靳小燕 魏慧琴 周圍

摘 要 C語言程序設(shè)計(jì)課程是大學(xué)理工科各專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的一門重要的基礎(chǔ)課程，也是我校理工類學(xué)生選課人數(shù)最多的一門編程類課程。針對(duì)目前C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐。通過C語言程序設(shè)計(jì)的課程改革，建立高效的在線程序自動(dòng)批改系統(tǒng)，進(jìn)行題庫資源建設(shè)，融合專業(yè)特色，對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，可以結(jié)合其專業(yè)特點(diǎn)，講解一些和專業(yè)知識(shí)相關(guān)的案例，并進(jìn)行實(shí)踐;培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課的興趣，提高編程能力。

關(guān)鍵詞 C語言程序設(shè)計(jì) 教學(xué)改革 在線批改 題庫 專業(yè)特色

中圖分類號(hào)：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.03.055

Teaching Reform and Practice of "C Language Programming"

JIN Xiaoyan， WEI Huiqin， ZHOU Wei

（School of Computer and Information Technology， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044）

Abstract C language programming is an important technical basic course for cultivating students' computer application ability in various majors of university science and engineering. Programming ability is one of the most demanding vocational skills in today's society. In view of the problems existing in the teaching of C language programming course， the teaching reform and practice are carried out. Through the curriculum reform of C language programming， an efficient online program automatic correction system is established， the resources of the question bank are constructed， and the professional characteristics are integrated. For students of different majors， some cases related to professional knowledge can be explained and practiced according to their professional characteristics; Cultivate students' interest in learning programming and improve their programming ability.

Keywords C language programming; teaching reform; online correction; question bank; professional characteristics

C語言是一種應(yīng)用較為廣泛的面向過程的計(jì)算機(jī)高級(jí)語言，很多高等院校都開設(shè)了這門課。在我校，尤其是通信專業(yè)，電氣專業(yè)等本科生必選的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，也是給其他理工科專業(yè)推薦的公共基礎(chǔ)課。主要是培養(yǎng)各個(gè)專業(yè)的學(xué)生掌握用計(jì)算機(jī)解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，為后續(xù)的計(jì)算機(jī)課程或相關(guān)的專業(yè)課打下良好的基礎(chǔ)，比如學(xué)完C語言程序設(shè)計(jì)課，可以再學(xué)習(xí)C++程序設(shè)計(jì);或者電氣學(xué)院的學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)課，其中的案例也是用C語言編寫的。由此我們可以說，C語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量的好壞會(huì)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果。

C語言程序設(shè)計(jì)課程是我校開設(shè)的全校性限選課，共48學(xué)時(shí)，每年選課人數(shù)超過兩千人。

1 本課程教學(xué)中的問題分析

首先，學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性不夠;C語言程序課程的學(xué)習(xí)有其自身的特點(diǎn)，就是要通過大量具體的上機(jī)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，在實(shí)踐中提高編程的基本能力，并將程序設(shè)計(jì)的思想逐步理解和應(yīng)用。尤其對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，似乎不是太明白學(xué)習(xí)一門編程語言有什么用，也不太清楚此課程對(duì)他們自己的專業(yè)有什么樣的幫助。因此，在教學(xué)的過程中為學(xué)生建立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)是非常重要的。

其次，在實(shí)踐教學(xué)中，由于缺乏高效的課程交流平臺(tái)，教師無法及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果。學(xué)生自己在課下的上機(jī)環(huán)節(jié)不能得到老師的及時(shí)輔導(dǎo)，通常遇到問題容易放棄，并且存在作業(yè)拷貝現(xiàn)象。隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，通過電子郵件來完成和傳統(tǒng)的作業(yè)批改方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的發(fā)展需要。

第三，目前這門課的教學(xué)基于同一個(gè)教學(xué)大綱，教師講授的內(nèi)容范圍一致，沒有按不同專業(yè)分類。通過調(diào)查，了解到多數(shù)學(xué)生希望在進(jìn)行綜合程序設(shè)計(jì)中能做和自己專業(yè)相近的項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得良好的教學(xué)效果，為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。例如：電氣學(xué)院后續(xù)專業(yè)課程“單片機(jī)”，需要用C語言編程。而平時(shí)我們對(duì)這一塊的訓(xùn)練幾乎沒有。如何將C程序設(shè)計(jì)課程和學(xué)生專業(yè)相結(jié)合，建設(shè)適合不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)資源，是課程改革研究的重點(diǎn)。

2 課程教學(xué)改革與實(shí)踐

計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為網(wǎng)上學(xué)習(xí)提供了可能和保障。本課題首先研究了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合C語言課程的教學(xué)大綱，規(guī)劃和設(shè)計(jì)出相應(yīng)的知識(shí)模塊，圍繞這些知識(shí)模塊開發(fā)制作了本課程所需要的教學(xué)資源，比如PPT、各種題型的題目和難度各異的題目以及適用于不同專業(yè)的題目，并應(yīng)用于教學(xué)中。

2.1 自動(dòng)批改系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

通過書面、電子郵件來完成程序?qū)嵺`作業(yè)的方式和傳統(tǒng)的程序作業(yè)批改方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)的需要，依托現(xiàn)有平臺(tái)，建立了自己的題庫，實(shí)現(xiàn)了C語言程序設(shè)計(jì)課程的遠(yuǎn)程作業(yè)提交自動(dòng)批改，平臺(tái)系統(tǒng)具有對(duì)源代碼進(jìn)行編譯和執(zhí)行的功能，并通過測(cè)試數(shù)據(jù)（一般為5組或5組以下）來檢驗(yàn)程序運(yùn)行是否正確，每道題都有評(píng)判結(jié)果，可以比較被測(cè)程序的輸出數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)答案的情況，然后進(jìn)行打分，學(xué)生也能及時(shí)看到自己設(shè)計(jì)的程序是否正確。

2.2 融合專業(yè)特色的C語言程序設(shè)計(jì)課程

在C語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過程中，除了基本的C語言基本語法知識(shí)的介紹，程序設(shè)計(jì)方法的建立，將數(shù)學(xué)領(lǐng)域一些有趣的問題引入課堂中，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，例如，針對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生可以增加如下專題——數(shù)學(xué)黑洞問題，比如6174問題，任何不同的四位數(shù)（四位都一樣的除外），通過從大到小和從小到大的排列，得到差后再重復(fù)上述運(yùn)算，至多7次，得到的答案都是6174。

算法可以分為以下幾個(gè)步驟：（1）分離整數(shù)中的各位數(shù)字;（2） 將各位數(shù)字重新排列成可能的最小數(shù); （3）將各位數(shù)字重新排列成可能的最大數(shù)。要將各位數(shù)字重新排列成可能的最小數(shù)，這就涉及排序問題，排序算法非常重要，應(yīng)用廣泛，從這一點(diǎn)，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)排序問題進(jìn)行研究，弄清楚有哪些排序算法，每種算法的思路和實(shí)現(xiàn)過程，開拓思路，尋找更好的算法。

對(duì)于電信學(xué)院的學(xué)生，增加如下案例，計(jì)算漢明距離，漢明距離是以理查德·衛(wèi)斯里·漢明的名字命名的。漢明距離是指兩個(gè)字符串（等長）對(duì)應(yīng)位置上的不同字符的總個(gè)數(shù)。也就是說，將一個(gè)字符串變成另一個(gè)字符串所需要換掉的字符個(gè)數(shù)。例如1011101 與 1001001 之間的漢明距離是 2。2143896 與 2233796 之間的漢明距離是 3。在一個(gè)有多個(gè)編碼的集合中，任何兩個(gè)編碼之間的漢明距離的最小值，我們稱它為最小漢明距離，這個(gè)值越大，碼組的抗干擾能力就越強(qiáng)，參考程序如下：

#include

int hamdist（char *a， char *b）

{

int dist = 0;

while （*a && *b） {

dist += （*a ！= *b） ？ 1 ： 0;

*a++;

*b++;

}

return dist;

}

int main（）

{

char a[100]， b[100];

fgets（a，100，stdin）;

fgets（b，100，stdin）;

int dist = hamdist（a， b）;

printf（"%d＼n"， dist）;

return 0;

}

在程序中，可以定義數(shù)組，指針和函數(shù)，并學(xué)會(huì)使用fgets函數(shù)和函數(shù)調(diào)用等知識(shí)和編程小技巧。

在教學(xué)過程中，對(duì)于每個(gè)小問題都給出多種解決方案，讓學(xué)生體會(huì)在程序設(shè)計(jì)過程中可以在多種算法中靈活選擇，這樣就可以調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)思維的積極性，課可以讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行更好地理解。

2.3 學(xué)習(xí)資源的建設(shè)

首先將不同專業(yè)學(xué)習(xí)的共同內(nèi)容按照知識(shí)點(diǎn)組織學(xué)習(xí)資源庫，然后再按專業(yè)組織不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和案例，設(shè)計(jì)按專業(yè)分類的訓(xùn)練題目。數(shù)字資源表現(xiàn)形式多樣性;注重資源建設(shè)和學(xué)生的交互性。有利于整體提高學(xué)生的實(shí)際編程能力，取得好的學(xué)習(xí)效果。題庫中的題目如圖1、2、3所示。

圖1

課程資源初步建成后，大部分C語言代課老師使用題庫中的題給學(xué)生布置作業(yè)，編程題和改錯(cuò)題放在C平臺(tái)上，300多道選擇題放在教務(wù)處課程平臺(tái)上，供校內(nèi)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)生練習(xí)。通過對(duì)題庫的使用，以適合的方式讓學(xué)生進(jìn)行試用，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高編程能力，取得了較好的教學(xué)效果。下一步將對(duì)反饋意見進(jìn)行分析，更好地進(jìn)行教學(xué)改革。

3 展望

將專業(yè)特色融合到計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中，不但可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以提高學(xué)生的編程能力和自信心。經(jīng)過教師們這幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們看到教學(xué)效果還是比較好的。同時(shí)，對(duì)老師們提出了更高更嚴(yán)格的要求，需要花費(fèi)更多的時(shí)間精力來備課，在課堂上需要額外講解與專業(yè)相關(guān)的案例，給平臺(tái)題庫補(bǔ)充更多的與專業(yè)相關(guān)的題目，不斷豐富課程資源，學(xué)習(xí)各專業(yè)的一些基本知識(shí)，課后及時(shí)對(duì)學(xué)生的問題進(jìn)行答疑和解決。

對(duì)于目前C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)過程中存在的一些問題和不足之處，本文希望能夠理論與實(shí)踐相結(jié)合，探索C語言程序設(shè)計(jì)課的改革思路，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和資源，重視基礎(chǔ)教學(xué)的同時(shí)，融合專業(yè)特色，提高學(xué)生的編程能力。

參考文獻(xiàn)

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