王 冰

北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 北京 100044

1 研究背景

C語言程序設(shè)計(jì)課程是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)生的一門公共基礎(chǔ)課，是高等院校的重點(diǎn)課程之一，很多課程，如計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等都以該課程為先修課。這門課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生比較全面系統(tǒng)地理解和掌握程序設(shè)計(jì)的基本概念和方法，具備熟練地運(yùn)用C語言進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的能力。學(xué)生一旦掌握了C語言，就可以較為輕松地學(xué)習(xí)其他任何一種程序設(shè)計(jì)語言。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、計(jì)算思維以及利用計(jì)算機(jī)解決問題的能力[1,2]，引導(dǎo)學(xué)生主動將所學(xué)計(jì)算機(jī)知識應(yīng)用到其他基礎(chǔ)課和專業(yè)課中。很多大學(xué)生帶著極大的興趣學(xué)習(xí)這門課程，希望通過本課程的學(xué)習(xí)提高自己的計(jì)算機(jī)編程水平。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

C語言程序設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程不可或缺并極其重要的組成部分，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁與紐帶。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識，增強(qiáng)認(rèn)知能力，訓(xùn)練動手實(shí)踐能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度，加深和鞏固對理論知識的理解，從而達(dá)到提高學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題能力的目的。但是，多年來在C語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中存在以下問題：

2.1 輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

在高校中，本課程教學(xué)學(xué)時(shí)總數(shù)一般為48學(xué)時(shí)。在學(xué)時(shí)分配上，一些教師將理論授課安排為32學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)課只安排16學(xué)時(shí)。這樣的學(xué)時(shí)安排體現(xiàn)出教師對本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的輕視。教師對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的態(tài)度，必然會影響到學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度，造成學(xué)生普遍存在重理論、輕實(shí)踐的錯誤認(rèn)識，最終培養(yǎng)出很多考試分?jǐn)?shù)很高，但動手編程能力卻很差的高分低能學(xué)生。

2.2 輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法

由于C語言程序設(shè)計(jì)課程涉及許多概念，規(guī)則也繁多，一些教師在32學(xué)時(shí)的理論授課中，多注重和強(qiáng)調(diào)對理論知識和瑣碎語法規(guī)則及書寫格式的講解，舉例也多停留在對各種語法規(guī)則及書寫格式的驗(yàn)證上，教學(xué)內(nèi)容沒有明確的主線，不分主次，不管難易，眉毛胡子一把抓；在教學(xué)方法上，一味灌輸學(xué)生大量瑣碎而又枯燥無味的C語言條條框框，沒有以學(xué)生為中心，理論脫離實(shí)踐。這樣的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式只能打擊學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對所學(xué)知識掌握不深不透且容易遺忘。而在16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課上，一些教師沒有明確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容，不做備課準(zhǔn)備或準(zhǔn)備不充分，不研究改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，只是讓學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)，教師只是簡單地幫助學(xué)生解決在完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)中遇到的各種具體問題，教師的引導(dǎo)作用沒有很好地發(fā)揮。一些任課教師只讓助教在實(shí)驗(yàn)課上做輔導(dǎo)，自己卻不參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣就更談不上實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新和教學(xué)方法的改進(jìn)了。

2.3 輕視實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)與批改

一些教師對所布置的實(shí)驗(yàn)作業(yè)的選題重視不夠，沒有精心挑選和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目。在給學(xué)生留實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí)，不能做到難易搭配，由易到難，題量多少也不統(tǒng)一。實(shí)驗(yàn)作業(yè)留的偏易，沒有挑戰(zhàn)性，學(xué)生很快完成，激不起學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的興趣，容易輕視所學(xué)知識，不能加深對所學(xué)知識的理解和記憶；實(shí)驗(yàn)作業(yè)留的偏難，挑戰(zhàn)性太大，學(xué)生無法完成，沒有成就感，會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，容易出現(xiàn)抄襲作業(yè)現(xiàn)象，也無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。實(shí)驗(yàn)作業(yè)題量太少，知識點(diǎn)涵蓋不全，學(xué)生訓(xùn)練強(qiáng)度不夠，知識掌握得不牢靠不全面；實(shí)驗(yàn)作業(yè)題量太多，學(xué)生負(fù)擔(dān)過重，無法按時(shí)完成，抄襲或不交作業(yè)現(xiàn)象增加，也達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果。另外，一些任課教師讓助教批改學(xué)生的作業(yè)，無法及時(shí)了解學(xué)生的作業(yè)情況及對所學(xué)知識的掌握程度，無法很好地在課堂上有的放矢地為學(xué)生答疑解惑。

2.4 輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排與管理

一些教師輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排與管理的設(shè)計(jì)，在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)才把本次課的實(shí)驗(yàn)作業(yè)布置給學(xué)生，或是雖然課前布置了實(shí)驗(yàn)作業(yè)，但并不關(guān)心學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課前是否完成。很多學(xué)生有惰性，到上實(shí)驗(yàn)課時(shí)才現(xiàn)看題目、現(xiàn)翻教材、現(xiàn)編程序[3]。由于課前沒有準(zhǔn)備或準(zhǔn)備不充分，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)，學(xué)生只能完成本次實(shí)驗(yàn)作業(yè)的一部分，未完成的部分只能由學(xué)生在課余時(shí)間完成。如果遇到無法解決的問題，學(xué)生可能走“捷徑”，抄襲別人的作業(yè)，或干脆將“帶病”的作業(yè)一交了之。另外，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，一些教師管理松散，對學(xué)生放任自流、不聞不問，經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生遲到、早退、曠課、玩游戲等現(xiàn)象。

2.5 輕視實(shí)驗(yàn)考核與評價(jià)

一些教師在本課程結(jié)課時(shí)采用閉卷筆試考試的方式[4,5]，考試題型包含選擇、填空、讀程序?qū)懡Y(jié)果、編程等，使學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在“紙上談兵”階段，并且卷面考試分?jǐn)?shù)占期末總評成績的80%，平時(shí)上課、上機(jī)、交實(shí)驗(yàn)作業(yè)等多方表現(xiàn)只占到期末總評成績的20%。這樣的課程考核評價(jià)體系忽視了對學(xué)生上機(jī)實(shí)踐動手編程能力的考核，缺少對學(xué)生上機(jī)編程及調(diào)試重要環(huán)節(jié)的檢查，給學(xué)生造成本課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不重要的誤導(dǎo)，學(xué)生最終的期末總評成績沒有很好地反映學(xué)生的真正編程能力和調(diào)試水平，學(xué)生對期末總評成績有一種不公平、不公正的感覺。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

多年來，C語言程序設(shè)計(jì)課程建設(shè)中存在的這些問題，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中“只見樹木，不見森林”，只知其一，不知其二，只為完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)而完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)，達(dá)不到靈活運(yùn)用所學(xué)知識并將其融會貫通的學(xué)習(xí)效果，往往遇到問題不知所措、無從下手，不會通過調(diào)試程序發(fā)現(xiàn)和解決問題，學(xué)習(xí)初期本來高漲的學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)過程中減退或消失。在學(xué)完本課程后，只能編一些解決簡單問題并偏重驗(yàn)證性的小程序，無法跨越通過編程解決復(fù)雜實(shí)際問題的鴻溝，更達(dá)不到將本課程所學(xué)知識與自己所學(xué)專業(yè)知識有機(jī)結(jié)合的目標(biāo)，所以必須對癥下藥，對當(dāng)前的C語言程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

3.1 精簡優(yōu)化理論授課內(nèi)容，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力

在總學(xué)時(shí)不變的情況下，采用將理論授課壓縮到24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)增加到24學(xué)時(shí)的分配方案。壓縮理論授課學(xué)時(shí)后，在理論授課中，不再采用面面俱到的講授方式，而是分清主次、精細(xì)挑選章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過精心設(shè)計(jì)的案例教學(xué)方式進(jìn)行突出講解[6]，章節(jié)中容易理解的知識讓學(xué)生在課余時(shí)間自學(xué)。教師不再把精力集中到C語言的語法特點(diǎn)和規(guī)則限制講解上，而是放到如何用C語言編程解決實(shí)際問題的思路引導(dǎo)和重點(diǎn)知識運(yùn)用上。通過增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，讓學(xué)生有更多的時(shí)間走入實(shí)驗(yàn)室，在編程實(shí)戰(zhàn)中完成感性認(rèn)識與理性認(rèn)識的結(jié)合，進(jìn)一步理解和應(yīng)用教師所講的重點(diǎn)和難點(diǎn)以及自學(xué)的知識，在實(shí)踐磨煉中使學(xué)生加深對所學(xué)知識的認(rèn)識和掌握并逐漸成長壯大。

3.2 精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，適時(shí)布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)，親自批改學(xué)生作業(yè)

教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度中理論授課的重點(diǎn)及難點(diǎn)，同時(shí)考慮培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)，開展與其配套的實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)，每次實(shí)驗(yàn)作業(yè)類型應(yīng)多種多樣，有易有難，先易后難。有經(jīng)典型實(shí)驗(yàn)作業(yè)，如華氏溫度與攝氏溫度的轉(zhuǎn)換、判斷素?cái)?shù)、求和及階乘、求最大公約數(shù)、求最小公倍數(shù)、冒泡排序與選擇排序、字符串逆序輸出、判斷回文等題目[7,8]；也有趣味實(shí)驗(yàn)作業(yè)，如兔子產(chǎn)子、猴子吃桃、誰在說謊、人機(jī)猜數(shù)、百錢百雞、換分幣等題目[9]，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維和計(jì)算思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)[10]。每次實(shí)驗(yàn)作業(yè)題量要適中，一般三四個題目，另外再留一兩個附加題，附加題供完成作業(yè)后還有余力的學(xué)生練習(xí)。另外，在本課程第一次上課時(shí)，也要給學(xué)生留一個設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)作業(yè)，如學(xué)生信息管理系統(tǒng)、圖書信息管理系統(tǒng)、職工信息管理系統(tǒng)等，學(xué)生可以任選其一，本實(shí)驗(yàn)作業(yè)要求學(xué)生在學(xué)完本課程所有教學(xué)內(nèi)容后完成，但在學(xué)習(xí)期間可分階段、分步驟去做，鼓勵學(xué)生在完成綜合實(shí)驗(yàn)作業(yè)過程中進(jìn)行交流和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以此重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力，讓學(xué)生在溝通中學(xué)習(xí)，在協(xié)作中進(jìn)步，在自主中創(chuàng)新。

為便于學(xué)生對本課程所學(xué)知識的消化吸收，教學(xué)一般采用理論授課和上機(jī)實(shí)驗(yàn)循環(huán)交叉的方式進(jìn)行，上一次理論課，隨后安排一次上機(jī)實(shí)驗(yàn)課。在上理論課前，教師通過本課程的教學(xué)網(wǎng)站布置與本次理論課對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，讓學(xué)生在課余時(shí)間根據(jù)教師上課時(shí)所講內(nèi)容和課余自學(xué)內(nèi)容做教師布置的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，程序源代碼和調(diào)試所需的必要數(shù)據(jù)要求學(xué)生輸入到計(jì)算機(jī)中并通過教學(xué)網(wǎng)站提交。教師在上實(shí)驗(yàn)課前，可通過教學(xué)網(wǎng)站檢查，學(xué)生提交作業(yè)的情況。一方面，通過檢查，教師基本了解學(xué)生的作業(yè)進(jìn)度、做作業(yè)中存在的主要問題等情況，可有針對性地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)；另一方面，督促學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課前做作業(yè)，避免上機(jī)時(shí)出現(xiàn)學(xué)生現(xiàn)看題目、現(xiàn)編程的現(xiàn)象，使學(xué)生對每次實(shí)驗(yàn)作業(yè)的題目做到心中有數(shù)，也便于學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)有所側(cè)重地去聽教師講解，解決自己在做作業(yè)中遇到的問題。每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生再次通過教學(xué)網(wǎng)站提交完成的實(shí)驗(yàn)作業(yè)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)作業(yè)以教師親自批改為主，助教批改為輔，并由教師對絕大多數(shù)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)作業(yè)中出現(xiàn)的共性錯誤、遇到的共同問題在課堂上進(jìn)行點(diǎn)評和講解，以利于學(xué)生及時(shí)走出誤區(qū)、改正錯誤。教師應(yīng)嚴(yán)把實(shí)驗(yàn)作業(yè)批改關(guān)，可采用教學(xué)網(wǎng)站所提供的程序相似性檢測功能對學(xué)生提交的作業(yè)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)雷同作業(yè)絕不姑息，相關(guān)學(xué)生本次作業(yè)的成績記為0分，以此杜絕學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)作業(yè)的現(xiàn)象。

3.3 精煉實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理

上實(shí)驗(yàn)課前，教師根據(jù)學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)作業(yè)的情況，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容精心提煉，認(rèn)真?zhèn)湔n，每次實(shí)驗(yàn)課開始，用10～15分鐘簡明扼要地講解本次實(shí)驗(yàn)課作業(yè)的實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)和重點(diǎn)以及解題思路，盡量留出較多的時(shí)間讓學(xué)生上機(jī)實(shí)踐。在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程中，教師要以引導(dǎo)為主，傳授為輔，主要通過啟發(fā)等方式引導(dǎo)學(xué)生自己解決遇到的問題，讓學(xué)生自己多動手、多調(diào)試。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不可避免地會犯各種錯誤，甚至?xí)鎸κ?，但失敗的教?xùn)也是學(xué)生積累經(jīng)驗(yàn)的過程，這樣可以讓學(xué)生充分地感受到自己發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立解決問題的樂趣，體驗(yàn)一次又一次邁向成功的喜悅，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們分析和解決問題的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)。每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束前，教師要用10～15分鐘對本次實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生遇到的共性問題進(jìn)行總結(jié)、分析和講解。另外，為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，采用由助教負(fù)責(zé)上實(shí)驗(yàn)課前的學(xué)生簽到工作，對學(xué)生上課出勤情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，并且教師和助教在實(shí)驗(yàn)課輔導(dǎo)過程中注意學(xué)生的行為表現(xiàn)，從嚴(yán)管理，監(jiān)督學(xué)生按時(shí)上下課，課上集中精力去完成教師布置的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，盡量保證絕大多數(shù)學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)課上完成教師布置的作業(yè)。對少數(shù)不能按時(shí)完成作業(yè)的學(xué)生，由教師或助教另行安排時(shí)間課外輔導(dǎo)或答疑。

3.4 大力改革考試方式，注重實(shí)踐動手能力考核，綜合測評學(xué)生素質(zhì)

實(shí)行開卷機(jī)試考核方式，以程序填空、程序改錯、編程題等題型為主，試題靈活，減少僅涉及單一基本知識的簡單題目，增加綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識的題目，全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)和動手編程及調(diào)試能力。在重視上機(jī)考試的同時(shí)，也不能忽視對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價(jià)。上機(jī)考試成績占期末總評成績的60%，實(shí)驗(yàn)作業(yè)、理論及實(shí)驗(yàn)課出勤及設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)作業(yè)等占期末總評成績的40%，使期末總評成績能更全面地體現(xiàn)每個學(xué)生的真正水平和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)的教學(xué)方法只注重知識的傳授，忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和潛能的開發(fā)?？茖W(xué)理論、創(chuàng)新思維來自于實(shí)踐，又服務(wù)于實(shí)踐。只有打破傳統(tǒng)教學(xué)方式的束縛，不斷開展教學(xué)改革與實(shí)踐的探索，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

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