融合认知结构和CDIO教育理念的C语言教学模式探究

丁春莉

摘 要：为了改进C语言课程“介绍概念-讲解例题-上机练习”三段式教学模式，提高学生学习的主动性和兴趣，把融合认知结构和CDIO教育理念融入到C语言教学模式中，取得了良好教学效果。实践证明，改进后的教学模式不仅能让学生快速掌握程序设计的基础知识，而且培养了学生分析问题和解决问题的能力。

关键词：融合认知结构 CDIO教育理念 C语言教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（c）-0155-02

C语言是一种优秀的结构化程序设计语言，同时具有高级语言和汇编语言的特点，适合于Windows、DOS、UNIX和LINUX等多种操作系统，也适用于多種机型，可广泛用于系统软件和应用软件的编写，比其他高级语言优势明显，尤其是模块设计思想对培养学生的抽象思维能力有很大帮助，已经成为我国各大专院校理工类专业的公共基础课程。该门课程一般开设在新生入学第一或第二学期。然而，相当一部分学生认为C语言学起来比较枯燥、数据类型复杂、不易掌握，编程困难，失去信心和兴趣，导致教学效果不佳。如何能让学生快速掌握C语言基础知识、掌握编程方法和技巧、提高学生学习兴趣成为研究的主要内容。据了解，目前大部分学校C语言课程教学遵循三段式教学模式，即：首先介绍编程的基础语法、介绍数据类型、学习运算符号和表达方式；其次讲解C语言编程的基本规则和例题；最后学生上机操作。这种以教师为主体的教学模式，学生属于被动学习，不能有效地调动学生学习积极性和热情，教学效果大打折扣。

借助于CDIO教育理念，让学生从认知结构的角度了解和掌握C语言学习，也就是说以学生为主体，以教师为主导，把认知结构和CDIO教育理念与C语言教学有机融合，形成一种新的教学模式，将成为提高C语言教学效果的有效途径。

1 融合认知结构在C语言教学过程中应用

认知结构理论是瑞士著名心理学家J·皮亚杰提出的，他认为学生只有掌握了学科基本的知识结构，才能提高他们的学习效率和记忆效果，从而缩小知识之间的难易差距。大学生的认知结构是通过在学习过程中不断同化形成的，不断学习新鲜知识，并对所学的知识进行一定的积累和总结，一旦形成统一的认知结构，在学习新知识过程中就会很大程度上提高学习效率。认知结构和知识结构是提高教学质量的重要因素，所以在C语言教学过程中要着重注意这两点因素[1]。

在学习C语言过程中要适当借助自然语言的经验和方法，因为自然语言是生活中经常用的语言，而C语言是在计算机系统中经常用到的语言，也就是说C语言是程序员、计算机、计算机系统、计算机软件之间交流的主要语言。要想学好C语言可以从以下两个方面入手：首先，熟练掌握C语言的基础编程；其次，能应用C语言解决实际问题。而用C语言解决实际问题除涉及数据类型、数据结构、运算法则等C语言知识外，还涉及到与实际问题相关的其它专业知识。这就和写本小说类似，只掌握词汇、语法是远远不够的，更加需要有丰富的想象力和人生阅历，才完成一部高质量的小说，因此，C语言和自然语言有许多相似之处，其学习步骤和特点如表1所示。

2 融合CDIO教学理念的C语言教学

CDIO是美国麻省理工院校瑞典皇家院校通过4年的不懈努力所建立的CDIO工程教育教学模式。该模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，保证每个学生都能参与到教学过程中，能很大程度提高学生对所学知识的感悟力和理解力。要想把CDIO教学理念融入到C语言教学过程中，对教师也有很高的要求，要求教学以实现虚拟实验软件产品研发和运行为载体，编制出科学合理的教学案例，同时组建相关教学团队，把学生从计算机虚拟实验感官实践吸引到C语言开发虚拟实验软包上来，教学以学生为主体、以教师为主导，学生的主动性和积极性会极大提高，培养学生实际分析问题和解决问题的能力以及创新能力，从而提高教学质量。

3 融合认知结构和CDIO教育理念的C语言教学

通过以上分析可以看出，融合认知结构和CDIO教育理念的C语言教学模式需要3个核心要素：一是需要项目团队。要求团队成员（学生）扮演不同的角色，相互配合完成同一个项目，每个成员都有各自不同的子项目，可充分调动学生的积极主动性，从根本上提升学生学习C语言的水平；二是需要指导教师。指导教学在这一过程中起到非常重要的作用，不但要引导学生对认知结构的理解，还要能帮助学生解决C语言学习过程中遇到的难点和问题；三是需要实验软件开发。让学生以学习者、软件使用者和软件开发者的身份参与到C语言教学设计中。

在这种教学模式下，C语言教学考核方式也要进行相应改进，以引导学生有效提高课程教学效果。在融合认知结构和CDIO教育理念下，以项目案例为主要载体，对包括构思、设计、实施、运作等四个方面所涉及的C语言相关知识点的教学效果进行考核。以往的考核主要分两部分：平时考核和期末考核。平时考核主要包括出勤和上机考核，占总成绩的40%，期末考试一张卷子，考核成绩占总成绩的60%，这种考核方式相对简单，学生往往在期末突击复习，达不到很好的教学效果。改进后的考核方式以学生的综合能力是否提升为考核目标，主要通过加大对学生平时学习的考核力度来实现。该平时考核主要包括学生的学习态度、上课出勤情况、项目团队协作精神、项目任务完成情况、创新性等，同时加大平时考核比例，使平时成绩所占比例不低于60%。考试是指挥棒，考核方式的改进，促使学生对课程学习高度重视，教学效果大幅提升。

4 结语

融合认知结构和CDIO教育理的C语言教学模式的主要特点主要体现在知识、能力、素质的综合培养。以学生为主体、以教师为主导、以项目案例开发为载体，通过认知结构不断提高学习效率。，实践表明，该教学模式的实施，使C语言课程取得了良好教学效果：学生对C语言的理解和掌握有很大程度地提高，学习积极性和主动性不断增强，能快速地掌握程序设计的基础知识，分析问题和解决问题的能力逐步提升，同时团队协作、创新性等方面也得到培养。

参考文献

[1] 邱晓红，李渤，樊中奎，等.融合认知结构和CDIO教育理念的C语言教学[J].计算机教育，2013（16）：107-111.

[2] 叶民.工程教育CDIO模式适应性转换平台的研究[D].浙江大学，2014.