王艷會(huì) 鐘誠(chéng) （陸軍軍事交通學(xué)院鎮(zhèn)江校區(qū)）

工欲善其事，必先利其器。C程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等十余門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)主干課的先修課程。該課程的學(xué)習(xí)效果的好壞直接影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。如果C 語(yǔ)言掌握不好，后續(xù)課程的學(xué)習(xí)難免流于形式；反之，如果在C 語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)中獲得了本專(zhuān)業(yè)應(yīng)有的程序設(shè)計(jì)能力，后續(xù)課程的學(xué)習(xí)將會(huì)有深刻的理解和實(shí)踐應(yīng)用能力。從這種角度看，C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程不僅是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科課程學(xué)習(xí)的開(kāi)始，而且也是后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的工具。因此C 語(yǔ)言課程的教學(xué)方法研究對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)有著不言而喻的重要性。對(duì)于一門(mén)課程，教材很大程度上是教學(xué)理念和教學(xué)方法的反映，C語(yǔ)言亦是如此。近二十余年來(lái)，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的C 語(yǔ)言教材層出不窮，其中更是不乏影響深遠(yuǎn)的經(jīng)典教材。這些教材為國(guó)內(nèi)的C語(yǔ)言教學(xué)提供了包含豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)理念，適合國(guó)內(nèi)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，是國(guó)內(nèi)C 語(yǔ)言教學(xué)方法的代表?？v觀國(guó)外的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)C 語(yǔ)言教學(xué)領(lǐng)域，也有很多優(yōu)秀的 C 語(yǔ)言教材，其中以《C Primer Plus》、《C and Pointer》、《The C Programming Language》等為代表，其中的講授思路和內(nèi)容和國(guó)內(nèi)卻有著諸多不同，也自然對(duì)應(yīng)著一些與國(guó)內(nèi)不同的教學(xué)方法。這些國(guó)外教材當(dāng)然是根據(jù)國(guó)外計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)等情況編寫(xiě)，但其中某些方面亦可以作為國(guó)內(nèi)借鑒，從而進(jìn)一步提高國(guó)內(nèi)C 語(yǔ)言課程的教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。本文從國(guó)外經(jīng)典教材《C Primer Plus》出發(fā)，比較國(guó)內(nèi)外教材，分析國(guó)內(nèi)外C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)思路的不同，然后根據(jù)我國(guó)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生的知識(shí)基礎(chǔ)，適當(dāng)借鑒國(guó)外教學(xué)思想，提出改進(jìn)該課程教學(xué)方法的些許淺見(jiàn)。

一 國(guó)內(nèi)外教材的區(qū)別

（一）對(duì)語(yǔ)法的介紹

幾乎所有國(guó)內(nèi)教材習(xí)慣將語(yǔ)法劃分為多個(gè)組成部分，如數(shù)據(jù)類(lèi)型、過(guò)程控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)組以及指針，等。每部分內(nèi)容由對(duì)應(yīng)章節(jié)介紹。在每個(gè)章節(jié)中，相應(yīng)語(yǔ)法內(nèi)容會(huì)被詳盡地、徹底地介紹。學(xué)生在掌握這些語(yǔ)法后做這些語(yǔ)法的應(yīng)用練習(xí)，即編寫(xiě)程序。以數(shù)組和指針為例，在數(shù)組和指針章節(jié)中，數(shù)組的定義、初始化、使用、二維數(shù)組、地址、存儲(chǔ)方式、字符串、指針、指針間接引用、二級(jí)指針、指針數(shù)組和數(shù)組指針等語(yǔ)法被全部介紹。在《C Primer Plus》中，數(shù)組的定義等基本語(yǔ)法在《循環(huán)語(yǔ)句》中附帶介紹，指針的定義等基本語(yǔ)法在《函數(shù)》中附帶介紹。國(guó)內(nèi)教材的出發(fā)點(diǎn)是首先讓學(xué)生掌握扎實(shí)的語(yǔ)法基礎(chǔ)，然后進(jìn)行編程能力的鍛煉；《C Primer Plus》則是引導(dǎo)學(xué)生逐步編寫(xiě)由易到難的程序，在使用的過(guò)程中介紹需要的語(yǔ)法。簡(jiǎn)言之，國(guó)內(nèi)教材的做法是先學(xué)再做，大步推進(jìn)；而國(guó)外教材的做法是在做中學(xué)，小步快行。相比之下，國(guó)內(nèi)教材的做法可以使用較少學(xué)時(shí)讓學(xué)生掌握語(yǔ)法基礎(chǔ)并具備一定的程序設(shè)計(jì)能力，但學(xué)習(xí)難度較高；而國(guó)外教材的做法使學(xué)生在用中學(xué)，在教的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，學(xué)習(xí)難度較低，但需要更多的學(xué)時(shí)。兩種教材的不同是由國(guó)內(nèi)外高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生、課程和學(xué)時(shí)安排的不同導(dǎo)致的。國(guó)外教材因?yàn)檎n程學(xué)時(shí)多，可以以較慢的進(jìn)度引導(dǎo)學(xué)生邊用邊學(xué)，從而保證教學(xué)效果；而國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)課程較多，單門(mén)課程不可能安排太多學(xué)時(shí)，另外學(xué)生學(xué)習(xí)更為勤奮，能夠接受少學(xué)時(shí)、大容量的課時(shí)，所以國(guó)內(nèi)教材按內(nèi)容嚴(yán)格劃分為較少章節(jié)，單課時(shí)內(nèi)容更為緊湊。另外，《C Primer Plus》對(duì)語(yǔ)法的介紹非常全面，而國(guó)內(nèi)教材僅介紹必需的語(yǔ)法，這也和課程教學(xué)學(xué)時(shí)的差別有關(guān)。

（二）編程環(huán)境和編譯器

多數(shù)國(guó)內(nèi)教材會(huì)指定一種編程軟件，常見(jiàn)的有Turbo C（TC）和 Visual C++（VC）；《C Primer Plus》沒(méi)有采用特定的編程軟件。指定編程工具的好處是可以讓學(xué)生盡快進(jìn)入編程環(huán)節(jié)，省去了摸索編程軟件使用方法的過(guò)程。但是指定編程軟件也導(dǎo)致不能介紹沒(méi)有被特定編譯器采用的語(yǔ)法，從而導(dǎo)致介紹語(yǔ)法不全面，甚至導(dǎo)致介紹的語(yǔ)法陳舊。如Visual C++的所有版本僅支持 ANSI C 1989 的語(yǔ)法，ISO C 1999 和 ISO C 2011 中的語(yǔ)法就不能介紹；而Turbo C 甚至連最初的ANSI C 1989 都不支持。這樣指定特定編程軟件的做法會(huì)導(dǎo)致所介紹的C 語(yǔ)言語(yǔ)法或者太舊，或者僅是某一種編譯器的“方言”。而《C Primer Plus》沒(méi)有指定任何一種編程軟件，因此可以毫無(wú)顧忌地介紹全面的語(yǔ)法，但這樣需要學(xué)生自己尋找編程軟件，而且需要自己摸索使用方法，如果該過(guò)程不順利，可能影響學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，失去興趣，而且很多編程軟件是英文版的，對(duì)部分英語(yǔ)水平欠佳的中國(guó)學(xué)生來(lái)說(shuō)也是一個(gè)與C 語(yǔ)言?xún)?nèi)容本不相關(guān)的障礙。

（三）例題和習(xí)題

國(guó)內(nèi)教材例題多有較深數(shù)學(xué)背景，如方程求根二分法，級(jí)數(shù)逼近，等。這類(lèi)題目需要考慮的情況較少，但往往有較復(fù)雜的流程控制，有利于鍛煉學(xué)生的分析問(wèn)題、整理編程思路的能力，但對(duì)于全面考慮問(wèn)題的習(xí)慣養(yǎng)成幫助不大。《C Primer Plus》的例題多為與生活相關(guān)的、與數(shù)學(xué)不相關(guān)或數(shù)學(xué)基礎(chǔ)淺顯的例題，如銀行本息計(jì)算、電費(fèi)計(jì)算、整數(shù)方冪計(jì)算，等。這類(lèi)題目的過(guò)程控制較為簡(jiǎn)單，但可能出現(xiàn)的情況較多，對(duì)于分析問(wèn)題、整理編程思路的能力的鍛煉促進(jìn)作用較小，但可以引導(dǎo)學(xué)生考慮到可能發(fā)生的各種情況，編寫(xiě)出健康的程序。簡(jiǎn)言之，即國(guó)內(nèi)教材所選例題注重培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌的分析解決較難問(wèn)題的能力，而國(guó)外教材所選例題偏重培養(yǎng)學(xué)生全面考慮問(wèn)題的習(xí)慣。二者各有所長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)教材之所以能夠選擇數(shù)學(xué)理論較深的例題，一個(gè)很大的原因是國(guó)內(nèi)多數(shù)學(xué)生有著扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解例題所解決的問(wèn)題，而正是學(xué)生的這種基礎(chǔ)，讓國(guó)內(nèi)教材有了培養(yǎng)學(xué)生刻苦分析編寫(xiě)較復(fù)雜控制過(guò)程程序的條件，所培養(yǎng)出的學(xué)生中確實(shí)有較大比例人數(shù)擅長(zhǎng)這種復(fù)雜程序的編寫(xiě)，但這也恰恰將少數(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠好的學(xué)生擋在了C 語(yǔ)言的大門(mén)之外。

在課后習(xí)題方面，國(guó)內(nèi)教材常常給出包括選擇題、填空題、程序分析題和程序設(shè)計(jì)題等的較全面的題型，對(duì)概念性?xún)?nèi)容有著比重較大的涉及。《C Primer Plus》課后習(xí)題類(lèi)型僅有程序分析題和程序設(shè)計(jì)題，僅鍛煉學(xué)生讀程序和編程序的能力，對(duì)概念性的語(yǔ)法涉及較少。

綜上所述，在語(yǔ)法方面，國(guó)內(nèi)教材以語(yǔ)法的介紹為思路，且大多只介紹必需的語(yǔ)法，并通過(guò)習(xí)題強(qiáng)化對(duì)這些語(yǔ)法的掌握，然后開(kāi)始對(duì)編程思維的訓(xùn)練；國(guó)外教材以編寫(xiě)程序所涉及語(yǔ)法的逐層拓展為思路，但對(duì)語(yǔ)法的介紹極為全面，這些語(yǔ)法在習(xí)題部分卻沒(méi)有很全面地覆蓋，也就是說(shuō)，國(guó)外教材對(duì)語(yǔ)法的介紹雖然全面，但其中很大的部分屬于了解性質(zhì)。從學(xué)習(xí)難度分析，國(guó)內(nèi)教材先語(yǔ)法后編程，是走了一道“陡坡”，學(xué)習(xí)難度較高，但若學(xué)生能夠堅(jiān)持，則可以在較短時(shí)間內(nèi)取得明顯效果；而國(guó)外教材隨著編程的拓展臨時(shí)介紹需要的語(yǔ)法，讓語(yǔ)法圍著學(xué)生轉(zhuǎn)，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，是一道“緩坡”，但需要相對(duì)較長(zhǎng)的學(xué)時(shí)。從培養(yǎng)效果分析，國(guó)內(nèi)教材強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)該能夠編寫(xiě)思路較復(fù)雜程序的能力，而國(guó)外教材的程序復(fù)雜程度有限，重點(diǎn)突出考慮問(wèn)題的全面性方面的引導(dǎo)。在這些方面，國(guó)內(nèi)外的教材各有所長(zhǎng)。從語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)角度分析，國(guó)內(nèi)教材普遍標(biāo)準(zhǔn)陳舊，絕大部分教材還在采用ANSI C1989 作為語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)外教材普遍采用ISO C1999 或ISO C2011 標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的陳舊是有編譯器的陳舊導(dǎo)致的。很多教材采用了不支持C99標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)法的Visual C++和只有在Windows98、2000、XP 等老舊系統(tǒng)下才能運(yùn)行的Turbo C。在這方面，國(guó)內(nèi)部分教材略顯不足。

二 改進(jìn)建議

第一，國(guó)內(nèi)教材僅介紹必需的語(yǔ)法，更適合中國(guó)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，也更有利于將有限的學(xué)時(shí)用到程序設(shè)計(jì)思維的鍛煉上，但是在語(yǔ)法介紹過(guò)程中以語(yǔ)法內(nèi)容劃分章節(jié)，雖然所需學(xué)時(shí)較少，但是學(xué)習(xí)難度相對(duì)較高。因此在基本語(yǔ)法的講授環(huán)節(jié)，可以以學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生所編寫(xiě)的程序的規(guī)模的進(jìn)展調(diào)整語(yǔ)法的講授順序，介紹當(dāng)時(shí)需要的語(yǔ)法，如介紹循環(huán)語(yǔ)句時(shí)可先簡(jiǎn)要介紹數(shù)組的基本語(yǔ)法，無(wú)須涉及地址以及存儲(chǔ)方式等較深內(nèi)容，讓學(xué)生先用起來(lái)。如果因此導(dǎo)致所需學(xué)時(shí)增加，可以減少字符串輸入輸出和格式輸入輸出函數(shù)等不重要內(nèi)容的學(xué)時(shí)。

第二，Turbo C 和Visual C++僅支持C89，語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)較陳舊，而且現(xiàn)在廣泛使用的Windows 7 和Windows8 操作系統(tǒng)對(duì)這兩種編程環(huán)境的支持并不好。另外，從保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和節(jié)省費(fèi)用的角度考慮，也應(yīng)盡量選擇開(kāi)源軟件。Dev Cpp 對(duì)上述要求均能很好地滿(mǎn)足。另外，Dev Cpp 是大部分國(guó)際和國(guó)內(nèi)程序設(shè)計(jì)比賽的指定編程環(huán)境，使用它也有利于學(xué)生參加各類(lèi)相關(guān)比賽；而且Dev Cpp 可采用MinGW 編譯器，是Linux 操作系統(tǒng)GNU 的Windows 版本，這也有利于學(xué)生以后在Linux 操作系統(tǒng)中從事嵌入式開(kāi)發(fā)。

第三，課堂習(xí)題盡量不涉及較深?yuàn)W的數(shù)學(xué)原理。如果涉及，應(yīng)先將所涉及的數(shù)學(xué)背景以通俗的方式講解明白，避免部分?jǐn)?shù)學(xué)基礎(chǔ)不好的學(xué)生因?yàn)閷?duì)數(shù)學(xué)的恐懼而失去對(duì)C 語(yǔ)言的興趣。在C 語(yǔ)言課程后期，可以將數(shù)獨(dú)、彩票等簡(jiǎn)單數(shù)字游戲或現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題作為本課程的綜合練習(xí)項(xiàng)目。