体验式和悦趣化学习在“C语言程序设计”教学中的应用

孙胜娟+薛红梅+申艳光

摘要：程序设计是计算机学科的专业基础课，也是应用性极强的课程。为了调动学生学习的积极性和主动性，将体验式和悦趣化学习应用于“C语言程序设计”课程教学，用进阶式的体验项目将枯燥的语法知识情景化；将项目任务制作成一个个闯关游戏的关卡，使得学习过程悦趣化。实践证明，该模式可以有效提高学生的学习兴趣和解决问题的能力，有助于培养程序设计思维和团队意识。

关键词：程序设计；体验式学习；悦趣化学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）03-0199-02

一、引言

体验式学习（Experimental Learning）是指以学习者为中心，通过实践与反思相结合来获得知识、技能和态度的学习方式。悦趣化学习（Game-Based Learning）又称为游戏式学习，是强调以学生为中心并融合游戏的创新教学方式，学生以小组协作的方式，通过解决游戏中的问题与挑战来学习知识。体验式学习和悦趣化学习都强调以学习者为中心，突出学生在学习中的主体地位。“C语言程序设计”是大多数学生学习的第一门程序设计类课程，它在整个计算机课程教学中占据非常重要的地位。目前课程内容多是基础语法知识讲授，内容枯燥，与实际应用沾不上边，大大降低了学生学习的积极性。授课方式多为课堂理论讲授，课后上机实验。学生反映理论内容较抽象，并与实践有些脱节。教学中教师进行“填鸭式”教学，学生则缺少主动思维。

二、悦趣化项目体验的“C语言程序设计”教学设计

设计有趣的、开放的由浅及深的体验项目，让学生“做中学”、“快乐学”。

1.教学内容的设计。按照进阶式和悦趣化的指导思想，设计猜数游戏、小学生混合运算电子练习簿、个人通讯录管理三个体验项目。

第一个项目猜数游戏，可分为几个递进的小任务。首先，要学习程序基本结构，把程序框架搭建起来；第二步，要让电脑想数，学生必须学会随机数产生方法以及随机数的存储问题；第三步，要让人来猜，必须掌握输入语句，随后要判断猜的数比想定的数大还是小，必须掌握分支结构；第四步，为了游戏一直进行直到猜中为止，需要加入循环结构。这样四个递进的小任务可以把“C程序基本结构”、“输入与输出”、“变量定义和使用”、“分支结构程序设计”、“循环结构程序设计”几个知识点的教学情景化，使学生有目标，由浅及深地进行学习。猜数游戏程序还可以拓展为模拟猜数的人，涉及一个新的程序设计算法“二分法”，可启发学生自主进行。

第二个项目安排为开发一款实用小软件——小学生混合运算电子练习簿。“猜数游戏”仅涉及两个离散且类型一致的变量，项目二中则涉及多个相互之间有联系的变量，学生通过该项目要学习数据的组织和管理，同样分为几个递进的小任务。首先，完成“出十道加法题，答题，判题”功能，不涉及新的知识点，引导学生逐步独立完成；第二步，完成“出十道加减乘除随机运算题，答题，判题”功能，利用项目一中产生随机数的原理，做适当转换即可，引导学生完成；第三步，要求实现“十道题全部答完，再判定成绩”的功能，涉及至少20个同类型数据的存储问题，引入“数组”的概念，学生必须掌握数组的定义、使用，才能完成；第四步，要求生成判题后的练习簿，并展示出来，记录一道题需要存储5个两种类型变量，引入“结构体”的概念，一个结构体变量存储一道题，十道题使用一个具有10个元素的结构体数组完成十道题的存储。小学生混合运算电子练习簿是一款使用小软件，加入用户需求因素，学生可以在完成任务的基础上从程序可用性方面进行需求创新。

第三个项目个人通讯录管理（数组和指针两个版本）是一个麻雀虽小，五脏俱全的信息系统项目，设计为团队项目。在项目二的基础上加入了系统分析、设计的概念，学生会初次接触软件工程思想，分为几个递进的小任务。首先，分析用户需求，给出简单功能需求文档，指导学生按照软件工程的思想进行需求分析和文档整理；第二步，指导学生按功能需求设计系统结构，进行团队成员任务下发，明确个人目标；第三步，程序框架及接口设计，学生在这一步必须学习函数的定义及调用，理解结构化程序设计的精髓——模块化，并掌握通过函数实现程序模块化的方法，教师指导学生完成框架及接口设计，并进行设计评审；第四步，编写程序，按照个人任务进行，这一步用到数据永久保存，涉及文件的读写操作，为日后数据库的学习打下基础；第五步，项目集成、测试，第三步经过教师评审，模块接口设计规范，集成应该比较顺利，学生主要学习程序集成测试方法。个人通讯录管理是一个数据库系统的雏形，学生可以在用户需求、结构设计、数据存储等各个环节进行拓展创新。设计为团队项目可以让学生学習协作的要素，体会设计的意义。

项目任务循序渐进，符合学生的认知规律；项目真实、开放，便于培养学生的创新意识。

2.教学过程的组织。上述三个项目设计为四个游戏关卡，每一关卡又可以设计为由浅入深的几个任务，每张任务卡给出具体的任务目标、可用的学习资源以及过关需要达到的标准。整个教学过程的组织以通关为目标，完成四个体验项目任务为主线。教学实施时，教师对学生进行分组，每个小组5—6名成员，学生作为主体自主学习，并以团队为单位协作学习，竞赛闯关。

三、体验式和悦趣化学习在课程学习中的价值

体验式和悦趣化学习应用于“C语言程序设计”课程教学中，可以寓教于乐，使学生在闯关游戏中体验项目实施，培养程序设计的思维，解决传统教学中学习兴趣不高、实践环节脱节等问题。

1.激发学习动机，增强学习兴趣。学习动机是学生学习程序设计过程中一个非常重要的因素，很多学生学习积极性较差，却在游戏方面显出较高兴趣。将游戏的特点应用到程序设计基础课程的教学过程中，使学习更加有趣，不失为一个促进学习的好方法。

2.培养编程的思维能力和实践能力。对语言类课程而言，实践能力非常重要。学生如果只看不练，根本达不到学习的目的。然而由于教材内容枯燥，课后习题偏离实际，导致学生学习的积极性不高，如果让学生自己动手编制他们感兴趣的程序，就会大大提高他们的成就感，对编程产生兴趣。

3.提高解决问题的能力和培养创新意识。解决问题是一个复杂的智力过程，包括一系列的能力：理解和描述问题的能力；收集和组织相关资讯的能力；制订和管理行动计划或策略的能力；问题推断和决断能力；使用各种解决问题的工具的能力。游戏往往充满了挑战，需要游戏者千方百计地解决问题。

4.提高协作学习能力。任务卡下发给团队，团队成员共同完成闯关行动。团队成员必须独立完成任务卡规定的个人任务，协作完成团队任务，才能进入下一关挑战。

四、结语

教学实践证明，游戏闯关完成项目，不但用到程序设计的基本语法，还涉及软件工程、数据结构、数据存储等知识，培养了学生的程序设计思维，有助于提高学生分析问题、解决问题的能力。

参考文献：

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