吳永芬　陳衛(wèi)衛(wèi)　李志剛　李清

摘要：作為一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程影響到后續(xù)多門(mén)課程的教學(xué)實(shí)施效果。由于學(xué)生的教學(xué)背景不同和個(gè)體差異，在教學(xué)過(guò)程中，我們遇到許多需要解決的問(wèn)題，如學(xué)生處于不同的層次水平、工程思維訓(xùn)練不到位、理論教學(xué)如何支撐實(shí)踐教學(xué)、教師在實(shí)踐課中的角色設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)節(jié)的構(gòu)建等，為此給出“粗、精、仿、練、操”的教學(xué)理念，提出以創(chuàng)新實(shí)踐能力為培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)改革方案。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力；c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

0 引言

創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展以實(shí)踐活動(dòng)為基礎(chǔ)，實(shí)踐能力是創(chuàng)新能力形成和發(fā)展的重要前提條件。早在“十五”期間，教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專(zhuān)業(yè)規(guī)范（試行）》中提出的三個(gè)輔助建議之一便是“加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐和動(dòng)手能力的培養(yǎng)”。

為了指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)，文獻(xiàn)[1]解讀計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與規(guī)范內(nèi)容；文獻(xiàn)進(jìn)一步構(gòu)建高校實(shí)踐教學(xué)體系，由實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)、綜合設(shè)計(jì)、社會(huì)實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)5個(gè)子系統(tǒng)組成；文獻(xiàn)從工程實(shí)踐角度，分析實(shí)踐教育存在的問(wèn)題以及如何在實(shí)踐教育中突出培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力；文獻(xiàn)[7—8]對(duì)國(guó)際創(chuàng)新工程教育模式進(jìn)行解讀，為中國(guó)的實(shí)踐教育提供新思路；文獻(xiàn)從某門(mén)具體課程角度，探討如何在課程中培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

上述引用文獻(xiàn)從各個(gè)角度探討實(shí)踐的意義，討論如何通過(guò)實(shí)踐教學(xué)改革提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。要將這些理念運(yùn)用到具體的課程中，需要與學(xué)生的實(shí)際狀況、課程特點(diǎn)相結(jié)合，并在具體實(shí)施過(guò)程中突出動(dòng)手能力培養(yǎng)。c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，通常也是學(xué)生進(jìn)入高校接觸的第一門(mén)計(jì)算機(jī)課程，筆者針對(duì)教學(xué)過(guò)程中遇到的許多需要解決的問(wèn)題，提出考慮學(xué)生水平差異性的實(shí)踐教學(xué)策略。

1 問(wèn)題分析

1.1 學(xué)生特點(diǎn)分析

高等教育從“精英型”轉(zhuǎn)變到“大眾型”，同一年入學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力確實(shí)有較大差別。c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生之間存在較大差異，大致可分為3個(gè)層次。

第1層次學(xué)生已有某門(mén)編程語(yǔ)言的入門(mén)基礎(chǔ)。由于教育背景的差異性，部分學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)的基本思想，動(dòng)手編寫(xiě)過(guò)程序，廣泛閱讀過(guò)與信息技術(shù)相關(guān)的雜志和書(shū)籍。c語(yǔ)言是編程入門(mén)語(yǔ)言，該層次學(xué)生可以通過(guò)自學(xué)快速完成語(yǔ)法框架的學(xué)習(xí)，迅速進(jìn)入深入學(xué)習(xí)算法問(wèn)題的階段。對(duì)于該層次學(xué)生來(lái)說(shuō)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排的實(shí)驗(yàn)方案比較淺顯，學(xué)生得不到思維能力訓(xùn)練。

第2層次學(xué)生具有一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)。該層次學(xué)生能夠借助計(jì)算機(jī)中常用工具軟件、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行信息的表示、獲取和處理，解決實(shí)際學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題。對(duì)于該層次學(xué)生來(lái)講，雖然沒(méi)有程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但是興趣使得他們?cè)趯W(xué)習(xí)該門(mén)課的過(guò)程中能夠做到扎實(shí)好學(xué)。

第3層次學(xué)生沒(méi)有任何信息技術(shù)基礎(chǔ)。該層次學(xué)生僅對(duì)上網(wǎng)、游戲等有所認(rèn)知，對(duì)程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)原理等知識(shí)不感興趣，學(xué)習(xí)積極性不高，主動(dòng)學(xué)習(xí)能力較弱，語(yǔ)法掌握不牢，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度停滯不前，需要從掌握基本知識(shí)點(diǎn)開(kāi)始加以訓(xùn)練。

1.2 教學(xué)中的問(wèn)題分析

與學(xué)生層次相對(duì)應(yīng)，我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生容易出現(xiàn)編程錯(cuò)誤，并且出現(xiàn)錯(cuò)誤無(wú)法自行調(diào)試解決或耗費(fèi)大量時(shí)間才能解決。出錯(cuò)的問(wèn)題可以歸結(jié)為3種。

第1種是語(yǔ)法錯(cuò)誤問(wèn)題。出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，主觀(guān)上感覺(jué)較吃力，對(duì)語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)掌握不牢，編程風(fēng)格較差，不能根據(jù)錯(cuò)誤提示判斷錯(cuò)誤的內(nèi)容，不會(huì)使用調(diào)試工具。

第2種問(wèn)題是語(yǔ)義分析問(wèn)題。出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的學(xué)生具有一定的語(yǔ)法基礎(chǔ)，但是從語(yǔ)法層次過(guò)渡到語(yǔ)義功能編寫(xiě)時(shí)有困難，獨(dú)立完成語(yǔ)義實(shí)驗(yàn)?zāi)芰η芳选?/p>

第3種是算法難度問(wèn)題。出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的學(xué)生已經(jīng)能夠獨(dú)立完成語(yǔ)義功能的編寫(xiě)，但是獨(dú)立解決問(wèn)題的能力還有所欠缺，因此我們可在語(yǔ)法功能題的基礎(chǔ)上，超前加入算法題，開(kāi)發(fā)學(xué)生的邏輯思維。

2 解決思路

我們針對(duì)上述問(wèn)題，跟蹤國(guó)內(nèi)外人才培養(yǎng)模式和實(shí)踐教學(xué)體系；針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，以培養(yǎng)具有綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力的人才為目標(biāo)，研究實(shí)踐教學(xué)改革方法，構(gòu)建分層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系及規(guī)范評(píng)價(jià)方法等。

2.1 “粗、精、仿、練、操”教學(xué)理念

理論與實(shí)踐的關(guān)系一直是工程教育爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，不同國(guó)家處理這一爭(zhēng)論的方式有所不同。在美國(guó)，教育界在實(shí)踐與理論之間如同鐘擺不斷尋找平衡；而在歐洲，雙元制的工程教育體系分別側(cè)重于工程教育的理論和實(shí)踐兩個(gè)側(cè)面。

目前，該課程的授課理念仍停留在語(yǔ)法灌輸以及語(yǔ)義問(wèn)題的分析與解答層次。理論課與實(shí)踐課之間的關(guān)系不是分割獨(dú)立，而是相輔相成。理論課上學(xué)習(xí)的內(nèi)容需要在實(shí)踐課中消化、轉(zhuǎn)化及完善，實(shí)踐課需要基本語(yǔ)法、程序框架等理論知識(shí)的支撐。我們提出的“粗、精、仿、練、操”5步教學(xué)理念具有很強(qiáng)的可操作性，使學(xué)生既掌握基本的知識(shí)點(diǎn)，又掌握學(xué)習(xí)方法。

粗，是指粗講基本語(yǔ)法和程序框架，尤其對(duì)那些繁雜、比較抽象和“繞人”的內(nèi)容不能一味灌輸，而要適當(dāng)?shù)厝趸Z(yǔ)法，縮減單純語(yǔ)法所占篇幅，將大量與語(yǔ)法有關(guān)的基本概念滲透在“練”“操”中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言的應(yīng)用，同時(shí)配合上機(jī)練習(xí)，讓學(xué)生在理解中加強(qiáng)記憶，以起到事半功倍的效果。

精，就是精講教材中的示例程序，講解設(shè)計(jì)方法和技巧。大多數(shù)例題都有一定的代表性和漸近性。

仿，是在“精講”的基礎(chǔ)上多出模仿示例，讓學(xué)生動(dòng)手編寫(xiě)與示例內(nèi)容和結(jié)構(gòu)相近的程序，逐步“仿造”出“好”程序。

練，就是多做練習(xí)題，特別要讓學(xué)生在課外作業(yè)中獨(dú)立完成程序跟蹤和程序填空題，對(duì)鞏固語(yǔ)法規(guī)則和提高學(xué)生的程序思維能力大有好處。

操，即上機(jī)操作，在紙上編寫(xiě)的程序是“靜止的”“死”程序，只有上機(jī)操作，才能讓程序“活”起來(lái)，從而逐步學(xué)會(huì)如何在調(diào)試過(guò)程中找出程序中的語(yǔ)法和邏輯錯(cuò)誤。只有學(xué)會(huì)在機(jī)器上編程并調(diào)試，才算真正學(xué)會(huì)編程。endprint

在實(shí)踐課時(shí)有限的情況下，想鍛煉好學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，理論教學(xué)必須起到對(duì)實(shí)踐教學(xué)的最佳支撐作用。5步教學(xué)理念將理論課和上機(jī)課有機(jī)結(jié)合起來(lái)，擴(kuò)大了理論課的輻射范圍，理論課和實(shí)踐課的精密配合使得學(xué)生可以充分利用有限的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.2 實(shí)踐教學(xué)改革思路

“聽(tīng)過(guò)的會(huì)忘記，看過(guò)的會(huì)記得，做過(guò)的才能理解”，理解了才能更好地應(yīng)用，才能有更多的創(chuàng)新。關(guān)注學(xué)生的行為體驗(yàn)是做好實(shí)踐教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。為了滿(mǎn)足不同層次學(xué)生的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)4類(lèi)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建“語(yǔ)法題一基礎(chǔ)題一設(shè)計(jì)題一綜合題”的遞進(jìn)式實(shí)踐內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自信心和求知欲，在“理論一實(shí)踐一再理論一再實(shí)踐”的反復(fù)過(guò)程中，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高，深受學(xué)生歡迎。

1）實(shí)踐分層次進(jìn)行，體現(xiàn)因材施教。

我們按照學(xué)生的不同層次將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置分成語(yǔ)法題、基礎(chǔ)題、設(shè)計(jì)題、綜合題4部分。其中，語(yǔ)法實(shí)驗(yàn)題將基本語(yǔ)法知識(shí)劃分成多個(gè)小問(wèn)題，專(zhuān)門(mén)為基礎(chǔ)較差、平常上機(jī)經(jīng)常犯語(yǔ)法錯(cuò)誤的學(xué)生準(zhǔn)備。語(yǔ)法知識(shí)的訓(xùn)練可穿插在每章的基礎(chǔ)題之前，然后再進(jìn)行基礎(chǔ)題的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于第3層次學(xué)生，基礎(chǔ)較薄弱，必須從語(yǔ)法題做起，然后才能做基礎(chǔ)題，學(xué)有余力的部分學(xué)生還可以做設(shè)計(jì)題。對(duì)于第2層次學(xué)生，基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生可以直接從基礎(chǔ)題做起，而思維比較活躍但經(jīng)常出現(xiàn)編程語(yǔ)法錯(cuò)誤的學(xué)生，則與第3層次學(xué)生一樣，必須從語(yǔ)法題做起。對(duì)于第1層次學(xué)生，不必循序漸進(jìn)做實(shí)驗(yàn)，可直接從設(shè)計(jì)題做起。各層次學(xué)生對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置如圖1所示。

2）實(shí)驗(yàn)分小組完成，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

實(shí)踐有多種內(nèi)涵，CDIO工程模式要培養(yǎng)的是全面發(fā)展的工程師，既熟悉技術(shù)，又懂營(yíng)銷(xiāo)，具有與人溝通和團(tuán)隊(duì)合作的能力，但這只是一種理念，并未說(shuō)怎么做和怎么實(shí)現(xiàn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力，我們可以將學(xué)生分組，讓學(xué)生之間配合完成實(shí)驗(yàn)。

隨著進(jìn)度的加深，到后期做到算法題時(shí)，我們可以安排學(xué)生4人一組組隊(duì)做實(shí)驗(yàn)。小組成員分工明確，第1步討論需求分析，提出要實(shí)現(xiàn)的功能；第2步對(duì)功能進(jìn)行模塊劃分，每名成員實(shí)現(xiàn)部分模塊，最后有專(zhuān)人將模塊合并并調(diào)試，另有專(zhuān)人寫(xiě)文檔。在實(shí)施的過(guò)程中，學(xué)生需要及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行交流討論，尋找解決的方法。算法題可由學(xué)生自己選擇，也可由教師出題，重要的是學(xué)生能夠根據(jù)這些題目?jī)?nèi)容進(jìn)行探索。一方面，小組成員通過(guò)交流協(xié)作，積極尋找問(wèn)題的解決方案，類(lèi)似于企業(yè)中項(xiàng)目的組織實(shí)施過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力；另一方面，算法題的解決思路由學(xué)生自己探索，從中尋找學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，激發(fā)潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)能力。算法題實(shí)驗(yàn)分組如圖2所示。

3）實(shí)踐內(nèi)容放人工程或生活背景中，體現(xiàn)學(xué)以致用。

創(chuàng)新與掌握知識(shí)的多寡并不一定呈正相關(guān)，但與工程實(shí)踐能力的強(qiáng)弱一定呈正相關(guān)。對(duì)有條件的學(xué)校和學(xué)有余力的學(xué)生，應(yīng)鼓勵(lì)參與各種形式的課外實(shí)踐和創(chuàng)新性題目的研究。融入工程和生活背景的實(shí)踐內(nèi)容，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并讓學(xué)生學(xué)以致用。例如，網(wǎng)上流行的計(jì)算機(jī)作詞通過(guò)將全宋詞本進(jìn)行詞頻排序后，隨機(jī)抽取詞語(yǔ)組合成一首宋詞，意境優(yōu)美，學(xué)生完成后非常有成就感；對(duì)于貪食蛇、打字母游戲等，學(xué)生都興趣盎然，當(dāng)然這需要教師予以一定的指導(dǎo)，因?yàn)橛行﹥?nèi)容是學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的。另外，將藍(lán)橋杯等程序大賽中算法設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)優(yōu)化策略的題目整合到實(shí)驗(yàn)中，并引入少量算法結(jié)構(gòu)題，如鏈表等結(jié)構(gòu)的使用，體現(xiàn)算法的優(yōu)化效果。算法題大體可以分為3種題目：實(shí)用趣味題、優(yōu)化策略題（如貪心策略、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、回溯法）、程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽題。

通過(guò)引進(jìn)不同類(lèi)型的題目，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維、自主學(xué)習(xí)和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。學(xué)生做完這些題目后，還可以在理論課堂上講解演示，以提高其他學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生間的互動(dòng)。

4）完善評(píng)價(jià)機(jī)制。

主動(dòng)實(shí)踐是大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。完善的實(shí)踐評(píng)價(jià)機(jī)制體現(xiàn)公平、公正性，有助于督促和激勵(lì)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐的潛能。為了制訂有效的實(shí)踐評(píng)價(jià)機(jī)制，我們?cè)O(shè)置語(yǔ)法題、基礎(chǔ)題、設(shè)計(jì)題、綜合題、組員打分5類(lèi)分?jǐn)?shù)，每類(lèi)100分，這5類(lèi)分?jǐn)?shù)分別乘上權(quán)值后求和得到最后的總分。評(píng)價(jià)機(jī)制中每類(lèi)分?jǐn)?shù)的比例設(shè)置如圖4所示。這里的綜合題相當(dāng)于附加題，大部分學(xué)生并不一定能夠完成，因此加權(quán)分?jǐn)?shù)較少，但教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生完成此部分題目，充分挖掘每個(gè)學(xué)生的潛能。

3 實(shí)驗(yàn)效果

近幾年來(lái)，通過(guò)對(duì)C語(yǔ)言程序課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，我們?nèi)〉昧肆己玫慕虒W(xué)效果。從圖5所示的指揮信息系統(tǒng)學(xué)院二級(jí)c語(yǔ)言通過(guò)率可以看出，在2010—2012年，通過(guò)率從50.6%逐步上升到92%。另外，在2012年5月參加籃橋杯決賽的7人中，2名學(xué)生獲全國(guó)二等獎(jiǎng)，4名學(xué)生獲全國(guó)三等獎(jiǎng)，1名學(xué)生獲全國(guó)優(yōu)秀獎(jiǎng)。另外，先后有150多名學(xué)生在國(guó)際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、計(jì)算機(jī)仿真大賽、中科院“中科杯”軟件大賽、ACM/ICPC大賽以及校內(nèi)的“卓越杯”比賽、本科生科技訓(xùn)練計(jì)劃（SRT）項(xiàng)目中獲獎(jiǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新最重要的源泉，是知識(shí)到能力、聰明到智慧轉(zhuǎn)化的催化劑。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、探索實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，仍有許多問(wèn)題值得研究，如整個(gè)課程在學(xué)習(xí)鏈中與后續(xù)課程的銜接問(wèn)題等。下一步我們將繼續(xù)挖掘?qū)嵺`教學(xué)中的問(wèn)題，提出更多、更有效的解決方案。

（編輯：宋文婷）endprint