任务驱动教学法在C语言教学中的应用

李社蕾

三亚学院理工学院 海南三亚 572022

C语言是一门非常重要的计算机基础课程，它既具有低级语言的特点，又具有高级语言的优点。而且C语言程序设计也是C++语言程序设计、数据结构等计算机专业课程的前导课程。现在许多高等院校将C语言作为理工科学生的第一门程序设计语言课程开设。C语言教学大都侧重于语法学习，教学的组织形式多是讲解语法，通过例题验证语法，最终的目的是掌握语法知识点。这样培养出来的学生只会读程序，不会写程序。

任何一种语言，都有一套定义语言的规则，这套规则称为该语言的语法。学习语言时，学习语法是其中较简单的内容，而学习怎样最充分地使用语言才是真正的任务。C语言教学的重点，就应该是培养学生的编程思想和运用计算机解决实际问题的能力。

任务驱动式教学法，是德国职业教育在20世纪80年代大力推行的一种“行为引导式的教学形式”。这种以任务为主体、以职业行为为引导的教学方法，学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动写作的学习，并在完成既定任务的同时，自觉产生一种学习实践活动，带着真实的任务在探索中学习。运用任务驱动教学法教学，任务的设计尤其重要，是任务驱动教学法研究的重要内容。本文研究任务驱动教学法在C语言中的应用，重点就是研究其中的任务设计。

C语言作为入门语言，对于首次接触计算机语言的学生来说，一切都是陌生的。大部分学生会感觉到C语言这门课和以前学习的内容脱节了，所有的概念都是新的，找不到一点儿自己熟悉的东西，感觉什么都不懂，对学好这门课没有信心。为此，本文设计任务的出发点在于设计的任务尽量接近学生，甚至是学生熟悉的内容，对不同的章节内容设计不同的任务。

计算机有两大功能：高速运算和海量存储。C语言的教学目的，就应该是培养学生运用计算机的这两大优势，通过C语言编程来解决实际问题的能力。

首先介绍计算机的工作过程。学生通过了解计算机的工作工程，可以帮助他们思考如何根据计算机的工作方式来控制计算机，如何通过计算机语言控制计算机解决实际生活中的问题。“冯·诺依曼”结构的计算机工作过程如图1所示。

在了解计算机的工作过程的基础上，提出具体的问题，寻求用C语言解决问题的方法和过程。根据解决问题类型的不同，将C语言内容分为七大部分，对每一部分分别设计相应的任务，循序渐进，逐步培养学生的编程思想和编程能力。

图1 “冯·诺依曼”结构的工作原理图

第一部分设计任务

任务：设计一个最简单的任务来用C语言解决，如求表达式“3×4+9÷3”的值。

学生一看这个表达式，很兴奋，这太简单了，小学生都会算，答案脱口而出；但当数值变大时，运算起来就有些麻烦了。用C语言来解决这个问题，学生的兴趣就被提起来了。首先介绍C语言的框架（声明部分、函数定义部分），然后引入常量、变量、运算符、表达式、数据类型、输入输出函数及顺序程序结构等相关语法内容的讲解，同时通过设计大量例题，利用这些语法知识点来编写程序，分析解决问题的思路。

第二部分设计任务

任务1：已知下面分段函数，输入任意x的值，求y的值。用C语言编程实现。

看到这样一个分段函数，首先分析解决这类问题的思路，发现用前面的知识无法解决问题；然后引入选择结构，引入if语句和关系运算符、关系表达式、逻辑运算符和逻辑表达式的讲解；最后通过设计例子（比如：判断一个三位数是不是水仙花数，求三个数中的最大数或最小数等）进行训练。

任务2：任意从键盘上输入一个百分制成绩score，按下列原则输出其等级：score≥90，等级为A；80≤score＜90，等级为B；70≤score＜80，等级为C；60≤score＜70，等级为D；score＜60，等级为E。

这个问题完全可以使用if…else…语句的嵌套来实现，但显然实现起来很罗嗦。为解决这样的问题，引出switch语句的讲解，然后列举生活中能够应用switch结构的实例进行训练。

第三部分设计任务

任务1：求解“1+2+3+4+…+100”，“1*2*3*4+…*100”。

这样的问题用前面学过的内容解决，要写两个很长的表达式，在这个问题的基础上引出for、while和do…while的讲解。通过设计大量的例子，如兔子问题、猴子吃桃问题等，反复训练。

任务2：求“1到100之间的素数”。

编写程序，并分析程序的执行效率，分析编写程序应考虑的两个重要因素：时间复杂度和空间复杂度。引出break和continue的使用。

第四部分设计任务

任务：根据一个学生N门课的成绩，计算他的平均成绩；一个班50名学生，每位学生有N门课成绩，计算本班级某一门课的平均成绩；对学生成绩从大到小排序。

用前面学过的内容解决该问题，需要分别定义N个变量和50*N个变量，显然不是解决问题的好方法。分析问题的特点，引出对数组这一构造数据类型的学习。引入解决排序问题的方法，通过冒泡排序和选择排序等排序方法的介绍，掌握解决排序问题的方法。

图2 C程序的结构框架

第五部分设计任务

任务1：编程求解表达式“1！+2！+……+100！”的值。

任务2：设计程序求一个班学生的各科成绩的平均分、最高分和最低分的差。

用前面学习的方法解决此问题，出现大量的重复代码。为了精简程序，减小编程工作量，引出函数的概念，其中包括函数的定义、组成部分、函数的声明、函数的调用、嵌套调用和递归调用等内容，进而引入模块化设计的思想。

引出C程序的结构框架，如图2所示。学习C程序的结构框架对于学习C语言非常重要，它使得学生对C语言有一个整体的认识。C程序的结构框架指出C语言是如何构成的，以及怎样围绕问题构成C程序。

第六部分设计任务

任务：在程序里表示一个学生（学号、姓名、年龄、性别……），怎么表示？

char number[10];

char name[12];

unsigned int age;

char sex;

想表示多个人呢？定义多个数组？例如：一个班的学生，每个学生（学号、姓名、年龄和数学成绩、英语成绩）打印指定学号或姓名的同学的各科成绩。

分析这一问题，考虑用数组来解决，但数组中的数据有一个重要特点，就是类型相同；现在学生的各项信息，类型不同，考虑定义多个数组；这样各数组相互独立，一个学生的信息被分散在多个数组中，使用起来非常不方便，从而引出结构体和共用体来解决，同时引入顺序查找和折半查找等方法。分析存储方式，可以采用数组；利用数组存储遇到一个问题，如果这个信息需要不断更新，不断地插入和删除学生的情况下，就遇到问题，这样就引入动态存储，引入指针数据类型。分别使用顺序存储和链式存储编写出程序，体会两种存储方式各自的优缺点，根据具体问题的需要选择存储结构。

第七部分设计任务

任务：考虑一个分院或者一个学校的学生信息的存储和处理问题。

这种情况下，因为信息量太大，内存的容量有限，从而引出与文件操作相关内容的讲解，将信息存储在硬盘上。

总之，C语言课程各部分的教学过程应从任务设计入手，提出问题，分析怎么解决问题，进而引出语法知识点。一方面通过合理的任务设计，将C语言的语法知识点紧密联系在一起，用贴近实践的方式让学生学会C语言理论知识；另一方面，针对特定任务分析问题、提出思路、编程实现的过程，也正是培养学生的编程思想的过程。教学观念和教学思想不断改革，才能符合教学发展的要求，这样培养的学生才能满足社会的需要。在C语言的教学中虽存在很多问题，但也不断涌现出更多更好的解决办法，要用不断创新的眼光去发现。

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