论文部分内容阅读
摘 要：以计算机科学与技术专业“卓越工程师教育培养计划”为背景，结合C语言教学过程中存在的问题，以教学内容为基础，提出了启发式、探究式、讨论式、参与式、合作式等五种教学组织形式和教学方法，切实提高学生的程序设计能力和创新能力。
关键词：卓越计划；C语言；教学方法；研究性教学
中图分类号：TN70-4；G642
鉴于“C语言程序设计”这门课的重要性，以及目前在实际教学过程中这门课存在的亟待解决问题，在景德镇陶瓷学院计算机科学与技术专业被立为江西省“卓越工程师教育培养计划”的背景下，改革该课程的教学组织形式和教学方法，提高教学效果，为实施“卓越计划”奠定坚实的基础。
1 教学组织形式和教学方法改革
“C语言程序设计”这门课程是为计算机专业一年级本科生开设的专业必修课，景德镇陶瓷学院信息工程学院在制定课程教学大纲时，理论教学32学时，上机实践32学时。开设课程时间为大一第一学期，学生几乎没有任何的编程基础知识。学生刚接触时普遍认为这门课程难度较大，容易打击学生的学习积极性并导致学习兴趣不高。“卓越计划”的目的是旨在培养适应社会需求，具有较强工程能力，实践能力和创新能力的技术人才，因此需要在实际的教学过程中改变教学组织形式并进行教学方法改革，本文提出了五种教学组织形式和教学方法，如图1所示，并将其贯穿于整个理论教学和实践教学过程中。下面将结合具体的实例来介绍这些教学方法。
图1 五种教学组织形式和教学方法
（1）启发式。比如编程实现求圆的周长和面积。学生在学习了C语言的基本数据类型与表达式后，就可以写出如下的程序。
void main（）
{
float r，l，s，pi；
r=2.0；
pi=3.14；
l=2*pi*r；
s=r*r*pi；
}
这个例子中半径只能固定为某一个值，如果半径变了，需要修改程序。如果问题改成：从键盘输入圆半径，求圆的周长与半径并输出，要求圆的半径可变。这样给学生以启迪，并引出了输入输出函数的教学内容，并可以调动学生学习这部分内容的积极性。
（2）探究式。假设a=3，b=5，编程实现交换两个变量a和b的值。刚开始学生会写出如下的程序。
void main（）
{
int a=3， b=5；
a=b；
b=a；
printf（“a=%d，b=%d”，a，b）；
}
程序运行后发现a和b的值都是5。实验结果与预期的不一样，这样需要探究分析下出现这样结果的原因，需要学生学会编程工具的调试功能，经过单步调试发现，执行完a=b这条语句后a的值已经是5，在执行b=a后，没有将a原来的值3赋给b，而是将a新的值5赋给了b，再进一步的探究分析，原来a是变量，经过a=b这个赋值操作后a原来的值没有了，这就需要定义个临时变量int t 来存储a的值，程序修改如下：t=a；a=b；b=t；
（3）讨论式。在讲授了利用循环语句求1到100的累加和之后，马上给出思考题，求解100的阶乘，然后让学生进行分组讨论，如何在1到100的累加和的程序上做修改，1到100的累加和的程序如下。
void main（）
{
int s=0；
int i；
for（i=1；i<=100；i++）
s+=i；
printf（“s=%d”，s）；
}
经过五分钟左右的讨论后，绝大部分学生做出了两处修改：s=1；s*=i；但是运行程序后发现结果与预期不一样。老师经过引导，指出要注意变量的数据类型及范围，学生经过讨论后发现需要修改s的数据类型和输出函数的格式控制字符串。经过讨论和老师的引导后，首先对循环语句有了更深刻的了解，同时巩固了之前所学的输入输出函数和数据类型这两个知识点。
（4）参与式。在理论课教学时，主要以老师的知识点灌输为主，学生参与较少，即使参与，多以简单地回答老师的提问，偶尔会有一些老师引导式的讨论，学生的主动性发挥得不够。参与式教学方式中，将以学生为主，老师为辅。这种参与式教学方式主要在实践教学中应用。因为上机实践部分不同于理论教学部分，需要学生全身心的参与到程序设计开发过程中来，自己动手编写程序。比如求ax2+bx+c=0的解。大多数同学在编写该程序时，仅考虑到该方程有两个实根的情况，未考虑到该方程有可能不是一元二次方程以及方程的根是虚根这两种情况。学生只有参与到该程序的编写当中，才知道在编程时需要全面考虑问题的各种可能性。
（5）合作式。经过了所有知识点的学习后，学生已基本掌握了程序设计的常用方法和编程技巧，也积累了一些编程和调试的经验。但是之前的课程教学过程中以及上机实践过程中所使用的例子都较为简单，基本上学生个人可以独立完成，然而现在的系统和软件开发不是一个人所能完成的。因此为了进一步提高学生的动手能力、解决实际问题的能力，特别是团队协作与合作能力。为此，设计了五个综合性的应用程序设计实例，分别是简易学生选修课程系统，可以进行方程求解和科学计算的计算器，简单学生成绩统计，班级学生通讯录，商品库存管理。模仿数学建模比赛，三个学生一个小组，分工协作完成功能描述与划分、总体设计、详细设计、程序编写、总结报告等任务，让学生充分地体验合作式程序开发过程。
2 结束语
本文结合了C语言程序设计教学过程中典型的实际案例，介绍了启发式、探究式、讨论式、参与式、合作式等五种教学组织形式和教学方法，并在2013级计算机专业学生的C语言课程教学中进行了实践，表明学生的编程能力、动手能力和协作能力得到了一定的提高，符合计算机科学与技术专业的“卓越工程师教育培养计划”的目标。
参考文献：
[1]朱福珍，杨自恒，蒋爱平，王晓飞，甄佳奇，付丽.基于“卓越计划”的“数字图像处理”课程教学研究[J].中国电力教育，2013（28）：128-129.
[2]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011（05）：1-9.
[3]徐静.卓越工程师培养计划下“Java程序设计”课程改革[J].计算机时代，2013（09）：65-66.
[4]白忠建，李巧勤.面向卓越工程师培养的C++教材研究与建设——兼谈C++课程建设[J].教育教学论坛，2013（06）：193-195.
[5]章义来，叶君耀.C语言程序设计[M].国防科技大学出版社，2011.
作者简介：徐星（1984-），男，博士，副教授；柳炳祥（1966-），男，信息工程学院书记，博士，教授，硕导。
作者单位：景德镇陶瓷学院信息工程学院，江西景德镇 333403
基金项目：计算机科学与技术省级特色专业建设项目；计算机科学与技术专业省级“卓越工程师教育培养计划”。
关键词：卓越计划；C语言；教学方法；研究性教学
中图分类号：TN70-4；G642
鉴于“C语言程序设计”这门课的重要性，以及目前在实际教学过程中这门课存在的亟待解决问题，在景德镇陶瓷学院计算机科学与技术专业被立为江西省“卓越工程师教育培养计划”的背景下，改革该课程的教学组织形式和教学方法，提高教学效果，为实施“卓越计划”奠定坚实的基础。
1 教学组织形式和教学方法改革
“C语言程序设计”这门课程是为计算机专业一年级本科生开设的专业必修课，景德镇陶瓷学院信息工程学院在制定课程教学大纲时，理论教学32学时，上机实践32学时。开设课程时间为大一第一学期，学生几乎没有任何的编程基础知识。学生刚接触时普遍认为这门课程难度较大，容易打击学生的学习积极性并导致学习兴趣不高。“卓越计划”的目的是旨在培养适应社会需求，具有较强工程能力，实践能力和创新能力的技术人才，因此需要在实际的教学过程中改变教学组织形式并进行教学方法改革，本文提出了五种教学组织形式和教学方法，如图1所示，并将其贯穿于整个理论教学和实践教学过程中。下面将结合具体的实例来介绍这些教学方法。
图1 五种教学组织形式和教学方法
（1）启发式。比如编程实现求圆的周长和面积。学生在学习了C语言的基本数据类型与表达式后，就可以写出如下的程序。
void main（）
{
float r，l，s，pi；
r=2.0；
pi=3.14；
l=2*pi*r；
s=r*r*pi；
}
这个例子中半径只能固定为某一个值，如果半径变了，需要修改程序。如果问题改成：从键盘输入圆半径，求圆的周长与半径并输出，要求圆的半径可变。这样给学生以启迪，并引出了输入输出函数的教学内容，并可以调动学生学习这部分内容的积极性。
（2）探究式。假设a=3，b=5，编程实现交换两个变量a和b的值。刚开始学生会写出如下的程序。
void main（）
{
int a=3， b=5；
a=b；
b=a；
printf（“a=%d，b=%d”，a，b）；
}
程序运行后发现a和b的值都是5。实验结果与预期的不一样，这样需要探究分析下出现这样结果的原因，需要学生学会编程工具的调试功能，经过单步调试发现，执行完a=b这条语句后a的值已经是5，在执行b=a后，没有将a原来的值3赋给b，而是将a新的值5赋给了b，再进一步的探究分析，原来a是变量，经过a=b这个赋值操作后a原来的值没有了，这就需要定义个临时变量int t 来存储a的值，程序修改如下：t=a；a=b；b=t；
（3）讨论式。在讲授了利用循环语句求1到100的累加和之后，马上给出思考题，求解100的阶乘，然后让学生进行分组讨论，如何在1到100的累加和的程序上做修改，1到100的累加和的程序如下。
void main（）
{
int s=0；
int i；
for（i=1；i<=100；i++）
s+=i；
printf（“s=%d”，s）；
}
经过五分钟左右的讨论后，绝大部分学生做出了两处修改：s=1；s*=i；但是运行程序后发现结果与预期不一样。老师经过引导，指出要注意变量的数据类型及范围，学生经过讨论后发现需要修改s的数据类型和输出函数的格式控制字符串。经过讨论和老师的引导后，首先对循环语句有了更深刻的了解，同时巩固了之前所学的输入输出函数和数据类型这两个知识点。
（4）参与式。在理论课教学时，主要以老师的知识点灌输为主，学生参与较少，即使参与，多以简单地回答老师的提问，偶尔会有一些老师引导式的讨论，学生的主动性发挥得不够。参与式教学方式中，将以学生为主，老师为辅。这种参与式教学方式主要在实践教学中应用。因为上机实践部分不同于理论教学部分，需要学生全身心的参与到程序设计开发过程中来，自己动手编写程序。比如求ax2+bx+c=0的解。大多数同学在编写该程序时，仅考虑到该方程有两个实根的情况，未考虑到该方程有可能不是一元二次方程以及方程的根是虚根这两种情况。学生只有参与到该程序的编写当中，才知道在编程时需要全面考虑问题的各种可能性。
（5）合作式。经过了所有知识点的学习后，学生已基本掌握了程序设计的常用方法和编程技巧，也积累了一些编程和调试的经验。但是之前的课程教学过程中以及上机实践过程中所使用的例子都较为简单，基本上学生个人可以独立完成，然而现在的系统和软件开发不是一个人所能完成的。因此为了进一步提高学生的动手能力、解决实际问题的能力，特别是团队协作与合作能力。为此，设计了五个综合性的应用程序设计实例，分别是简易学生选修课程系统，可以进行方程求解和科学计算的计算器，简单学生成绩统计，班级学生通讯录，商品库存管理。模仿数学建模比赛，三个学生一个小组，分工协作完成功能描述与划分、总体设计、详细设计、程序编写、总结报告等任务，让学生充分地体验合作式程序开发过程。
2 结束语
本文结合了C语言程序设计教学过程中典型的实际案例，介绍了启发式、探究式、讨论式、参与式、合作式等五种教学组织形式和教学方法，并在2013级计算机专业学生的C语言课程教学中进行了实践，表明学生的编程能力、动手能力和协作能力得到了一定的提高，符合计算机科学与技术专业的“卓越工程师教育培养计划”的目标。
参考文献：
[1]朱福珍，杨自恒，蒋爱平，王晓飞，甄佳奇，付丽.基于“卓越计划”的“数字图像处理”课程教学研究[J].中国电力教育，2013（28）：128-129.
[2]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011（05）：1-9.
[3]徐静.卓越工程师培养计划下“Java程序设计”课程改革[J].计算机时代，2013（09）：65-66.
[4]白忠建，李巧勤.面向卓越工程师培养的C++教材研究与建设——兼谈C++课程建设[J].教育教学论坛，2013（06）：193-195.
[5]章义来，叶君耀.C语言程序设计[M].国防科技大学出版社，2011.
作者简介：徐星（1984-），男，博士，副教授；柳炳祥（1966-），男，信息工程学院书记，博士，教授，硕导。
作者单位：景德镇陶瓷学院信息工程学院，江西景德镇 333403
基金项目：计算机科学与技术省级特色专业建设项目；计算机科学与技术专业省级“卓越工程师教育培养计划”。