(dú)立調(diào)試程序的能力，教師在演示程序調(diào)試過(guò)程時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)錯(cuò)誤提示判斷錯(cuò)誤代碼出現(xiàn)的位置，進(jìn)而修改錯(cuò)誤代碼直至調(diào)試通過(guò)，還可以將編程中經(jīng)常遇到的語(yǔ)法錯(cuò)誤進(jìn)行歸納總結(jié)，并將總結(jié)的出錯(cuò)類型和錯(cuò)誤原因分發(fā)給學(xué)生。對(duì)于邏輯錯(cuò)誤，教師通過(guò)舉例，利用C語(yǔ)言的調(diào)試工具講解如何根據(jù)單步運(yùn)行和設(shè)置斷點(diǎn)來(lái)分析程序的運(yùn)行過(guò)程以及跟蹤變量值的變化，從而確定錯(cuò)誤出現(xiàn)的位置。

教師通過(guò)講解調(diào)試過(guò)程，讓學(xué)生通過(guò)大量的上機(jī)編程練習(xí)，熟悉調(diào)試步驟，逐步養(yǎng)成獨(dú)立調(diào)試程序的習(xí)慣，形成以學(xué)生為中心的工程教育模式，使得學(xué)生的程序調(diào)試能力和編程能力得到提高。

3.改革傳統(tǒng)考核方式。傳統(tǒng)的筆試考核方式對(duì)于學(xué)生的編程能力不能做出較為客觀的評(píng)價(jià)。因此，在對(duì)C語(yǔ)言課程考核中應(yīng)該減少筆試考試占總評(píng)成績(jī)的比重，加強(qiáng)編程能力和程序調(diào)試能力的考核?？己朔绞娇捎伤牟糠纸M成：平時(shí)成績(jī)10%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)20%、上機(jī)考試40%、期末成績(jī)30%。其中，平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)和出勤；實(shí)驗(yàn)和上機(jī)考試主要考核學(xué)生的編程調(diào)試能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，上機(jī)考試采用在試題庫(kù)中隨機(jī)抽取的方式進(jìn)行考核。

4.鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加比賽，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。為了提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和開(kāi)闊他們的視野，提升創(chuàng)新能力，教師應(yīng)該積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加程序設(shè)計(jì)類大賽，如藍(lán)橋杯大賽、ACM大賽等，以賽促學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的編程能力和創(chuàng)新能力。

三、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合新工科形式下人才培養(yǎng)的目標(biāo)，針對(duì)C語(yǔ)言課程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題。本文通過(guò)側(cè)重實(shí)踐，提高學(xué)生的程序調(diào)試能力，改革傳統(tǒng)考核方式，鼓勵(lì)學(xué)生參加程序設(shè)計(jì)類比賽，將學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性激發(fā)起來(lái)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，從而提高解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

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