C/C++语言程序设计教学模式探索

张伟伟 王晓 甘勇 李晔

摘要：针对C/C++语言程序设计课程语法规则繁琐、概念抽象等特点，结合我校实际情况，通过深入分析课堂教学、上机实验及课程考核等教学环节，从教学方法、实验设计及课程考核三方面提出改进方案，提出了以培养学生计算思维为最终目标，以提高学生学习兴趣，激发学生学习积极性为目的，以“阶梯式”“实例驱动”为教学方法，整合教学团队共同促进教学的模式。通过教学改革，激发了学生对C/C++语言程序设计的学习兴趣，培养了学生的动手实践能力，提高了教学质量水平。

关键词：C/C++语言程序设计 实例法 教学改革

1引言

C/C++语言程序设计是计算机专业本科生的专业基础课程，也是大学计算机基础系列课程的核心课程。通过本系列课程的学习，旨在使学生掌握程序编写的基本技能，培养程序设计思想和方法，养成良好的编程风格，编制高效可靠的程序，进而具备灵活利用所学知识解决实际问题的能力。长期以来，高校都在不断地探索和实践关于C/C++语言程序设计课程的教学模式。传统的教学一般着重概念和语法规则，缺少学习的实用性和针对性，实验环节与课堂教学环节存在不同程度的脱节。面对繁复枯燥的语法规则和程序结构，学生也很难的有学习兴趣。因此，根据质量工程的相关要求，研究教学改革方案，找出目前C/C++语言程序设计课程在教学中存在的主要问题，对现有的教学方法和教学手进行现代化研究与实践，具有十分重要的现实意义。

2 C/C++语言程序设计教学现状

本人承担了多年的C/C++语言程序设计课程的教学工作，在教学过程中发现了现有教学模式的一些问题和不足，分析总结如下：

（1）教学中过度依赖课本，“照本宣科”现象比较普遍。受中学教育模式影响，大多数教师授课时倾向于依赖选定的教材或很少几本参考教材授课，课程章节固化，凡事以课本为主，课本里有什么就讲什么，授课内容“流程化”“格式化”。这虽然有助于教学内容的结构和完整，学生也能直接沿用中学培养的习惯获得知识，但这只不过是“填鸭式”教学的延伸。长此以往，学生学习的主动性会逐渐丧失，对课本外的东西提不起兴趣，学习也只是为了应付考试。

（2）过于偏重理论教学，实践教学所占比重较小。在有限的课时教学中，传统方式仅能将基本的、重要的概念、语义语法规则教授给学生，而对其应用方式、更深层次的知识点、探索及发散性的科学问题涉及较少。课程考核也大多片面强调书面成绩，对于C/C++语言程序设计这种实践性要求强的课程，书面考试并不能反映出学生对课程的掌握水平，反而误导部分学生靠“死记硬背”课本上的知识点和程序片段蒙混过关。

（3）课程衔接性差，在知识体系中，没能很好形成与“计算机文化基础”和“计算机应用基础”的衔接，也没有把C/C++语言知识应用于专业问题的描述和求解中。在教学中，缺少利用所学知识解决实际问题的教学引导，书本与现实隔离，很难做到“学为所用”。

针对上述问题，结合本校实际，对C/C++语言课程教学的主要环节教学模式、上机实践、课程考核等方面进行了研究与探讨。

3 C/C++语言程序设计教学改革与探索

结合C/C++课程的特点，针对传统教学中存在的问题，积极进行课堂教学、实验教学和考核方式的改革，具体从以下几个方面进行了一定的探索实践：

3.1课程教学改革

（1）打破课本章节格式，探索“实例驱动式”和“阶梯式”教学方法

针对C/C++语言程序设计的课程特色，强调“从实践中来，到实践中去”的教学目标。在课程教学中，注意引入具体化的实例，使得概念的抽象都来源于实际的例子。比如在C语言教学中发现很多同学上课时能听懂，看别人的程序也能看懂，但自己动手去写时却无从下手。这种情况不是个例，而是学习语言类课程时大多数学生都存在的问题。在教学中可以结合生活中的实际例子来示范，为学生“看”和“写”搭建桥梁，培养程序设计思想。例如，从做面包到C语言程序编写的示例（图1）。在教学中，可以引导学生分步考虑面包的制作工序，操作中需要摒除详细的细节部分，抽象出核心的流程，然后一步一步代入C语言的程序设计结构和语法规则，使得学生对课程内容有熟悉度和参与感。

通过“做面包”的例子，可以结合变量在内存中存储的方式，帮助学生掌握“变量需要先声明才能使用”的知识点，同时也铺垫了函数的概念，还可以进一步扩展加入分支结构（面包的不同口味），循环结构（制作多份面包）等。通过动员学生逐步思考，一起动手做面包，把计算思维与有趣的课堂互动结合起来，既提高了学生学习的兴趣，也“润物细无声”地把编程思维传达到学生心中。而后在学生通过课程学习已经建立了一定的编程思维的基础上，再结合我校的卓越工程师计划，把实际项目引入课堂中来，深入引导实例教学，实现学生从“课本学习”到“实践学习”的转变，通过项目实例让学生亲身感受所学知识的用处，也为毕业后的职业发展打下扎实的基础。

另一方面，知识的获取需要一个循序渐进的过程。这就需要教师在备课时，将同类型问题找出来，将这些问题按难易程度排队上课，先让学生解决最简单的问题，再依次提高问题的难度。通过教学，学生对于同类问题的解决就有了比较深刻的认识。比如上面提到的做面包的问题，同一个问题可以分级扩展，从做一份面包到做多份面包，从做单一口味的面包到做多种口味的面包，从做面包到卖面包，进而面包分类，存货处理等等。通过与实际例子结合循序引进，反复强调知识点加深学生印象，打牢基础。C语言的开设一般在大学一年级，此时着重培养学习兴趣和规范学生养成良好的编程习惯，而C++的学习着重于面向对象的程序设计，一般开设于大二下学期或者大三上学期，在C++面向对象语言学习时，结合类和对象的概念以及继承和派生等等知识点还可以对“做面包”的问题再做进一步扩展，从做面包到做馒头、饼干等各种糕点，鼓励学生动脑思考逐渐扩充功能，可以自己编程开发一个具备制作、买卖、分类、存货处理等功能的糕点铺。教学中可以根据需要切换各种生活场合，提高学生兴趣，强调编程思想源于生活，服务于生活，学生在日常中也会经常回想起课堂所学知识，达到事半功倍的效果。

（2）高效利用团队教学资源，体现从计算机基础课到专业课的顺利交接

C/C++语言程序设计立足于引导学生建立基本的“人机互动”概念，构建编程思维理念，掌握核心程序设计方法，开发“发现问题，凝练问题，求解问题”的能力。它是计算机基础课到计算机专业课程的重要衔接，所以在课程设计上，要逐步培养学生从“使用计算机工具→理解计算机工作原理→开发计算机软硬件”的计算思维。但这个目的只通过一门课程是无法完成的，在教学过程中，需要利用院系优秀的教学资源，组建教学团队，使得课程选取→大纲制定→计划培养→落实实施形成系统化，脉络化的结构，加强课程之间的衔接和交互，增加知识的穿插讲授，使得各个课程相辅相成，相得益彰，起到事半功倍的作用。通过对不同专业需求的分析，在制定教学大纲时注重课程的衔接，在实际操作中注重教学团队中任课教师课堂情况的反馈，通过强化教学内容和学生掌握情况双重渠道，避免课程之间的脱节。针对一门课程，学生学分的获取和讲授课时的结束并不意味着本门课程的结束，在形成系统化的课程设计后，可以有效利用每门课程的信息反馈，有的放矢的对学生薄弱环节进行再强化，达到扎实学习，学以致用，而不仅仅是应付考试的良性循环机制。

3.2上机实践改革

计算机语言类课程的学习关键在于动手实践，但即使意识到了实践的重要性，学生真正动手也往往受限于上机时间和实践平台。在传统的实验教学模式下，大多此类课程都由实验指导书作为参照，学生按图索骥的输入一些代码，完成一些任务。评判的方式也大多依赖于教师，学生实践得不到实时反馈，积极性很难调动起来，课下也不会有意识去编程实践。通过借助我校搭建的ACM/ICPC竞赛平台，学生平时有充足的题目可供练习。而且所有题目规范，输入输出格式明确，评判也由机器在后台完成，正确与否也能实时反馈。通过多组数据的测试，竞赛平台能够发现并迫使学生修正编程中存在的容易人为忽略的问题。另外，ACM/ICPC竞赛平台还可以按照班级、年级、专业等排名，学生也能实时监控自己做题的数量、成功率等，并可以通过Q&A的环节进行错误求助并与其他同学沟通。学生的学习积极性一下子就提高了起来，出错的题目，知识点通过讨论也能自己在课余时间解决。

通过与ACM/ICPC竞赛平台的结合，主要实现了以下几个方面的探索：

（1）激发学生学习兴趣，创造兴趣学习小组

在ACM/ICPC的平台的辅助下，激发学生分组分队共同解决问题，成立程序编写互帮互助小组，采用不定时竞赛的方式对各小组进行考评，并辅以奖励和惩罚措施，尽量让每个学生都不落队。通过组队，同学之间也有了更好的沟通渠道，每个人成为团队的一部分，培养了学生的分享和互帮互助的团队合作精神。

（2）鼓励学生涉猎算法等相关知识，培养计算思维

通过ACM选拔，ACM战队的主力队员会通过集训学习数论、计算几何、动态规划、二分图、博弈论、网络流等相关知识，但竞赛选拔的队员屈指可数。这些优秀的种子选手和现有的ACM培训资源却未被大多数学生利用。C/C++语言类教学和大多数计算机类课程所追求目标，其核心就是培养学生的计算思维。我们采用了通过优秀学生和ACM集训队带队教师的不定期讲座和培训，以及培训资料等资源的共享来吸引更多的学生参与到程序设计的队伍中来，并已经在学生中通过口耳相传起到了一定的影响力。在上机课中适度引入部分难度稍大的，需要借助其他相关知识才能解决的问题，鼓励学生查阅资料，自己动脑，动手去分析和解决问题，养成良好的主动学习习惯。

3.3课程考核改革

课程设置的目的不是考试，而是解决问题，特别对于C/C++语言程序设计类需要实践的课程尤其是这样。传统的卷面考试不仅不能反映学生对课程的掌握程度，反而诱导出诸如靠划重点、死记硬背程序企图蒙混过关拿到学分的问题。所以在对C/C++语言程序设计考核时，我们采用了平时成绩和期末机考相结合的方式。考试成绩分三部分组成，上课活跃度占30%，分组实践占30%，期末机考占40%。其中，上课活跃度包括出勤次数和上课提问情况；分组实践指通过小组成员共同努力分析、解决实例的情况，一般在上机时根据进度提出难度稍高的问题，鼓励学生通过团队协作，查阅课外资料等来完成；期末机考是从ACM平台上抽取一部分题目作为期末考核，考察学生实际编程能力。

4结束语

在研究与探索C/C++语言程序设计教学的过程中，通过“阶梯式”“实例驱动”的教学方法，辅以ACM竞赛平台，优化配置团队教学资源，追求实用性、系统化、高效率的课程实现，全面提升学生的对程序设计的实践应用能力。通过教学改革，提高学生在学习中发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生编程思维，计算思维。实践表明，本文提出的教学改进方法可以激发学生学习的热情和兴趣，有效地提高了C/C++语言程序设计课程的教学效果。

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基金项目：郑州轻工业学院青年教师教学改革与研究项目，河南省教育厅科学技术研究重点项目基础研究计划（14B520066），郑州轻工业学院博士科研基金资助项目（2013BSJJ044）。