概念图在《C语言程序设计》课程教学中的应用与探索

马东　董乃谦

摘 要：概念图作为建构逻辑关系的思维可视化工具，逐渐被教师所喜好，它能帮助教师优化教学设计，提高课堂教学质量。本文主要介绍了概念图支持下的分专业、分层次任务驱动教学模式的设计和应用，同时概念图作为教学辅助工具，能够促使学生主动学习、探究学习，确保学生全面进步。

关键词：概念图；C语言； 课程教学

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2017）21-0091-03

一、《C语言程序设计》课程在传统教学过程中存在的问题及成因

从课程特色上来讲，C语言的功能丰富、语言完整紧凑、使用方便灵活、执行效率高、应用面广，是学习编程语言的首选课程，因此《C语言程序设计》这门课程除了作为高职院校计算机专业的必修课，也作为机电一体化、数控技术等多个工科专业的专业必修课。然而在实际教学过程中本课程更像是一门公共选修课，因为在面对所有专业的学生时教学内容是相同的，教学要求也是相同的，教师的教学设计也是相同的。教师没有把本课程与学生的专业相结合，没有起到辅助专业课程教学的作用，更没有发挥C语言在工科领域里强大的功能与作用。从学生的角度来讲，他们也希望能够学到一些实用的技能，提高专业技术水平。

从学习过程与效果来讲，在《C语言程序设计》课堂上，个别学生很灵活，对编程具有浓厚的兴趣，但始终找不到合适的学习方法，而更多的学生认为这门课程知识点太多不易记忆，理论太深不易理解，各章节内容缺乏明显的逻辑性，因此课上听不懂，课下无力自学；编程时思路混乱，少部分程度好的学生也只是停留在会分析问题、建立数学模型、确定数据结构和算法的层面，调试程序的能力不够，如果把C语言和学生的专业相结合，编写程序代码去解决专业领域里的实际问题，就更加无从下手了。

通过对教学过程与学习活动过程的跟踪，我们发现以上问题的成因：第一，教师的教学设计不合理，忽略了C语言与各学科、各专业的交互与渗透；第二，教师的教学方法不恰当，忽视了学生的层次水平，对所有学生都是一个要求；第三，学生的学习方法不正确，总在死记硬背。第四，学生没有积极性，缺乏学习的动力与兴趣。

二、概念图应用于《C语言程序设计》课程教学中的必要性及可行性

1.图领思维：概念图概述[1]

概念图（Concept Map/Mapping）又被称为概念地图、概念构图等。20世纪80年代，诺瓦克把概念图定义为：“用来组织和表征知识的实用工具，是一种以科学命题的形式显示概念之间的意义联系，且用具体事例加以说明，从而把所有的基本概念有机联系起来的空间网络结构图。”概念图通常将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念和命题连接，这样就形成了关于该主题的概念或命题网络，从而以形象化的方式表征学习者的知识结构以及对某一主题的理解。在后来的发展中，研究者又提出了很多见解，如“概念图是一种用节点代表概念、连线表示概念间关系的图示法”。其实，在某种程度上，凡是具有概念与概念关系的图形，都可以被视为概念图。而现如今，將概念图应用于教学，已是教学改革的一大举措，也是教学模式的新思路。

2.概念图辅助教学设计，满足不同专业的教学要求

高职院校开设的程序设计类课程的教授注重于理论与实践的高度融合，而在不同专业背景下程序设计类课程的实践侧重点不同。比如，在机电一体化专业的教学中《C语言程序设计》作为《单片机》、《PLC》课程的先行课程，实践教学的侧重点在于能够运用恰当的编程方法对机电设备进行控制，培养学生较强的动手能力；而在计算机专业的教学中《C语言程序设计》作为《Java》、《C++》等课程的辅助课程，实践教学的侧重点在于能够运用恰当的编程方法解决实际问题，培养学生严谨的程序设计思想、灵活的思维方式以及提高学生调试程序的能力。要把理论教学与实践教学有机的融合在一起，而且要适用于不同的专业背景，服务于不同的专业教学，这就对教师的教学设计提出了很高的要求。原有的教学设计因为缺少了专业特色而不能满足现有的教学要求，因此必须进行改革。

概念图可以用形象直观的图示来表达教学设计的流程，可以灵活地添加主题来补充原有教学内容及信息的不足，所以将概念图引入教学，运用概念图辅助教学设计，根据教学内容在不同专业的侧重点以及各专业的培养目标来设计合理的教学计划。例如讲述C语言程序结构这一模块的时候：机电一体化专业安排教学项目“分析交通信号灯的控制程序”，设计概念图补充此项目在《单片机》课程中涉及到的软硬件知识内容；数控技术专业安排教学项目“求解钢材切割的最佳订单”，设计概念图补充此项目在《机械加工技术》课程中涉及到的专业知识内容。

3.概念图辅助教学设计，满足不同层次的学生要求

高职教育的根本任务是要建立以学生为中心的课程设计思想和教学思想，要培养学生的学习能力与动手能力，要促进学生的全面发展。然而，高职院校学生的文化水平不同，地方差异很大，层次特别明显，这就给教学增加了很大的难度。对于教师来讲，传统的教法已经无法适应高职教育的需求了，这就需要在实际教学中引入新的教学手段，构建适合高职教育的教学模式，根据不同层次学生的特点来进行合理的教学设计。

概念图可以用清晰的线条来表示知识间的层次关系，所以我们将概念图引入教学，采用概念图辅助教学设计，满足不同层次的学生要求。用概念图梳理重要知识内容，补充课外知识信息，表达编程思路与步骤；用概念图明确对不同层次学生的任务要求，因材施教、分层驱动，让不同层次的学生都动起来；用概念图启发引导学生，让学生学会思考，鼓励学生探究自学，改进学习方法。

4.概念图辅助教学设计，高效解答学习活动过程中出现的问题

概念图可以将特定内容细化、清晰化，因此教师可以提前设计好学习活动过程中易出现问题的细化概念图，确保学生问题的高效解答。比如，学生反应知识点太多记不住，我们将细小的知识点以可视化的形式展现出来，创建概念图加深学生对知识点的印象；学生觉得各章节内容没有逻辑性，我们用概念图的层次来表明知识内在的关联与逻辑性；学生编程时思路混乱，我们创建概念图对重点知识内容进行梳理，同时构建程序流程图及难点内容概念图，让学生看图说话，帮学生理清思路；学生上机调试程序有难度，我们让学生进行分组讨论，小组成员共同构建分工调试概念图，在团队合作、交流互动的过程中解决问题，提升学习能力与动手能力。endprint

从学情来讲，高职的学生具有一定的文化基础，能够理解且接受概念图这一教学辅助工具。概念图可以帮助学生进行有意义的学习，学生也可以借助概念图改进学习方法，提高学习效率。因此在高职《C语言程序设计》课程中运用概念图辅助教学是必要的，也是切实可行的。

三、概念图在《C语言程序设计》课程教学中的应用

概念图辅助课堂教学实施过程中，学生学习兴趣浓厚，课堂气氛活跃，在概念图的指引下，学生能够理清思路，掌握基础知识与基本技能，顺利完成项目任务，程度好的学生还可以继续参考概念图完成拓展任务。

以计算机专业的教学项目“switch语句：根据日期算天数”为例说明。教师引导学生理解程序设计的关键就是判断日期所在的月份，根据月份编写计算天数的公式，一年有12个月份，也就有12个分支，属于典型的多路分支选择结构。教学实施过程中采用概念图辅助教学，使整个课堂教学有条不紊，学生对照概念图，易于理解与掌握，增强了学习的自信。概念图设计如图1所示。

整个教学过程我们遵循从可视项目分析→任务驱动→学生思考→任务实施→分组讨论→完成项目→课堂小结→任务拓展（分层教学）→交流互动→教学效果及反思的教学过程。整幅教学设计概念图将理论与实践很好地融合在一起，将教师与学生、分层教学与任务驱动紧密地联系在一起。用概念图补充专业知识或课外信息，激发了学生的学习兴趣，促进了专业课程之间的互助融通，学生对照概念图探究自学，培养了学生综合素质与能力，同时也体现出了教师的水平与学生的专业特色。

四、概念图辅助课堂教学的效果分析

1.概念图辅助课堂教学，激发学习兴趣，有助于学生的能力提升

概念图可以用形象直观的图示来表达教学设计的流程，因此教师根据知识目标的要求，选择经典案例，创建趣味性教学项目，利用概念图巧妙地将项目任务与教学环节联系起来，同时恰当地将专业知识内容融入到C语言的项目教学案例中，帮助学生巩固专业知识，调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，提升了学生的学习能力。

2.概念图辅助课堂教学，提高学习效率，有利于学生的全面进步

概念图是一种知识以及知识之间关系的网络图形化表征，也是思维可视化的表征。教师采用概念图构建合理的理论、实践教学体系，将学习活动过程融入教学过程，根据不同层次学生的理解能力，设置不同的任务分支，构建出不同难度内容的概念图，教法体现以学生为中心的分层次驱动的特色，学生也可以对照概念图自主探究，充分调动了学生的积极性和主动性，确保了每个层次的学生都有所学、有进步、有提高，体现了“基础知识+基本技能+項目实践+任务分层+技术延伸”的教学理念。

参考文献：

[1]胡小勇.概念图教学实训教程[M].南京师范大学出版社，2008.

[2]杨开城.教学设计——一种技术学的视角[M].北京：电子工业出版社，2010：12-27.

[3]杨开城.教学设计技术——教师的核心专业技术[J].电化教育研究，2012（8）：5-9.

（编辑：王晓明）endprint