教育學(xué)理論在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

　　摘要：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的公共課程。文章從C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)出發(fā)，提出運(yùn)用知識(shí)遷移、案例教學(xué)、課堂互動(dòng)和差異教學(xué)等教育學(xué)理論對(duì)課程的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)。實(shí)踐證明，在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用教育學(xué)理論，很大程度上增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的興趣，提高了學(xué)生采用程序語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，取得了顯著的教學(xué)成效。
　　關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；教育學(xué)理論；教學(xué)方法
　　
　　掌握一門(mén)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是高等院校學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的基本要求。計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展日新月異，不斷有新的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言被設(shè)計(jì)出來(lái)，集成化的快速開(kāi)發(fā)工具也層出不窮，而高校中非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)主要采用C語(yǔ)言作為程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)語(yǔ)言。C語(yǔ)言是現(xiàn)今應(yīng)用廣泛、最具影響的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，具有概念簡(jiǎn)潔、數(shù)據(jù)類(lèi)型豐富、表達(dá)能力強(qiáng)、使用靈活方便、代碼質(zhì)量高等特點(diǎn)。
　　非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程教學(xué)中，教師往往專(zhuān)注于理論的講授，而學(xué)生由于知識(shí)結(jié)構(gòu)的原因處于“被動(dòng)”的接受地位，因此教學(xué)效果通常并不理想。教育學(xué)理論歸納和總結(jié)了教育活動(dòng)中的科學(xué)理論與實(shí)踐，探索解決教育活動(dòng)產(chǎn)生、發(fā)展過(guò)程中遇到的實(shí)際教育問(wèn)題，從而揭示出一般性的教育規(guī)律和理論。運(yùn)用教育學(xué)理論指導(dǎo)高校的教學(xué)活動(dòng)，能夠使教學(xué)過(guò)程更加科學(xué)和合理化，從而提升教學(xué)的質(zhì)量和效率。教育學(xué)理論，如知識(shí)遷移、案例教學(xué)、課堂互動(dòng)和差異教學(xué)等已經(jīng)廣泛被應(yīng)用于各種課程的教學(xué)中，取得了顯著的教學(xué)成效。如何采用教育學(xué)的理論提高C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)公共基礎(chǔ)課的教學(xué)效果，是大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教育思考和探索的問(wèn)題，需要有針對(duì)性的進(jìn)行探討和研究。
　　
　　1結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，促進(jìn)知識(shí)遷移
　　程序設(shè)計(jì)不僅僅是考察學(xué)生對(duì)程序語(yǔ)法的掌握，特別需要培養(yǎng)學(xué)生采用算法程序解決問(wèn)題的能力，因此，知識(shí)遷移的訓(xùn)練顯得尤為重要[1]。知識(shí)遷移是“一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響”。學(xué)習(xí)是一個(gè)連續(xù)過(guò)程， 任何學(xué)習(xí)都是在學(xué)習(xí)者已經(jīng)具有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)、已獲得的動(dòng)作技能、習(xí)得的態(tài)度等基礎(chǔ)上進(jìn)行的。這種原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)新的學(xué)習(xí)的影響就形成了知識(shí)的遷移。遷移是普遍存在的現(xiàn)象，但遷移的發(fā)生卻不是自動(dòng)的，它需要我們創(chuàng)設(shè)條件，采取有效的方法，才能更好地促進(jìn)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的遷移，從而提高記憶與學(xué)習(xí)效率，發(fā)展學(xué)生處理問(wèn)題的能力。
　　程序設(shè)計(jì)教學(xué)的第一堂課應(yīng)該讓學(xué)生對(duì)程序的學(xué)習(xí)有個(gè)宏觀的把握，因此教師需要向?qū)W生講解編程的基本步驟。具體包括：
　　1) 反復(fù)閱讀題目；
　　2) 規(guī)劃解題方案；
　　3) 測(cè)試；
　　4) 實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)方案，并修改錯(cuò)誤；
　　5) 制作文檔。
　　如果直接給學(xué)生講述該過(guò)程，學(xué)生會(huì)覺(jué)得非�？菰�，不好理解。因此，在講解的過(guò)程中，需要?jiǎng)?chuàng)造條件，讓學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)的遷移。比如教育技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生中女生比較多，女生對(duì)抽象概念的理解往往不如男生，但對(duì)小動(dòng)物等新鮮事物比較感興趣。因此，可以借鑒給貓洗澡一個(gè)例子[2]，分析洗貓的流程(如圖1所示)。該例子學(xué)生很感興趣，通過(guò)具體事例的講解，學(xué)生很快明白了編程的基本步驟。
　　
　　模塊化程序設(shè)計(jì)的概念對(duì)C 語(yǔ)言的教學(xué)也很重要，在教學(xué)過(guò)程中可以根據(jù)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的特點(diǎn)進(jìn)行遷移。例如，在給土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生講解模塊化程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，針對(duì)該專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面的比較。通過(guò)比較建筑工程和軟件工程之間的相同之處來(lái)進(jìn)行講解。該專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)建筑中的結(jié)構(gòu)很熟悉，對(duì)比程序中的結(jié)構(gòu)，就能夠很快的理解程序中模塊化的意義、函數(shù)的作用以及空函數(shù)的概念。
　　2案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
　　程序設(shè)計(jì)是一門(mén)非常重視實(shí)踐性的課程，因此案例教學(xué)的方式能夠幫助學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)、建立編程思想和提高實(shí)踐動(dòng)手能力[3]。案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法，案例本質(zhì)上是提出一種教育的兩難情境，沒(méi)有特定的解決之道，而教師在教學(xué)中扮演著設(shè)計(jì)者和激勵(lì)者的角色，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論。案例教學(xué)法是以對(duì)案例的分析解決為主線，通過(guò)對(duì)案例中的問(wèn)題進(jìn)行分析，激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生自覺(jué)主動(dòng)地學(xué)習(xí)案例，掌握原理和方法，實(shí)行科學(xué)的教育思想觀念的一種教學(xué)方式。
　　程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中有很多生動(dòng)有趣的例子可以給學(xué)生進(jìn)行演示，但如果每次只是講解一些抽象的數(shù)學(xué)公式的例子，學(xué)生并不能很快地理解和消化。教師應(yīng)該設(shè)計(jì)合適的案例，使其能夠引起學(xué)生的興趣，循序漸進(jìn)的對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，并且使學(xué)生每次學(xué)習(xí)了新的知識(shí)就能夠逐步完善原有的程序。例如，課堂上往往需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)選擇提問(wèn)，因此，可以設(shè)計(jì)一個(gè)隨機(jī)選擇學(xué)生的學(xué)號(hào)或姓名輸出的程序。學(xué)生對(duì)這樣一個(gè)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的實(shí)例很感興趣，而且該程序中包括了數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù)、數(shù)組、循環(huán)結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)，還有隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的算法等多個(gè)C語(yǔ)言的知識(shí)點(diǎn)，是一個(gè)綜合性的例子。在學(xué)生所學(xué)知識(shí)有限的情況下，先講解程序的原理，并采用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)法來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的基本功能。當(dāng)新的知識(shí)增加了以后，再逐步細(xì)化講解，循序漸進(jìn)的對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)，使新的知識(shí)逐步被學(xué)生所接受。這樣每一堂課，學(xué)生都可以通過(guò)這個(gè)程序了解到新的知識(shí)點(diǎn)，在程序逐步完善的過(guò)程中也對(duì)新的方法以及應(yīng)用實(shí)例有了更直觀的了解。
　　3課堂互動(dòng)，重點(diǎn)難點(diǎn)講解循序漸進(jìn)
　　課堂互動(dòng)是新課程倡導(dǎo)的重要理念之一。課堂互動(dòng)，是師生雙方或?qū)W生之間在教學(xué)過(guò)程中相互交流思想和情感、傳遞信息并相互影響的過(guò)程。課堂教學(xué)中的互動(dòng)，就其形式而言，主要有兩種：師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。
　　師生互動(dòng)是指在教學(xué)過(guò)程中，教師和學(xué)生改變傳統(tǒng)的教師控制課堂、學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講的局面，師生共同探討、共同研究，在這一過(guò)程中，教師給學(xué)生以指點(diǎn)，學(xué)生給老師以啟發(fā)，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。
　　生生互動(dòng)是指學(xué)生間擺脫了“各自為戰(zhàn)”的學(xué)習(xí)方式，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，互相推動(dòng)，從而共同提高學(xué)習(xí)效益。程序設(shè)計(jì)中采用師生互動(dòng)的方式可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)，往往能取得較好的教學(xué)效果[4]。
　　程序分析和流程圖的繪制是程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。學(xué)生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)程序的時(shí)候，都喜歡拿到題目就直接編程，并不習(xí)慣分析題目，更不會(huì)主動(dòng)的繪制流程圖。因此，需要在課堂上有針對(duì)性地設(shè)計(jì)練習(xí)，通過(guò)師生互動(dòng)使學(xué)生學(xué)會(huì)繪制流程圖，這樣對(duì)程序的學(xué)習(xí)會(huì)很有幫助。具體做法如圖2所示。
　　首先，由教師在課堂上給出程序代碼，然后讓學(xué)生根據(jù)該程序繪制出流程圖，教師在針對(duì)流程圖的繪制進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，這個(gè)過(guò)程學(xué)生比較容易接受。
　　其次，教師繪制好流程圖，讓學(xué)生寫(xiě)出程序代碼，教師再對(duì)代碼進(jìn)行修改和講解。
　　最后，進(jìn)一步提升學(xué)生的理解，讓學(xué)生拿到題目先繪制流程圖，再根據(jù)流程圖編寫(xiě)出程序，教師對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行講評(píng)。
　　通過(guò)這種互動(dòng)的過(guò)程，學(xué)生比較好的理解了流程圖和程序之間的關(guān)系，并能夠主動(dòng)根據(jù)題目進(jìn)行分析，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。
　　實(shí)驗(yàn)操作和習(xí)題練習(xí)也是C語(yǔ)言教學(xué)中很重要的組成部分。程序的調(diào)試能夠幫助學(xué)生理解程序的流程并自覺(jué)的進(jìn)行程序的改進(jìn)，如果能夠在調(diào)試的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)會(huì)很有幫助。因此，首先由教師在課堂上具體講解程序調(diào)試的方法，特別是復(fù)雜的程序，讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)調(diào)試了解程序的算法。學(xué)生在課后練習(xí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)程序出錯(cuò)的問(wèn)題，直接給出題目的正確答案往往并不能讓他們很快理解問(wèn)題出在什么地方，而程序調(diào)試能夠很好的激發(fā)學(xué)生的靈感。因此，可以讓學(xué)生對(duì)自己編寫(xiě)的程序進(jìn)行逐步調(diào)試，教師對(duì)調(diào)試過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，這樣很快能夠找到錯(cuò)誤的原因，并且印象深刻，在今后的學(xué)習(xí)中也會(huì)有意識(shí)的避免。

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