基于项目产品的C程序设计教学模式

摘要：针对当前高职院校教学实际和改革要求，通过“教、学、做”合一，在c语言程序设计教学中设立“3W1H”项目课程，结合企业应用单片机、射频识别技术进行科技项目产品开发和软件编程的过程，帮助学生真正认识和掌握c语言程序设计的原理、方法和工具，同时阐述如何运用“工学结合、项目导向、任务驱动”做好c语言程序设计教学改革。关键词：项目；产品；c语言程序设计

0 引言

c语言程序设计是计算机及应用电子技术相关专业开设的一门课程，具有一定的难度。目前比较流行的基于“行动导向”的“项目教学法”“项目驱动+案例教学”教学模式是教好和学好这门课程的有效途径，但问题的关键是教师如何选用一些符合学生专业和企业实际的真实项目，在教学中真正做到“工学结合”。

近年来学院新进青年教师较多，多数人缺乏实际工作经验，只是针对课程理论知识按部就班讲解，虽然也按照章节布置一些相应的实训项目，但很少涉及社会实践和企业应用内容，久而久之使学生处于被动学习状态，感觉内容枯燥，难以激发学习兴趣，不利于培养学生的职业能力和创新精神。在项目产品c程序设计教学中，笔者根据多年的教学与科研实践经历，采用科技攻关项目案例，如针对林业企业木材生产、经销环节中应用的专用计算器的软件设计，进行c语言程序设计的项目案例教学示范，旨在指导青年教师做好高职c语言项目课程开发，通过丰富教师自身的社会实践，提高学生解决各种实际问题的意识和培养学生应用C语言进行编程的能力，从而提高青年教师和高职学生的创新意识与实践能力。

1 让学生了解课程的目的是什么——What（做什么）

在课程伊始，首先向学生交代清楚C语言是什么？学习C语言程序设计有什么实际作用？由此引入C语言是目前常见的高级编程语言基础。通过学习C语言的发展和演化，学生了解到C是一种面向过程编程的语言，c++是一种面向对象的语言，C#融合Java又对c++进行简化。由于C语言在可读性和可移植性上比汇编语言有优势，因此许多应用项目、电子产品的应用软件多源于c语言程序设计，使得C/C++语言编程已成为高级语言程序设计教学、单片机嵌入式编程发展的方向和潮流。其次，让学生了解如何针对社会需求和企业生产实际，运用C语言开发项目产品。项目是指以生产一件具有实际应用价值的具体产品为目的的任务。课堂以“原木经销专用计算器的研究”项目产品的软件系统开发为例，通过具体介绍从用户需求调查、产品立项到软件开发、产品应用的整个过程案例，说明c语言程序设计在项目产品软件开发中的实际作用，帮助学生真正理解c语言程序设计课程的学习目的，以调动学习积极性。

黑龙江生态工程职业学院过去曾是培养森工林区管理干部和专业技术人才的成人高校，建校时间长，具有林业行业背景，因此目前相当一部分在校学生来源于森工林区，对于林业企业木材生产、经销等有所耳闻。在原木生产、缴库、销售中，检尺是木材生产经营中的重要环节，其准确性对木材生产中各环节的衔接、管理及企业经济效益都有重大影响。为改变传统、落后的木材检尺方式，我们把现代信息技术应用到木材检尺中，通过开发原木经销计算器可离线存放每根木材的全部信息，包括生产林班、材种、材积、等级、采伐日期等10余项内容，再通过接口传输到计算机中，在检尺、缴库、销售环节通过计算机联网在线操作将每根木材的信息录入信息中心服务器，实现木材检尺现代化、精准化、数字化，达到有效控制木材检尺环节中所造成的效益流失，可降低生产成本，提升企业竞争力。

专用计算器项目是为了解决林业企业木材生产和销售检尺中的实际问题而提出，最初软件解决方案为汇编语言。据此可对学生设问：现在如何以c语言改造并创新？由此引出C语言源程序的编辑、编译问题。由于目前高校程序设计教学中一般选择运行于DOS环境下的Turbo c2.0作为初学c语言的首选编译器，往往使学生对其产生“过时”的错觉，认为现在计算机操作系统早已进入“视窗”时代，Turbo c教学软件档次太低。这时教师首先要向学生说明，Turbo C是经典的程序设计软件之一，由于它对运行环境要求较低，早期的PC均可满足Turbo c要求，继续保留和沿用Turbo c 2.0作为c语言通用模块的选修课程教学内容和实训环境仍然必要。

鉴于目前全国计算机等级考试（NCRE）二级c语言考试已改为VC++6.0这一环境，我们可以将VC++6.0作为计算机软件及应用电子技术两个专业的必修课程，让这两个专业的学生可以通过“学c语言考二级”引导“课证结合”，调动学习c语言程序设计的积极性，在学校学习期间就有一种就业意识，学好理论知识并掌握实践技能，以适应未来人才市场的选择，为企业技术创新储备能力。对于相关专业学生需要强调的是，针对Turbo c、VC++6.0环境中c语言程序编译后在电脑磁盘上保留的“主文件”名称相同但扩展名不同的4个文件（.c，.BAK，.OBJ，.EXE），除了要知道c语言程序编译后可在PC操作系统下运行.EXE文件外，还需要了解单片机c语言的“软件固化”过程，即在开发环境下通过编程器使.OBJ被“烧录”到单片机的EPROM中进行固化，令产品具有所谓的“智能”，这也是基于项目的c语言课程设计的最终归宿。

2 让学生学会如何进行软件功能分析——How（怎么做）

这一项即如何通过产品功能分析确定软件模块。c语言程序设计课程的传统教学模式是以语言的语法系统为主线，以小型练习为训练手段，只对一两个语法要点进行有针对性的练习，与企业应用项目联系较少。在c语言程序设计课程介绍到结构化程序设计方法时，教师可通过讲解图1所示项目产品的“轻触式薄膜按键”操作面板功能，绘制出图2所示的软件系统结构流程图，让学生学会应用流程图工具分析产品功能，引导他们对软件系统进行模块化设计，进而掌握从产品的操作面板功能设计到软件系统模块设计的普遍方法，培养系统分析与设计能力。

3 让学生学会如何按照软件模块分工——Who（谁来做）

这一项即如何按照软件模块进行算法流程设计。c语言是一种结构化语言，重点在于算法和数据结构。教师可在课程伊始，系统讲述c语言的各种数据类型和输入输出格式，这需要花费大量时间，但又没有足够多的例子印证这些内容的重要性。许多学生就是在这个阶段失去学习的耐心和兴趣，造成后续学习的困难。尤其对于算法，许多学生感觉枯燥无味。这时我们可以考虑通过项目让学生学会针对软件模块进行小组分工，按照系统模块设计流程做好子模块算法设计，培养团队协作意识。

由图2可见，产品的软件系统采用模块化结构程序设计，第一模块“数值计算”功能是模拟常见的数字计算器，用于解决通用的四则运算，可以作为一个独立的子模块由专人负责模块细化，挑选一组对计算器功能及操作比较熟悉的学生按照加、减、乘、除子函数设计进行分工，逐步合并后再用主函数调用子函数完成该子模块设计。第二模块“查材积表”功能主要用于林业企业木材生产中的原木材积计算，可挑选一组来自林区对木材生产和销售比较了解的学生，在“查材积表”模块的程序设计中采用“选择型”算法，通过输入原木材长和径级计算原木的材积，完成相应模块的子函数设计。依据现行的国家标准GB48 14—84，原木材积统计算法公式分以下两种情况。

（1）检尺径自4-12cm的小径原木材积。

V=0.785 4L（D+0.45L+0.2）²÷10000

（2）检尺径自14cm以上的原木材积。

V=0.7854L[D+0.5L+0.005L²+0.000125L

（14-L）²（D-10）]²÷10000

公式中：V——材积（m³）；

L——检尺长（m）；

D——检尺径（cm）。

据此计算公式，可以绘制出图3所示的“查材积表”模块算法流程图。

对于c语言选择程序设计教学内容，这是一个很好的“模块化”算法设计案例，可以让学生学会按照“模块分解”进行项目分工协作，掌握“逐步求精”的程序设计方法。2005年初，项目组成员作为任课教师曾在黑龙江生态工程职业学院带岭分院计算机应用成人大专班的c语言程序设计课程中运用此案例。由于多数学生来自林业生产一线，因此学生容易理解，接受理论较快，实践效果也较好。此外，在讲解上述教学内容时，教师还向学生介绍了一些林业生产管理知识，突出黑龙江生态工程职业学院的行业特色。

这种采用项目案例结合企业生产实际进行教学的方法，不仅符合林业成人职业教育规律，还符合高职院校培养高技能应用型人才目标的实际，有利于激发学生对c语言程序设计的学习兴趣。2007年末，项目组成员作为评委在黑龙江生态工程职业学院举办的“青年教师基本功大赛”中，对部分计算机技术系青年教师主讲的“c语言选择程序算法设计”课程进行讲评，建议教师尽量采用企业生产中的一些应用实例，对提高青年教师实践能力、带动和提升学生的职业能力起到一定的指导作用。

4 让学生学会如何选择软件开发工具——Where（在哪儿做）

这一项即如何根据实际条件合理选择软件操作环境和开发工具。目前多数高职院校比较重视在多媒体教室PC上进行程序设计教学训练，但是较少能够做到在实验室进行软件产品模拟仿真，更不用说结合相应电子产品进行底层编程，因此应该向青年教师和学生指出c语言程序设计在学好理论、掌握方法、运用工具3个方面是有连贯性的。企业在运用IT工具方面往往领先一步，使科技真正发挥“第一生产力”的作用，因此软件开发工具首先要看IT企业选择什么，这也是“工学结合”的基本要求。

许多学生在“工学结合”实习过程中，看到IT企业应用Microsoft Visual c++软件开发环境，误以为Vc++是一种语言，从而产生一种错觉。项目课程通过介绍“计算机及图像识别技术在原木检尺中的应用研究项目”案例，可将师生引入VC++这一具有较强图形函数功能、可视化的C++语言开发环境。VC++包含在Visual Studio 6.0集成开发环境中（还有VB等），作为一个集成开发工具，它不是一种语言，是基于c++的一个开发平台。与Vc++类似的c++程序开发工具还有Borland公司推出的c++Builder等。c语言有标准的函数库，它们是松散的，只是把功能相同的函数放在一个头文件（h）中；而vc++大多数的函数都是集成的，特别是vc++中的图形处理，它和c语言的图形函数有很大区别，c语言中的图形处理函数基本上不能用于vc++中。此外，VC++还可以写基于DOS的程序以及DLL等。

在明确了系统模块分工、算法流程之后，学生便可以运用软件工具进行c语言具体语句的程序编写和编译，实现相应的模块功能，如通过运用if和switch语句实现两向选择模块（如图3所示）和多向选择结构（如图2所示）程序设计，真正进行实战练习，完成相应模块的程序编写和代码编译。在编写中需要注意的是c++除了能够使用c语言的所有标准函数外，还有自己的另“类”，如在C语言中，输入输出使用scanf（）和primf（）函数实现，而在c++中使用cin，cout等对象实现，即在c++中也可以不使用c的固有函数而只使用c++的类。教师要通过一些简单的说明，讲清C/C++语言的联系与区别，指导学生看懂c++程序，提高他们对IT企业运用c++开发软件的实习环境的适应能力。

对于侧重学习单片机c语言的学生，可以给他们提出一些未来发展方向，如可以参加IBM的c++国际认证培训，提高就业竞争力。这些学生在学习时可能会感觉有较大难度，因为一要有编程器、仿真器，二要学习编程语言，还有众多种类的单片机需要选择，这就要求教师掌握好C语言程序设计方法和开发工具的运用，对外首先做到“工学结合”，对内做好实验室建设，这样才能较好地指导学生进行实践。项目组成员通过参与科技攻关项目的产品研发，熟悉和掌握了单片机c++程序开发环境及C51编程器应用等开发工具，如开发原木经销专用计算器是采用AT89C51单片机，通过PC的RS232接口连接EMP100编程器，在UCDOS下运行批处理程序，可较快完成C++程序编辑、编译和目标文件“烧写”。目前，c++应用程序开发一般采用可在Windows下运行的KEIL51软件，即在一个集成环境下进行c++程序编辑、编译仿真，再烧写固化、上电运行。

5 结语

一般的C语言课程大致是按照“数据类型一基本结构一数组一函数一指针一文件”的顺序组织教学。基于项目产品的c语言程序设计课程教学有时会打破常规，提倡用什么讲什么、精讲多练，突出基本知识与技能，着重应用能力的培养。我们要发挥院校和企业各自优势，通过企业项目产品开发应用课程，结合“功能分析、算法设计与开发工具”3个情境设计，介绍在c语言程序设计课程教学方面的体会，通过“项目产品”引导青年教师在教学改革中做到“理论与实践”一体化，通过“校企合作”搞好“工学结合”实习实训基地建设，有效促进“产学研”的结合，在课程教学中不断改进教学内容。一是在现行IT产品开发环境以及闲置的早期PC设备中，针对不同类型项目产品设定c语言课程实习任务，强化基于真实产品的编程训练，在为社会提供高技能应用型人才的同时，发挥院校为社会服务的职能，同时参与企业软件产品开发，提升教师的科技创新意识和软件开发能力；二是要结合国家职业标准考核必备的知识与技能，培养相关专业学生的软件编程技能，帮助其获得相应的职业资格证书和提升未来步入IT企业的职业能力。

（编辑：宋文婷）

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