提升C语言对土木工程专业辅助性作用教学实践研究

杨红霞

摘要：对非计算机专业学生开设《C语言程序设计》课程，本质目的是为了提高他们利用计算机解决实际问题的能力，对于土木工程专业，如何使 C 语言教学取得良好的教学效果，为该专业学生在后续专业课程学习中打下良好的基础；如何提高学生程序设计语言知识迁移能力和应用C 语言解决实际专业计算问题的能力等。针对这些问题，该文对土木工程专业这门课程在课程建设改革，教学方法改革，实践教学改革与大学生创新能力培养等方面，进行了探索研究及实践。

关键词：C语言；土木工程专业；辅助性作用

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）26-0134-02

Improve the C Language to the Civil Engineering Specialized Auxiliary Teaching Practice Research

YANG Hong-xia

（Shandong Yingcai University， Jinan 250104， China）

Abstract： For non-computer majors courses in "C language program design"， the essential purpose is to improve their ability of using computer to solve practical problems， for civil engineering major， how to make the C language teaching to achieve good teaching effect， for the students majoring in the follow-up professional courses to lay a good foundation； How to improve students programming language knowledge migration ability and ability to use C language to solve practical professional calculation problems， etc. To solve these problems， in this paper， the reform of this course in civil engineering professional course construction， teaching method reform， practice teaching reform with the college students' innovative ability training， etc.， explores the research and practice.

Key words： C language， civil engineering， supporting role

1 引言

掌握一门高级程序设计语言是高等院校学生利用计算机解决实际问题的必要条件之一，由于 C 语言概念简洁，数据类型和运算符丰富，表达能力强，用法灵活，程序结构性和可读性好，易于体现结构化程序设计思想，同时它既有高级语言面向对象的程序设计特点，又有汇编语言面向硬件的功能；既能有效地进行算法描述，又能对硬件直接进行操作，所以C 语言作为当前国、内外广泛使用的计算机程序设计语言之一，被列为高等院校工科非计算机专业必修的一门课程。

在我院，土木工程专业作为典型工科专业，同样开设了《C语言程序设计》这门课程，主要是面向土木工程专业普通本科层次，该课程属于专业基础课，在本科教学体系规划中属于为专业课服务的一门课程，一般在大二第二学期开设。

2 课程现状

对非计算机专业学生开设 《C 语言程序设计》课程，本质目的是为了提高他们利用计算机解决实际问题的能力，但是根据目前对该课程的教学效果调查来看，并没有达到这一目标。据调查，很多土木工程专业的学生学完C语言以后，觉着这门课程对土木工程专业来说是没用的，甚至包括一部分任课教师，也没有充分认识到该课程对土木工程专业后续专业课程的延伸性作用，在授课过程中当成一门普通计算机课程按传统方法教授，与土木工程专业方面没有联系，导致学生在学习过程中只是像学外语一样记住了C 语言的概念、数据分类和语法结构等，而不会实际应用，独立编写和调试程序的能力较差，更别说能够运用 C 语言解决后续专业课程里的专业计算问题。

一般在普通本科院校，其他专业计算机类课程由基础部或计算机学院承担，在我院土木工程专业的《C语言程序设计》课程，以往也是由计算机学院教师或外聘教师担任，这些教师虽然在计算机专业方面可能有很深的造诣，教学能力和专业素质也没有任何问题，完全可以胜任这门课程，但是缺少对土木工程专业的了解，不清楚这门课程在土木工程本科专业课程体系中的定位和作用，与后续专业课没有衔接。而土木工程专业课的任课教师因为对计算机编程语言不熟悉，也没有尝试引导学生利用C语言通过编程来解决专业课程中复杂繁琐的计算问题。这样就造成不同专业的教师在各自的领域都有所建树，但在彼此专业交叉的领域因为各种原因缺少沟通交流，没有充分发挥出不同专业课程之间的相互促进作用。

对于土木工程专业，如何使 C 语言教学取得良好的教学效果，为该专业学生在后续专业课程学习中打下良好的基础，是现在C语言课程教学中一个突出问题。如何提高学生程序设计语言知识迁移能力和应用C 语言解决实际专业计算问题的能力，是该课程教学改革的关键，也是本课题研究的主要目标。

3 教学改革措施

1）深入研究该课程在整个专业教学体系中的地位和作用，做到有的放矢。

要提升C语言对土木工程专业的辅助性作用，首先要研究土木工程专业整个课程体系设置，深入细致的分析《C语言程序设计》在该专业教学体系中的定位和作用，找出专业课中与其相关的后续课程，发现课程定位与实际教学效果之间的偏差，分析原因，在研究已有的成功教学经验的基础上，探讨为提升该课程对后续专业课辅助性作用，需要进行的教学方法，教学手段改革，以便提高学生的创新能力和运用C语言解决数据计算实际问题的能力。

2）采取有效措施加强任课教师和相关专业课教师的沟通交流。

因为本研究涉及计算机和土木工程两个专业在交叉领域的互相促进，包括不同专业课程的综合运用，所以在研究实施过程中，根据前面分析中找出的相关后续专业课程，需要C语言任课教师和相关专业课教师加强交流，反复沟通，以制定切实可行并能取得较好教学效果的教学改革方案。

3）注重发挥“说课”对学生的影响作用。

任课教师要合理充分利用第一次课的“说课”，除了给学生指明该课程在课程体系中的地位和作用，还要强调学习该课程的用途、重要性，以及与后续要学习的土木工程专业课程的紧密性。列举计算机编程在专业学习中的具体应用，展示相关案例，甚至可以告诉学生目前土木工程专业很多前沿的技术都是和计算机技术相关。例如比较流行的结构设计软件PKPM，有了C语言的编程基础，里面的结构计算很好理解。再比如被称为建筑业第三次革命的BIM平台技术，几乎所有的BIM软件都有支持C语言或C#的开放端口等。通过“说课”，让学生对于课程定位和关于本课程对后续专业课的作用性方面，在思想上先有一定的认识，并明确课程的意义。随着课程的进展，后期的教学方法还要逐步加深。

4）多采用与专业课相关的案例教学。

C语言程序设计的语法知识丰富、计算能力强，以往教学中往往过度强调语句结构、语法知识，特别容易将学生引入过分关注细节的知识点，而没有形成系统的逻辑思维，不能独立编写程序，实际忽视了学习C 程序设计的主要目标是重在应用。为了提高学生的实际动手编写程序的能力，在授课过程中要与专业相结合，在教案、课件、上机实验甚至考试等方面有针对性地引入土木工程专业背景知识，合理地分配理论知识及专业应用课时的分配及相关教学计划，在案例教学中多采用与本专业相关的案例，例如多引用一些数学或结构力学的计算案例。

5）引入创新性开放性实验。

在高校实验条件允许的前提下，与专业课结合，设计具体、可行的基于C语言的开放性实验方案，强化该课程对后续专业课的工具性作用，引导学生进一步将该课程运用于实际专业计算。

在本项目实验研究中，我选取了土木工程专业C语言课程结束后，下一学期开设的典型专业课程—《混凝土结构设计》作为C语言延伸性试点课程，给他们拟定了两个开放性实验项目：一是运用C语言编程实现其中单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算；二是运用C语言编程实现双筋矩形截面受弯构件正截面配筋量计算。在收集实验成果过程中发现实验效果良好，甚至超过预期，在教师指导下学生不但是完成了代码编写，实现了要求的计算功能，主要是学生在实验过程中意识到，如何利用这种计算机编程语言这种工具应用于实际的专业计算，提高计算效率，并且还大大提升了学习动力和自学能力。在计算过程中这两种不同配筋的截面承载力计算方法是完全不同的，按传统的手工计算方法，最优配筋量是要经过一遍遍试算才能得到，计算过程复杂繁琐，并且极易出错，精度较低。采用C语言编程可以说是一劳永逸，只要在计算机过程中输入不同的参数就可以瞬间计算出截面承载力是否满足要求，或者根据最大受力计算出最优配筋量。

4 结论

本研究在全面总结已有的《C语言程序设计》成功教学经验的基础上，紧密结合土木工程专业实际，将C语言作为一种土木工程专业的学习工具，针对土木工程这种典型工科非计算机专业，研究改革其教学方法、教学手段及课程实验，以充分挖掘其对该专业后续专业课的辅助性作用。特别是基于C语言的对专业课的开放性实验的设计，属于本项目将C语言与专业课进行结合的一大创新点和亮点。

本研究以专业为背景，以培养复合型应用人才为目标，提出有针对性和创新性的教学改革策略，并通过教学实践不断探索、优化，以解决该课程在专业教育改革和发展中的深层次问题。一是有利于推动教育教学改革，符合学院创建应用型本科院校，进行专业内涵建设的发展要求；二是有利于促进教师综合素质发展，提高了自身专业水平和能力，直接或间接地提高了教学质量；三是有利于学生创新意识和综合能力的培养，强化了他们运用C语言解决专业中实际问题的能力。

“理论应该来源于实践并反作用于实践”，本教研成果来源于对我院土木工程专业C语言课程的教育教学实践改革，对于促进高校非计算机专业C语言课程教学的发展，培养高素质土木工程专业人才有较大的促进作用和现实意义，并可以辐射带动其他非计算机工科专业C程序设计课程的改革，具有较强的实际意义和示范推广价值。

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