肖 捷 肖海容

（1.東莞理工學院 計算機學院，廣東東莞 523808；2.東莞理工學院 圖書館，廣東東莞 523808）

基于“階梯遞進”模式《C語言程序設(shè)計》實驗教材的設(shè)計

肖 捷1肖海容2

（1.東莞理工學院 計算機學院，廣東東莞 523808；2.東莞理工學院 圖書館，廣東東莞 523808）

C語言程序設(shè)計課程的實踐性很強，培養(yǎng)學生實踐編程能力是教學重點，教材必須適應這種要求?；凇半A梯遞進”模式，研究設(shè)計了一套《C語言程序設(shè)計》課程實踐教材的構(gòu)建方案，該方案將實踐教學分為呈“階梯遞進”邏輯關(guān)系的四個環(huán)節(jié)，并詳細闡述了四個環(huán)節(jié)的教學目標、設(shè)計思想、組織結(jié)構(gòu)和實驗項目設(shè)計。實踐證明，該方案有效地解決了“傳統(tǒng)”教材存在的諸多問題，具有較好的完整性、科學性、創(chuàng)新性和可操作性等特點。

階遞遞進；程序設(shè)計；實踐教學體系；實驗教材

程序設(shè)計是高校一門重要的計算機基礎(chǔ)課程，它以編程語言為平臺，介紹程序設(shè)計的思想和方法。學生通過課程學習，不僅要掌握程序設(shè)計語言的知識，更重要的是在實踐中逐步掌握程序設(shè)計的思想和方法，培養(yǎng)學生問題求解和程序語言的應用能力［1］。目前，C語言已被許多高校列為程序設(shè)計課程的首選語言。

C語言程序設(shè)計是一門實踐性很強的課程，學生必須通過大量的編程訓練，在實踐中掌握程序設(shè)計語言，培養(yǎng)程序設(shè)計的基本能力，并逐步理解和掌握程序設(shè)計的思想和方法［2］。因此，課程教學重點應該是培養(yǎng)學生的實踐編程能力，教材也要以“程序設(shè)計”為中心來組織，以適應課程教學的要求。本文基于“階梯遞進”模式，提出了《C語言程序設(shè)計》課程實驗教材的構(gòu)建方案。

1 實驗教材的設(shè)計

“傳統(tǒng)教學”模式的課程實驗大多采用教師輔導學生做實驗的方式，教師設(shè)計實驗項目，實驗內(nèi)容和形式單一，一般都是驗證性的獨立編程實驗，不利于學生的自主學習和分層教學，教學效果不佳。本文提出的“階梯遞進”模式就是將實踐教學分成“演示實驗+自主實驗+主題實驗+課程設(shè)計”四個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)都有偏重和目標，環(huán)節(jié)之間呈“階梯遞進”邏輯關(guān)系，層層推進，步步加強，最終實現(xiàn)課程教學目標。每個環(huán)節(jié)內(nèi)部也呈“階梯遞進”邏輯關(guān)系，通過“示例教學—模仿改寫—獨立編程”的上機實踐過程，在循序漸進的引導中逐步熟悉編程環(huán)境，理解和掌握程序設(shè)計的思想、方法和技巧，并掌握基本的程序調(diào)試方法［3］。本文基于“階梯遞進”模式，組織設(shè)計了一套《C語言程序設(shè)計》課程的實驗教材。

1.1 演示實驗設(shè)計

程序調(diào)試能力差是大部分學生都存在的問題，“演示實驗”環(huán)節(jié)側(cè)重調(diào)試程序基本功的訓練，圍繞基本調(diào)試方法設(shè)計實驗項目，實驗項目的內(nèi)容從簡單到復雜，呈“階梯遞進”模式，實驗內(nèi)容形式包括:演示案例、模仿習題、提高習題三種題型［4］。演示案例詳細給出調(diào)試方法和操作步驟，由教師在實驗課堂上演示講解，學生觀看。模仿習題由學生模仿演示案例完成相似題目的調(diào)試練習。提高習題難度稍大，學生獨立完成，進一步鞏固和提高，最終實現(xiàn)實驗項目的教學目標。這種“階梯遞進”模式使學生能夠較快捷地熟悉C編程環(huán)境，較輕松地學習程序調(diào)試的基本方法和技巧。

“演示實驗”部分主要根據(jù)教學進度和知識內(nèi)容共設(shè)計了6個程序調(diào)試方法和技巧的演示實驗，包括:簡單的程序查錯方法演示、簡單的單步調(diào)試程序方法演示、運行到光標位置的調(diào)試方法演示、斷點調(diào)試程序的方法演示、單步調(diào)試進入函數(shù)和跳出函數(shù)的方法演示和程序調(diào)試方法的綜合演示。其中程序調(diào)試方法的綜合演示可以分控制結(jié)構(gòu)、數(shù)組、指針三個子項目單獨設(shè)置實驗。學生通過實驗系統(tǒng)在規(guī)定期限內(nèi)完成，實驗系統(tǒng)自動批改，并可反復練習，直至掌握為止。

1.2 自主實驗設(shè)計

“自主實驗”部分主要是根據(jù)知識點設(shè)置一系列簡單的驗證性實驗，緊扣課堂教學內(nèi)容，偏重基本知識和能力，以掌握和鞏固課堂教學內(nèi)容為目的［4］。本部分共設(shè)計了10個自主實驗項目，包括:熟悉C語言編程環(huán)境、C語言簡單程序設(shè)計、分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計、函數(shù)程序設(shè)計、數(shù)組程序設(shè)計、指針程序設(shè)計、結(jié)構(gòu)與鏈表程序設(shè)計、文件程序設(shè)計和簡單C++程序設(shè)計。學生通過實驗系統(tǒng)在規(guī)定期限自主獨立完成，實驗系統(tǒng)自動批改，并可反復練習，直至掌握為止。

實驗內(nèi)容應充分體現(xiàn)“階梯遞進”模式思想，實驗題型一般設(shè)置閱讀完善程序題和獨立編寫程序題兩種題型，實驗內(nèi)容形式分為3個級別:示例編程—模仿編程——獨立編程，充分體現(xiàn)“教學做一體化”的分步教學思想，便于學生自主學習。其中:

A.示例編程:設(shè)置為“閱讀完善程序題”形式，通常選用教材中精講過的經(jīng)典案例并做適當修改，給出完整的程序功能描述、解題思路和不完整的源程序清單，特別對解題思路作詳細描述，引導學生認真閱讀，理解設(shè)計思路，學習閱讀方法和技巧，熟悉程序結(jié)構(gòu)，掌握重要算法。在此基礎(chǔ)上，給出填充完整的源程序清單方便學生參考，最后要求學生上機調(diào)試通過。

B.模仿編程:設(shè)置為“閱讀完善程序題”形式，通常對示例編程的功能做適當?shù)男薷幕蜻x用與示例編程相似的題目，給出程序功能描述、不完整的程序清單和解題提示，要求學生在示例編程基礎(chǔ)上，模仿示例編寫程序，實現(xiàn)程序功能要求。學生應完成的具體項目內(nèi)容包括:解題思路、完整程序清單、調(diào)試運行程序。目的是進一步掌握閱讀程序的方法和技巧，掌握做題步驟和方法，提高學生分析問題的能力，進而提高編程能力。

C.獨立編程:通常設(shè)計一個較示例編程和模仿編程難度稍大的獨立編程題，只給出程序功能描述和簡單的解題思路提示，要求學生在示例編程和模仿編程的基礎(chǔ)上，利用所學知識獨立完成編程。學生應完成的具體項目內(nèi)容包括:解題思路、完整程序清單、調(diào)試運行程序。目的是進一步掌握做題的步驟和方法，提高學生分析問題、解決問題和獨立編程能力。

1.3 主題實驗設(shè)計

在“自主實驗”基礎(chǔ)上，根據(jù)教學進度和知識結(jié)合應用的緊密程度，按主題設(shè)計一些難度稍大的綜合性實驗（即主題實驗）。主題實驗的難度較大，只設(shè)置獨立編程應用題，通過主題實驗的訓練，能將“語言知識”和“程序設(shè)計”串成兩條相互呼應的主線，加深對語言的全面理解和掌握，培養(yǎng)綜合應用語言的能力和綜合分析能力，提高編程水平，為綜合訓練做準備［4］。本部分共設(shè)計了5個主題實驗，包括:控制結(jié)構(gòu)綜合程序設(shè)計、數(shù)組與函數(shù)綜合程序設(shè)計、結(jié)構(gòu)體數(shù)組和函數(shù)綜合程序設(shè)計、結(jié)構(gòu)體指針和函數(shù)綜合程序設(shè)計以及結(jié)構(gòu)體、文件和函數(shù)綜合程序設(shè)計。學生可以根據(jù)自身情況部分選做，在規(guī)定的期限內(nèi)通過實驗系統(tǒng)完成或交給老師批改。實驗內(nèi)容體現(xiàn)“階梯遞進”模式思想，實驗內(nèi)容形式分為兩個級別:引例學習—獨立編程。首先給出一個引例，詳細介紹用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法求解問題的步驟，然后讓學生模仿引例用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法進行獨立編程訓練，讓學生理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的思想，掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法。

A.引例學習

按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的基本步驟，將解題過程劃分為4個階段，詳細介紹解題過程，幫助學習者學習結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的具體應用。

階段1——問題分析:通常采用自頂向下分析問題的方法，把復雜問題分解成小問題后再解決，即按組織或功能將問題分解成子問題，若子問題仍然復雜，再做進一步分解，直到處理對象相對簡單，容易處理為止。當所有的子問題都得到解決，整個問題也就解決了。在這個過程中，每一次分解都是對上一層的問題進行細化和逐步求精，最后形成一種類似樹狀的層次結(jié)構(gòu)圖來描述分析的結(jié)果。

階段2——模塊化設(shè)計:經(jīng)過問題分析，設(shè)計好層次結(jié)構(gòu)圖后，進入模塊化設(shè)計階段。在這個階段，需要將模塊組織成良好的層次系統(tǒng)，頂層模塊調(diào)用其下層模塊以實現(xiàn)程序的完整功能，每個下層模塊再調(diào)用更下層的模塊，從而完成程序的一個子功能，最下層的模塊完成最具體的功能。最后形成一種類似樹狀的模塊調(diào)用關(guān)系圖。

在C語言中，模塊一般通過函數(shù)來實現(xiàn)，一個模塊對應一個函數(shù)，模塊規(guī)模不要過大（一般不要超過50行語句），既便于編程者思考與設(shè)計，也利于程序的閱讀理解。如果模塊功能太復雜，應進一步分解到低一層的模塊函數(shù)，以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計思想。對于一個函數(shù)模塊的設(shè)計一般包括:函數(shù)返回值、函數(shù)名、函數(shù)參數(shù)、函數(shù)體算法設(shè)計等方面。特別對函數(shù)體算法應重點描述。

階段3——結(jié)構(gòu)化編碼:經(jīng)過模塊化設(shè)計后，每一個模塊都可以獨立編碼，編程時應選用順序、選擇和循環(huán)3種控制結(jié)構(gòu)，使程序具有良好的風格。包括:標識符命名應合法且“見名知義”；程序中適當添加注釋，增加程序可讀性；程序結(jié)構(gòu)清晰易懂，盡量一行一句，采用縮進格式；程序具有良好的交互性，輸入有提示，輸出有說明等。

階段4——調(diào)試運行程序:需要使用調(diào)試程序的各種方法和技巧。由于有“演示實驗”專題部分，一般不要再詳細介紹。

B.獨立編程

在引例學習基礎(chǔ)上，給出1～2個難度較大的綜合應用題，讓學生從中選擇一個，模仿引例完成，進一步理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的思想，掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法。要求學生必須按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，分四個階段完成，并給出每個階段的結(jié)果描述。

1.4 課程設(shè)計

要真正掌握程序設(shè)計的思想和方法，運用語言解決實際問題，課程設(shè)計是不可或缺的。課程設(shè)計要求應用軟件工程的思想和方法編寫較大型程序，解決實際問題。在課程設(shè)計中采用基于問題的教學方法，學生以組為單位（2～3人一組），自由選題，然后圍繞要解決的問題，進行分析和研究，查閱、自學相關(guān)的文獻資料，確定技術(shù)路線和實施方案，組內(nèi)分工，合作完成，編寫文檔，最后分組答辯評分［4］。整個過程以分組獨立完成為主，教師只提供必要的輔導。本部分一般需規(guī)劃訓練項目（9～10個備選題目），每個訓練項目包括:項目問題描述、設(shè)計及實現(xiàn)要點、供參考的相關(guān)文獻資料、文檔組織要求等。

A.項目問題描述:主要從功能要求方面做出描述，包括基本功能和高級（擴展）功能兩個方面。B.設(shè)計及實現(xiàn)要點:可以從難點分析、程序總體結(jié)構(gòu)、主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提示、菜單組織結(jié)構(gòu)、主要算法提示等方面給出一些參考思想。

C.相關(guān)參考文獻:列出一些要求學生學習的參考資料和網(wǎng)站。D.文檔組織要求:給出課程設(shè)計文檔的組織格式和要求。

2 結(jié)語

程序設(shè)計課程的實踐性很強，培養(yǎng)學生實踐編程能力是教學重點。因此，教材的設(shè)計和組織非常重要，直接影響課程的教學質(zhì)量和教學目標。本文基于“階梯遞進”模式，研究設(shè)計了一套《C語言程序設(shè)計》課程實踐教材的構(gòu)建方案，將實踐教學分成四個教學環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都有偏重和目標，環(huán)節(jié)之間呈“階梯遞進”邏輯關(guān)系，層層推進，步步加強，最終實現(xiàn)課程教學目標。每個環(huán)節(jié)內(nèi)部也呈“階梯遞進”邏輯關(guān)系，通過“示例教學—模仿改寫—獨立編程”的上機實踐過程，在循序漸進的引導中逐步熟悉編程環(huán)境，理解和掌握程序設(shè)計的思想、方法和技巧。實踐證明，該方案有效地解決了“傳統(tǒng)”教材存在的諸多問題，具有較好的完整性、科學性、創(chuàng)新性和可操作性等特點，對課程教學質(zhì)量和教學目標具有積極作用。

［1］ 何欽銘，顏暉.C語言程序設(shè)計［M］.2版.北京:高等教育出版社，2012:1-10.

［2］ 顏暉，柳俊.C語言程序設(shè)計實驗與習題指導［M］.2版.北京:高等教育出版社，2012:46-76.

［3］ 肖捷，肖海容.程序設(shè)計課程教學方案的研究與設(shè)計［J］.東莞理工學院學報，2012（3）:103-107.

［4］ 肖捷，肖海容.C語言程序設(shè)計實踐教學方案研究與設(shè)計［J］.東莞理工學院學報，2012（5）:105-109.

The Design of Practice Teaching Materials onC Language Programming Based on“Progressive Mode”

XIAO Jie1XIAO Ha i.rong2
（1.Computer College，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China；2.Library，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China）

C Language Programming course is very practical，and the key teaching point is to train students' ability of programming，so our teaching materials should meet this requirement.Based on“Progressive Mode”，this paper has designed a scheme on practice teaching materials of C Language Programming，which divides practice teaching into four progressive and logical segments，and elaborates on the teaching purpose，design concept，organizational structure，and pilot project design of each segment. It is proved that this scheme has solved the problems of“traditional”teaching materials with the characteristics of integrity，scientific quality，creativity and operability.

progressive steps；programming；practice teaching system；experimental teaching materials

TP312；G642.0

A

1009-0312（2014）01-0099-04

2013-05-04

廣東省高等學校教學質(zhì)量與教學改革工程本科類項目（粵教高函〔2012〕123號）；東莞理工學院教學改革項目（莞工教［2012］33號）；東莞理工學院教學改革項目（莞工教［2011］65號）。

肖捷（1966-），男，湖南邵東人，副教授，碩士，主要從事網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)、企業(yè)ERP技術(shù)研究。