将创客教育融入C 语言教学中的实践探讨

王凤兰，漆 珣

（汕头职业技术学院，汕头 515078）

C 语言一直以来都是大多数高校普遍开设的一门程序设计入门语言，不仅仅是计算机专业，其他的理工科专业，甚至是诸如经济、心理学等其它专业也会开设该课程。

随着现代电子技术、信息技术、互联网技术、人工智能技术的快速发展，C 语言的应用领域也达到了空前扩展，除了系统软件、应用软件、数值计算、游戏开发，还可用于服务器端开发、网络底层和网络底层务器端等，图形处理、嵌入式开发、人工智能等领域。对于高职院校的学生来说，C 语言作为他们接触到的第一门程序设计语言，且是在对诸如计算机基本硬件组织结构，工作流程、内存的组织方式、软硬件的关系等这些有助于理解编程的知识知之甚少的情况下，学习C 语言却存在着很大的困难。

所以，不断探索适合高职院校学生的学习《C 语言程序设计》这门课程的教学方法，提高学生的学习动力和学习效果显得尤为重要！

1 C 语言教学改革的必要性

1.1 高职院校学生的学情分析

大多数高职院校的学生知识基础薄弱，逻辑推理能力较弱，学习上自我控制力也较弱，遇到学习困难，容易退缩。所以《C语言程序设计》的一线任课老师常常见到学生刚刚学编程的时候，热情高涨，信心很足，可过了一段时间就心灰意冷，甚至干脆放弃了。所以，找到一种能够让他们快速入门，马上体验到效果的教学方式显着尤为重要。其实老师们一直都在孜孜不断的做着这些探索，慕课、微课，翻转课堂，游戏代入等等，取得了非常大的成效，但还是在学生们对编程入门前难以逃脱复杂的逻辑推理，冥思苦想的过程，显得不尽人意。而连小学生都可以容易上手的智能电子设计，机器人编程、嵌入式编程等创客技术为高职院校的学生们轻松进入C 语言世界带来了曙光。

1.2 新的改革机遇

随着电子、信息、人工智能、网络技术的发展，各种嵌入式可编程控制芯片，电子元器件变得方便易得，使得创客技术蓬勃发展起来，创客教育也变得越发普及红火。因为C 语言具有面向硬件的特性，这些可编程的器件大多采用C 语言进行编程。配合他们提供的用C 语言创建的API 函数库，往往很少的几行代码，就可以得到一个触手可及的具有实际功能电子作品，如超声波测距、电子屏显示、具有不同功能的智能小车，这会大大激发起学生们的学习兴趣，增强他们客服学习困难的决心。

2 在《C 语言程序设计》教学中引入创客教育

2.1 引入创客教育的意义

2.1.1 激发学生的学习兴趣，轻松入门C 语言编程

我们知道，学习某些新的知识，技术，有一个入门的过程，在入门前会觉得很难，一旦入门，便渐入佳境。而这个入门过程却需要大量时间精力的投入，由量变到质变。且学习有一个顿悟的过程，通过吸引力极大的创客教育导入C 语言的学习，吸引学生将课上学习延续到课下，由刚开始简单的几行代码的程序搭建，慢慢让学生体会到程序是什么，能干什么，到熟悉C 语言的基本结构，C 语言的基本语法、主要控制语句，再到编程入门。

2.1.2 引导学生更早进行有关职业的思考

创客教育使学生体会到了“学以致用”，激发他们把自己的一些创新想法变成现实的欲望，自然会激发他们学习的积极主动性。随着创客技术的发展，创客领域的扩展，也产生了很大的人才需求。如现在中小学的创客教育师资就比较紧缺。特别热爱创客的学生们可能就会考虑选择这一领域职业，从而激励他们为了达成目标加倍努力。

2.2 引入创客教育的可行性

创客教育的软硬件学习资源众多，方便易得，且上手容易。在本人的《C 语言程序设计》的教学改革中，使用的是价格相对低廉，编程简单，容易上手的Arduino 套件。而中小学的创客教育课中也大多选择Arduino。一套基本的Arduino 套件从几十到几百元不等，学生们可以自发组成工作坊，合买所需的套件，也可以根据需要补充所需的各种元件，不会带来太大经济负担。

其次，Arduino 套件体积小巧，便于携带，使用不受场地限制，方便学生课上课下随时使用。课下，学生工作坊的同学仍旧可以一起工作，一起学习。

3 引入创客教育的实践探索

3.1 用Arduino 引入创客教育

在初次尝试中我们采用的都是比较简单的例子，代码较少，学生很容易记忆和模仿：LED 呼吸灯、LED 交通灯、LED 点阵显示，超声波测距、智能避障、智能循迹，测量环境温度、声音控制等，在此基础上引导学生自己拓展设计，就有学生根据巡线传感器的功能自己实现了智能跟随、走迷宫（其实这些就是当今热门的无人驾驶的基本技术原型）；有学生将LED 灯光变色效果加入到智能循迹中，显得更加有趣；有的用声音控制机器人的运动等等。因为课堂时间有限，而这些例子大多是学生们课下以工作坊的方式实现的。

图1

图2

图1 、图2是一个完整的Arduino程序，实现“机器人循迹”运动。这是我们引入的Arduino 例子中代码相对比较复杂的一个例子，这个例子包含预包含命令、变量的定义、调用库函数、if…else语句、函数的实现。学生开始只是模仿着编辑这些代码，为了更好的用Arduino 实现他们的想法，学生们会努力的弄清楚这些代码的含义，使用方法，从而调动起学生学习C 语言的主动性。当在课堂上讲解C 语言的知识的时候，一方面他们有似曾相识的感觉，不会觉得一片茫然，一方面他们是带着问题学习，积极性会大大提高。

3.2 效果分析

在没有引入创客教育前，我们对《C 语言程序设计》学习效果的考核一般采用上机实操考核和笔试（表1中分析的是实操部分的考核）。我们将所学C 语言的知识尽量分解为很小的元知识单位，每一个元知识设计两到三道简单的程序设计题，让学生现场抽取一道限时上机完成。

表1

本文就2017、2018年和2019年（融入了创客教育）实操考核结果进行了对比分析。我们选每年计算机软件专业两个班的数据，对比顺利完成每一知识主题考核的百分比。

由表3.2-1可以看出，通过引入创客教育，学生学习《C 语言程序设计》的各部分知识都有不同程度的提高。

4 结束语

对于高职院校的学生，将创客教育融入《C 语言程序设计》的学习中确实是一种曲径通幽的方法，符合高职院校学生知识基础薄弱，逻辑思维能力较弱，学习热情不足，学习上容易畏难退缩的特点。通过，创客教育一方面可以提高学生的学习积极性，用电子游戏般的吸引力克服了学生的畏难情绪。引入学生工作坊，大家一起工作学习，创设积极的学习氛围，降低学习的难度，提高学习乐趣。当前创客教育、创客技术是比较热门的一个职业选择，让学生早一点接触到创客教育，可以引导学生更早的考虑个人发展，职业规划的问题，从而激发学生更加努力的学习。