將創(chuàng)客教育融入C 語(yǔ)言教學(xué)中的實(shí)踐探討

王鳳蘭，漆 珣

（汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，汕頭 515078）

C 語(yǔ)言一直以來(lái)都是大多數(shù)高校普遍開(kāi)設(shè)的一門程序設(shè)計(jì)入門語(yǔ)言，不僅僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)，其他的理工科專業(yè)，甚至是諸如經(jīng)濟(jì)、心理學(xué)等其它專業(yè)也會(huì)開(kāi)設(shè)該課程。

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，C 語(yǔ)言的應(yīng)用領(lǐng)域也達(dá)到了空前擴(kuò)展，除了系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、數(shù)值計(jì)算、游戲開(kāi)發(fā)，還可用于服務(wù)器端開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)底層和網(wǎng)絡(luò)底層務(wù)器端等，圖形處理、嵌入式開(kāi)發(fā)、人工智能等領(lǐng)域。對(duì)于高職院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，C 語(yǔ)言作為他們接觸到的第一門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，且是在對(duì)諸如計(jì)算機(jī)基本硬件組織結(jié)構(gòu)，工作流程、內(nèi)存的組織方式、軟硬件的關(guān)系等這些有助于理解編程的知識(shí)知之甚少的情況下，學(xué)習(xí)C 語(yǔ)言卻存在著很大的困難。

所以，不斷探索適合高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)《C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這門課程的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)效果顯得尤為重要！

1 C 語(yǔ)言教學(xué)改革的必要性

1.1 高職院校學(xué)生的學(xué)情分析

大多數(shù)高職院校的學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)薄弱，邏輯推理能力較弱，學(xué)習(xí)上自我控制力也較弱，遇到學(xué)習(xí)困難，容易退縮。所以《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的一線任課老師常常見(jiàn)到學(xué)生剛剛學(xué)編程的時(shí)候，熱情高漲，信心很足，可過(guò)了一段時(shí)間就心灰意冷，甚至干脆放棄了。所以，找到一種能夠讓他們快速入門，馬上體驗(yàn)到效果的教學(xué)方式顯著尤為重要。其實(shí)老師們一直都在孜孜不斷的做著這些探索，慕課、微課，翻轉(zhuǎn)課堂，游戲代入等等，取得了非常大的成效，但還是在學(xué)生們對(duì)編程入門前難以逃脫復(fù)雜的邏輯推理，冥思苦想的過(guò)程，顯得不盡人意。而連小學(xué)生都可以容易上手的智能電子設(shè)計(jì)，機(jī)器人編程、嵌入式編程等創(chuàng)客技術(shù)為高職院校的學(xué)生們輕松進(jìn)入C 語(yǔ)言世界帶來(lái)了曙光。

1.2 新的改革機(jī)遇

隨著電子、信息、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各種嵌入式可編程控制芯片，電子元器件變得方便易得，使得創(chuàng)客技術(shù)蓬勃發(fā)展起來(lái)，創(chuàng)客教育也變得越發(fā)普及紅火。因?yàn)镃 語(yǔ)言具有面向硬件的特性，這些可編程的器件大多采用C 語(yǔ)言進(jìn)行編程。配合他們提供的用C 語(yǔ)言創(chuàng)建的API 函數(shù)庫(kù)，往往很少的幾行代碼，就可以得到一個(gè)觸手可及的具有實(shí)際功能電子作品，如超聲波測(cè)距、電子屏顯示、具有不同功能的智能小車，這會(huì)大大激發(fā)起學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們客服學(xué)習(xí)困難的決心。

2 在《C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)中引入創(chuàng)客教育

2.1 引入創(chuàng)客教育的意義

2.1.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，輕松入門C 語(yǔ)言編程

我們知道，學(xué)習(xí)某些新的知識(shí)，技術(shù)，有一個(gè)入門的過(guò)程，在入門前會(huì)覺(jué)得很難，一旦入門，便漸入佳境。而這個(gè)入門過(guò)程卻需要大量時(shí)間精力的投入，由量變到質(zhì)變。且學(xué)習(xí)有一個(gè)頓悟的過(guò)程，通過(guò)吸引力極大的創(chuàng)客教育導(dǎo)入C 語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，吸引學(xué)生將課上學(xué)習(xí)延續(xù)到課下，由剛開(kāi)始簡(jiǎn)單的幾行代碼的程序搭建，慢慢讓學(xué)生體會(huì)到程序是什么，能干什么，到熟悉C 語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)，C 語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、主要控制語(yǔ)句，再到編程入門。

2.1.2 引導(dǎo)學(xué)生更早進(jìn)行有關(guān)職業(yè)的思考

創(chuàng)客教育使學(xué)生體會(huì)到了“學(xué)以致用”，激發(fā)他們把自己的一些創(chuàng)新想法變成現(xiàn)實(shí)的欲望，自然會(huì)激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。隨著創(chuàng)客技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)客領(lǐng)域的擴(kuò)展，也產(chǎn)生了很大的人才需求。如現(xiàn)在中小學(xué)的創(chuàng)客教育師資就比較緊缺。特別熱愛(ài)創(chuàng)客的學(xué)生們可能就會(huì)考慮選擇這一領(lǐng)域職業(yè)，從而激勵(lì)他們?yōu)榱诉_(dá)成目標(biāo)加倍努力。

2.2 引入創(chuàng)客教育的可行性

創(chuàng)客教育的軟硬件學(xué)習(xí)資源眾多，方便易得，且上手容易。在本人的《C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的教學(xué)改革中，使用的是價(jià)格相對(duì)低廉，編程簡(jiǎn)單，容易上手的Arduino 套件。而中小學(xué)的創(chuàng)客教育課中也大多選擇Arduino。一套基本的Arduino 套件從幾十到幾百元不等，學(xué)生們可以自發(fā)組成工作坊，合買所需的套件，也可以根據(jù)需要補(bǔ)充所需的各種元件，不會(huì)帶來(lái)太大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

其次，Arduino 套件體積小巧，便于攜帶，使用不受場(chǎng)地限制，方便學(xué)生課上課下隨時(shí)使用。課下，學(xué)生工作坊的同學(xué)仍舊可以一起工作，一起學(xué)習(xí)。

3 引入創(chuàng)客教育的實(shí)踐探索

3.1 用Arduino 引入創(chuàng)客教育

在初次嘗試中我們采用的都是比較簡(jiǎn)單的例子，代碼較少，學(xué)生很容易記憶和模仿：LED 呼吸燈、LED 交通燈、LED 點(diǎn)陣顯示，超聲波測(cè)距、智能避障、智能循跡，測(cè)量環(huán)境溫度、聲音控制等，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生自己拓展設(shè)計(jì)，就有學(xué)生根據(jù)巡線傳感器的功能自己實(shí)現(xiàn)了智能跟隨、走迷宮（其實(shí)這些就是當(dāng)今熱門的無(wú)人駕駛的基本技術(shù)原型）；有學(xué)生將LED 燈光變色效果加入到智能循跡中，顯得更加有趣；有的用聲音控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)等等。因?yàn)檎n堂時(shí)間有限，而這些例子大多是學(xué)生們課下以工作坊的方式實(shí)現(xiàn)的。

圖1

圖2

圖1 、圖2是一個(gè)完整的Arduino程序，實(shí)現(xiàn)“機(jī)器人循跡”運(yùn)動(dòng)。這是我們引入的Arduino 例子中代碼相對(duì)比較復(fù)雜的一個(gè)例子，這個(gè)例子包含預(yù)包含命令、變量的定義、調(diào)用庫(kù)函數(shù)、if…else語(yǔ)句、函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生開(kāi)始只是模仿著編輯這些代碼，為了更好的用Arduino 實(shí)現(xiàn)他們的想法，學(xué)生們會(huì)努力的弄清楚這些代碼的含義，使用方法，從而調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)C 語(yǔ)言的主動(dòng)性。當(dāng)在課堂上講解C 語(yǔ)言的知識(shí)的時(shí)候，一方面他們有似曾相識(shí)的感覺(jué)，不會(huì)覺(jué)得一片茫然，一方面他們是帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，積極性會(huì)大大提高。

3.2 效果分析

在沒(méi)有引入創(chuàng)客教育前，我們對(duì)《C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》學(xué)習(xí)效果的考核一般采用上機(jī)實(shí)操考核和筆試（表1中分析的是實(shí)操部分的考核）。我們將所學(xué)C 語(yǔ)言的知識(shí)盡量分解為很小的元知識(shí)單位，每一個(gè)元知識(shí)設(shè)計(jì)兩到三道簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)題，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)抽取一道限時(shí)上機(jī)完成。

表1

本文就2017、2018年和2019年（融入了創(chuàng)客教育）實(shí)操考核結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。我們選每年計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)兩個(gè)班的數(shù)據(jù)，對(duì)比順利完成每一知識(shí)主題考核的百分比。

由表3.2-1可以看出，通過(guò)引入創(chuàng)客教育，學(xué)生學(xué)習(xí)《C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的各部分知識(shí)都有不同程度的提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于高職院校的學(xué)生，將創(chuàng)客教育融入《C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)中確實(shí)是一種曲徑通幽的方法，符合高職院校學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)薄弱，邏輯思維能力較弱，學(xué)習(xí)熱情不足，學(xué)習(xí)上容易畏難退縮的特點(diǎn)。通過(guò)，創(chuàng)客教育一方面可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，用電子游戲般的吸引力克服了學(xué)生的畏難情緒。引入學(xué)生工作坊，大家一起工作學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)積極的學(xué)習(xí)氛圍，降低學(xué)習(xí)的難度，提高學(xué)習(xí)樂(lè)趣。當(dāng)前創(chuàng)客教育、創(chuàng)客技術(shù)是比較熱門的一個(gè)職業(yè)選擇，讓學(xué)生早一點(diǎn)接觸到創(chuàng)客教育，可以引導(dǎo)學(xué)生更早的考慮個(gè)人發(fā)展，職業(yè)規(guī)劃的問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生更加努力的學(xué)習(xí)。