李秀香

（晉中師范高等?？茖W(xué)校，山西 晉中 030600）

[關(guān)鍵字] C語言程序設(shè)計(jì)；PBl模式；教學(xué)內(nèi)容

1 研究背景及意義

C語言程序設(shè)計(jì)課是高等院校計(jì)算機(jī)類專業(yè)一門重要的專業(yè)課，也是計(jì)算機(jī)等級(jí)考試包含的種類之一，更是作為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的前繼課程。通過這門課程的學(xué)習(xí)，不僅要求學(xué)生掌握C語言基本的語法和編程思想及方法，更重要的是培養(yǎng)他們的邏輯思維能力和舉一反三解決問題的能力。C語言程序設(shè)計(jì)課程作為一門典型的程序課，其本身枯燥、語法堆砌，會(huì)給學(xué)生造成一種只見樹木不見森林的感覺。教師講授這門課時(shí)，一般會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)短。兼顧上課進(jìn)度，教師一般采用先講授理論知識(shí)、隨后上機(jī)演示操作、最后指導(dǎo)學(xué)生上機(jī)練習(xí)。這樣，在課堂上學(xué)生仍然是被動(dòng)接受知識(shí)，在很大程度上限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的提高。大學(xué)的教育與中學(xué)不同，大學(xué)教師不應(yīng)僅僅教授已成形的舊知識(shí)，還應(yīng)讓學(xué)生參與知識(shí)的拓展研究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和研發(fā)能力。在大學(xué)中，研究、傳授及學(xué)習(xí)三位一體，環(huán)環(huán)相扣，教師的傳授與學(xué)生的學(xué)習(xí)，都是研究工作的重要環(huán)節(jié)。研究者不應(yīng)僅僅研究，而應(yīng)將研究成果傳遞給學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)是正在研究的前沿的新知識(shí)。

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合C語言程序設(shè)計(jì)課程的自身特點(diǎn)，本文主要探究將基于問題的學(xué)習(xí)模式（Problem-Based Learning）應(yīng)用于C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中，從教材的設(shè)計(jì)理念、課程內(nèi)容的處理、采取的PBL教學(xué)模式等多個(gè)角度，針對(duì)C語言教學(xué)中存在的問題，對(duì)C語言傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革。

2 PBL教學(xué)模式

PBL教學(xué)模式主要是以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，以小組協(xié)作為主導(dǎo)。該教學(xué)方法是由美國神經(jīng)病學(xué)教授麥克馬斯特在加拿大提出來的，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，如今已被延伸應(yīng)用于各個(gè)教育領(lǐng)域，PBL的研究方向也已轉(zhuǎn)向了基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方面。PBL教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生敢于表達(dá)自己的意見及觀點(diǎn)，而對(duì)于教師及書本的觀點(diǎn)，他們也敢于質(zhì)疑及挑戰(zhàn)。

筆者通過統(tǒng)計(jì)在中國知網(wǎng)上發(fā)表過的所有論文（包括博士、碩士和期刊），發(fā)現(xiàn)從2000年到現(xiàn)在共發(fā)表和PBL相關(guān)的文章共14656篇，其中有關(guān)教育領(lǐng)域的只占到不到20%，而醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的文章高達(dá)80%。由此說明PBL理論在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域研究的比較透徹、實(shí)踐應(yīng)用開展得較好，而在教育領(lǐng)域里發(fā)展還不夠成熟，特別是在高校有關(guān)碩、博士論文對(duì)PBL研究非常有限。

針對(duì)PBL在我國各高校教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，如果將PBL教學(xué)引入C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中，將會(huì)改變程序設(shè)計(jì)課的教學(xué)現(xiàn)狀，提高教學(xué)質(zhì)量，也為教師提供一種新的教學(xué)思路。

3 構(gòu)建C語言程序設(shè)計(jì)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)

3.1 明確課程設(shè)置的目的

從社會(huì)需求的角度來看，C語言程序設(shè)計(jì)仍是持續(xù)火爆的編程語言之父，人才需求量穩(wěn)居第一，掌握好它，有利于提高學(xué)生將來的就業(yè)競爭力。從應(yīng)用的角度看，許多信息基礎(chǔ)設(shè)施和重要系統(tǒng)都是用C開發(fā)的，C語言尤其在嵌入式、控制和數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如運(yùn)行效率要求較高的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、嵌入系統(tǒng)；任何含有微處理器的設(shè)備都支持C語言；超過一半的熱門方向直接或間接與C語言有關(guān)。從技術(shù)的角度看，C語言是一種高級(jí)語言，語法簡單精練，概念少，效率高，并能較好地反映計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，更易于體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的思想和算法的精髓?，F(xiàn)在流行的C++、Java、C#等都借鑒了它的思想、語法，所以學(xué)好C語言是學(xué)習(xí)這些流行語言的基礎(chǔ)。

3.2 明確教材編寫的理念

C語言教材使用中常見的問題是：許多實(shí)例不實(shí)，是為解釋語法而設(shè)計(jì)的。由于C語言本身語法較多，教師在講授中偏重語法講解，沒有過多時(shí)間講解調(diào)試程序過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤分析。雖重視內(nèi)容，但忽視內(nèi)容的組織。

編寫教材時(shí)，采用由底向上的程序設(shè)計(jì)方法到自頂向下的程序設(shè)計(jì)方法，由簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。教材編排如圖1：

圖1 C語言教材內(nèi)容組織

3.3 C語言具體教學(xué)內(nèi)容的組織

（1）利用問題驅(qū)動(dòng)，循序漸進(jìn)地進(jìn)行

借助現(xiàn)代化教學(xué)手段，設(shè)計(jì)選擇典型問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生自己分析解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。如解決用C語言編寫猜數(shù)游戲程序時(shí)，采用自頂向下的模塊化程序設(shè)計(jì)。學(xué)生初看這個(gè)問題，確實(shí)有些難度，但是如果按圖2步驟循序漸進(jìn)地編程實(shí)現(xiàn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)這個(gè)程序是很容易實(shí)現(xiàn)的。

一是建立健全綠色發(fā)展制度體系，讓美麗“顏值”變成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值。率先在全國探索推行GDP與GEP雙核算、雙運(yùn)行、雙提升機(jī)制，實(shí)施綠色經(jīng)濟(jì)考評(píng)體系和綠色經(jīng)濟(jì)考評(píng)辦法，制定實(shí)施重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)產(chǎn)品綠色評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，全面開展生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估工作，用制度把“綠水青山”量化為“金山銀山”。探索環(huán)境保護(hù)聯(lián)動(dòng)執(zhí)法機(jī)制和損害責(zé)任終身追究制，提起云南省首例環(huán)境污染民事公益訴訟，堅(jiān)決打擊破壞生態(tài)環(huán)境的違法行為。

圖2 猜數(shù)游戲

解決上述猜數(shù)游戲中明確小組分工，由兩位同學(xué)程序編寫與調(diào)試，兩位同學(xué)進(jìn)行Word文檔制作，另兩位同學(xué)進(jìn)行PowerPoint演示文稿制作。

（2）利用簡單編程，進(jìn)行啟發(fā)誘導(dǎo)

用C語言的遞歸函數(shù)編寫求n!時(shí)，在編寫函數(shù)時(shí)對(duì)比使用自動(dòng)變量和靜態(tài)變量時(shí)得到的結(jié)果，讓學(xué)生自己判斷解決該問題時(shí)選用正確的變量。如求10！時(shí)函數(shù)返回值類型定義為長整型即可，提出挑戰(zhàn)性的作業(yè)試求40！時(shí)，此程序是否可行，該如何解決。

（3）舉一反三，達(dá)到融會(huì)貫通

在C語言的循環(huán)結(jié)構(gòu)中，常見三種循環(huán)控制方式和編程方法，以解決不同類型的問題。第一種計(jì)數(shù)控制的循環(huán)用于求已知循環(huán)次數(shù)的，如類似于1+2+3+……+100。第二種是條件控件的循環(huán)，在這類程序中已給定循環(huán)結(jié)束的條件，如1-1/2+1/3-……+1/99-1/100+……，直到最后1項(xiàng)的絕對(duì)值<10e-4為止。第三種是標(biāo)記控制的循環(huán)，如給定條件到輸入數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)或0時(shí)為止。

4 具體實(shí)施PBL教學(xué)模式

在C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，使用PBL教學(xué)模式，根據(jù)每一個(gè)程序項(xiàng)目，從閱讀程序項(xiàng)目起，到提出問題、確定算法，再到繪制流程圖，直至編寫出完整程序和編譯調(diào)試程序，整個(gè)過程就是一個(gè)分析問題和解決問題的過程，在這個(gè)過程中學(xué)生通過小組協(xié)作討論，相互交流學(xué)習(xí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生新的語法和知識(shí)點(diǎn)，幫助他們?cè)谧鲋袑W(xué)，學(xué)中做，引導(dǎo)學(xué)生開拓思路，啟發(fā)學(xué)生在得到同一結(jié)果的同時(shí)提出多種解決方法。

（1）教案設(shè)計(jì)

在教案設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確教學(xué)目標(biāo)，明確設(shè)計(jì)問題背景鋪墊、展示或?qū)敕椒ǎ鞔_發(fā)現(xiàn)問題的角度和方式；其次是明確研究進(jìn)行的形式；最后要明確研究結(jié)果表現(xiàn)形式。

（2）發(fā)現(xiàn)問題

（3）面向問題的學(xué)習(xí)方法

面向問題的學(xué)習(xí)方法，也是面向問題的教學(xué)方法，是國內(nèi)外大學(xué)普遍推崇并證明有實(shí)效的方法。目前大多老師采用的是面向主題的教學(xué)方法。面向問題的學(xué)習(xí)方法也是提升學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，并培養(yǎng)思考、探索及解決問題的能力，以適應(yīng)不斷變化的學(xué)習(xí)環(huán)境。它是以一個(gè)個(gè)任務(wù)，通過教師的指導(dǎo)，小組協(xié)作方式進(jìn)行的，通過不斷分析、總結(jié)和測(cè)試，得出結(jié)果。

（4）改革考試方式

C語言杜絕傳統(tǒng)的應(yīng)試教育考試方式，盡量不用筆試；教師的考核盡可能在完成每個(gè)項(xiàng)目教學(xué)后，針對(duì)本項(xiàng)目，根據(jù)學(xué)生的掌握情況，分階段考核學(xué)生，考試結(jié)果作為平時(shí)成績。在此教學(xué)考核過程中合理地建立小組各成員的得分辦法；有機(jī)制地認(rèn)定特色或創(chuàng)新。

在我們實(shí)際C語言教學(xué)中，圖3是PBL的具體實(shí)施過程：

圖3 PBL實(shí)施流程

5 結(jié)束語

本文針對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)課教學(xué)中存在的問題，引入PBL教學(xué)模式。從課程設(shè)置的目的、教材編寫的理念、教學(xué)內(nèi)容的組織、考核方式等多方面到PBL教學(xué)模式的具體實(shí)施進(jìn)行闡述。PBL教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)課中的應(yīng)用仍是今后研究的主要方向。