以问题为导向的教学方法研究

张茉莉 张明川 白秀玲

【摘要】针对C语言程序设计的教学现状，对传统的教学方法进行改革，采用“以问题为导向”教学方法。文章以“数组”教学为例进行教学设计，在提出问题后，经过学生讨论及问题的不断深入，引出知识点，针对问题展开相关知识的讲解，最终解决问题。该方法不仅达成相关教学目标，还激发了学生的学习兴趣和解决复杂工程问题的能力。

【关键词】问题导向;C语言;教学设计;数组

【基金項目】河南省新工科研究与实践项目：面向国家一流计算机本科专业的双创实践能力培养模式改革[2020JGLX026;河南科技大学教学改革重点课题：双万计划背景下信息类专业双创实践能力培养模式改革[2019YBZD-004];河南科技大学教学改革项目：以问题为导向的C语言程序设计课程改革与实践[2019YB-024]

中图分类号：G223                      文献标识码：A                          DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.022.084

《C语言程序设计》是计算机专业的基础课和部分理工科专业的重要公共课。一直以来，该课程教材多以语法点为单位进行内容的组织，而传统教学模式也多以全面的语法讲解为主，由于课时受限，导致授课内容繁杂，面面俱到，课堂上留给学生的思考和参与的时间过少，不能很好地激发学生的学习兴趣。另外，随着网络教学资源的日益丰富，如今的学生已不再只是通过课堂学习获取知识。

基于上述分析，迫切需要一种新的教学模式取代传统的“教师讲-学生听-课后练”模式，经过课题组成员的不断讨论和各种教学方法的学习，发现“以问题为导向”的教学方法可以很好地将以教师教为主体转变为以学生讨论思考为主体，并充分调动学生的积极性和课堂参与度。

1. 以问题为导向的教学设计

以问题为导向的教学模式，是指以问题为教学的出发点，并将问题贯穿整个授课过程。首先提出问题，然后组织学生讨论，在讨论的过程中进一步深化问题，从而一步步引出知识点，最后展开相关教学活动，最终运用知识点解决最初提出的问题。整个教学设计方案如图1所示。

2. 教学设计具体实施

2.1 问题提出

在实际编程过程中，经常需要对大批量数据进行处理，比如在教学管理系统中经常需要计算课程的平均成绩，图2所示就是一个对批量数据进行处理的程序段，它可计算30名学生某门课程的平均成绩，并输出低于平均分的成绩。

问题1：若学生人数增至100，1000甚至更多时，应如何编写程序完成平均成绩的统计及低于平均分的成绩的输出？

2.2 学生讨论及问题深入

学生们会立刻想到增加循环次数，即将图2所示程序中的第4行和第11行的30改为新的学生人数。但很快就会有学生发现，虽然通过这种方法可以对任意多个学生成绩进行处理，但在程序运行过程中，需要用户重复输入两遍学生成绩，当学生人数较多时，这一过程太过繁琐还浪费时间，必须对该程序进行优化。

问题2：为什么在程序运行过程中需要重复输入两遍学生成绩？（组织学生进行小组讨论）

之所以需要重复输入，是因为上述程序中仅用一个变量以循环的方式依次存放成批的成绩，待第一遍输入结束后，只有最后一个成绩被保存在系统中，前面所输入的成绩均被随后输入的成绩覆盖掉。如果能够将所有输入的成绩都保存下来，就可解决重复输入的问题。

问题3：如何将所有成绩都保存在系统中？

讨论结果：定义多个变量，即每个成绩都对应一个变量。

问题4：若有100个成绩，如何定义100个变量，具体的定义形式是什么？

讨论结果：借用数学语言中省略号的形式进行定义。

如：int x1，x2，x3，…，x100;显然，这种方式不符合C语言的语法规则。因此，运用现有知识无法解决这些问题。

2.3 引出知识点

为了更好的解决同类型大批量数据的存储和处理，C语言中引入了“数组”的概念。数组是一组同类型数据的有序集合，将数组与循环结合起来，就可以简洁有效地处理大批量的数据。下文仅简要列出与上述几个问题相关的内容。

数组的定义

定义形式：类型说明符数组名[常量表达式]

其中，类型说明符表明该数组中存放成批数据的类型;常量表达式代表数组的长度，即该数组可存放同类型数据的总个数。

例如：int   a[100];

通过该定义，就在内存中开辟了一段连续的存储空间，可以存放100个整型数据，其中的每个数据称为数组元素，其使用方法等同于同类型的普通变量。

数组元素的引用

引用方式：数组名[下标]

其中，下标可以是整型常量、变量或表达式，其范围为0-输出长度-1

例如：若通过语句int  a[100];定义一个整型数组a后，该数组就包含100个数组元素，可以存放100个整型量，用形如a[0]，a[99]，a[i]，a[m+n]等方式就可以引用这些数组元素。

2.4 问题解决

通过数组的定义及数组元素的引用，就可以很好地解决问题3和问题4，即通过数组就可以解决大批量同类型数据的变量定义及存储问题，进而高效的完成批量数据的处理。上述问题1可通过图3所示程序进行解决。

因为定义了一个长度为100的整型数组，因此在程序在执行过程仅需输入一遍成绩即可。

3 . 结束语

在“以问题为导向”的教学设计中，始终围绕问题开展教学活动。从最初提出问题开始，由学生讨论解决方案，在讨论得出的解决方案中，不断进行问题的深入，进一步提出新的问题，经过多次“问题提出-学生讨论-问题深入”直至最后引出知识点，最终通过简短时间的知识点讲解，重新回到最初的问题，运用新知识点解决最初的问题。在整个过程中，学生深度参与，既讨论已有问题又主动提出新的问题，极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习积极性，培养了学生分析并解决复杂工程问题的能力。

参考文献：

[1]黄凤英.以问题为导向的教学模式的尝试与探讨-以《线性代数》的教学为例[J].大学教育，2012，1（9）：117，121

[2]张奇.以问题为导向的点-面式教学法在药剂学教学中的应用-以“手性”知识的教学为例[J].化学教育（中英文），2019，40（14）：74-78

[3]谭浩强.C程序设计（第五版）[M]北京：清华大学出版社，2017

作者简介：张茉莉，河南省洛阳市，讲师，硕士，主要研究方向为嵌入式系统;张明川，河南平顶山人，副教授，博士，主要研究方向为网络安全;白秀玲，河南省洛阳市，副教授，硕士，主要研究方向为数据挖掘