面向物联网工程专业的C语言程序设计教学改革研究与实践

崔忠伟 张冬琴 孙淼 余丽静 吴恋

摘要：本研究以培养应用型人才为目标，针对物联网工程专业的c语言课程教学中存在的问题，基于CDIO和工程教育专业认证的理念，从课堂讲授方式、测试方式、考察方式等方面对教学活动进行改革研究及实践，调动学生学习的积极性，提高编程能力。

关键词：物联网工程;c语言;工程认证;CDIO

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）28-0125-02

1引言

物联网工程专业是新兴的工科专业，是根据我国信息产业发展，依据智慧中国的战略进程发展提出来的，其富有强烈的时代感。目前，很多高校开设了这一专业，然而在传统的教育模式下，培养出的物联网工程专业应用型人才与社会需求具有一定的差距。CDIO工程教育模式作为当今国际工程教育的一种创新模式，也是做中学、基于项目教育和学习为核心的教育模式。因此，运用CDIO和工程认证的理念来进行教学改革，已成为大势所趋。

《c语言程序设计》是物联网工程专业的核心基础课程，是所有程序设计课程的基础，同时也是企业招聘重点考查的知识对象。但是，在C语言教学中普遍存在学生难学、老师难教的问题，导致学生学习懈怠、缺乏兴趣、目标模糊。通过将CDIO、工程认证的教育模式应用教学中，可以有效解决上述问题。

2C语言程序设计教学中存在的主要问题

（1）重理论、轻实践

传统的C语言教学模式中，存在大量的理论课，形成了理论多于实践的现象，即大量的理论课时主要讲授基本概念、基础知识和基础语法，而实验课时不足，导致学生能听懂、而无法独立完成代码的编写，通过学习，学生掌握阅读代码的基本能力，但程序设计的动手能力较弱。

（2）缺乏主动思考、存在畏难情绪

C语言较为抽象、灵活，学习难度较大，特别是在调试程序时，学生会遇到各种各样的问题，而这些问题的解决，需要学生通过多种方式，如：相互交流、查阅有关书籍或资料、积累经验等来完成。而学习困难的学生则通常会置难题于不顾，这无法提升自主思考和探索的能力，也会使学生渐渐丧失学习兴趣。

（3）考核方式较为单一

传统的考试方式，以纸质试卷为主，有些学习则采用了更为有效的上机实操考核。但是，考试的题型设计不完善，主要为判断题、选择题、填空题、程序填空题，而程序综合设计题较少，无法通过考试这一必要的考核手段来促进学生编程综合能力的提升。

3教学改革措施

针对文中提到的传统C语言教学中存在的主要问题，本文给出了相应的教学改革措施，具体如下。

3.1课程结构

C语言程序设计分两个学期开设，具体如表1所示。大一上（第一学期）的理论讲授学时数和实验学时数分别为32学时和16学时，主要教学内容包括：流程图、顺序结构、选择结构和循环结构等，目标是使学生掌握计算思维、C语言的基本语法和基本结构。大一下（第二学期）的主要教学内容包括：函数、指针、结构体、链表和文件等，使学生进一步强化c语言程序设计能力;同时增设了课程设计，培养学生独立完成一个小型管理系统的设计及开发的能力。

3.2程序设计类实验辅助教学平台的应用

传統课堂中，一名教师会面对数十名学生，很难做到及时了解每个学生的学习情况。改革的重要措施之一就是充分发挥程序设计类实验辅助教学平台PTA（PROGRAMMINGTEACHING ASSISTANT）的辅助作用，提高教学效率、管理效率。

在PTA中，教师可以设置不同的题型，特别是有大量的程序综合设计的题库，学生提交答案或代码后，PTA能实时反馈每个题的得分情况和错误情况，让学生的学习更有针对性。同时，学生能够借助PTA在课后巩固学习内容，通过让学生“做中学”掌握重点和难点，能有效提升学生的学习自信心，调动学生的学习兴趣和主动性。

3.3强化过程性的考核

为及时掌握学生的学习动态，采用课前预习测试、课中学习过程测试、课后巩固及学习效果测试等多种考核形式，以理论与实践相结合的方式进行考核。教师随机测试每堂课所讲授的理论基础知识，考查学生的理解情况;通过程序设计测试，教师能有效发现学生在程序设计中的问题，并提出解决方案。

3.4学生助教

从高年级学生中选拔多位擅长C语言的学生，辅导低年级学生在晚上集中于实验室进行晚自习。这种较为人性化的辅导方式，能够有效弥补线上平台PTA的不足。通过集中式的晚自习，高年级学生为低年级学生答疑解惑，不仅可以增强低年级同学的动手能力，还可以使高年级同学巩固所学知识，在为他人解决问题的同时，发现自己的知识缺漏。

3.5任务驱动

C语言的教学中学生不仅要学会相关理论知识，熟练掌握C语言的语法及编程应用，还要学会动手实践，运用C语言编写各类程序及开发项目，为了让学生更好地掌握编程，在教学过程中应增加课程设计这一环节。课程设计既能让学生切身体会程序开发的完整过程地能调动学生学习的积极性。通过任务驱动即课程设计的方式达到了全面提高学生综合素质的目的。

3.6教学成效

通过系列教学改革措施的实施，提高了学生的学习兴趣，强化了过程性的学习管理，学生的程序设计能力得到普遍提高，及格率提升了15%以上。越来越多的学生参加了省级、国家级程序设计大赛，每年都获得省级以上奖励。

4结论

针对物联网工程专业C语言教学过程中存在的问题，提出并实施上述教学改革措施，使C语言教学质量和教学管理得到了极大的提升，学生的程序设计能力和独立思考的能力得到有效提高，为学生后续的学习和就业打下了夯实的实践基础。