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西安理工大学工科非计算机专业和计算机专业虽然都开设C语言程序设计课程,但是前者具有鲜明的专业特点,对该课程的要求明显不同,仅仅按照“面向对象教学”的原则,适当调整教学组织活动和教学内容对于后者是远远不够的。针对目前工科非计算机专业C语言程序设计课程教学实践中所暴露的主要问题,笔者积极开展了非计算机专业C语言程序设计课程教学设计的教改工作。
1.1教学设计概述
所谓教学设计,就是为了达到一定的教学目的,对教什么(课程、教学内容等)和怎么教(组织、方法、媒体的使用等)进行设计。教学设计不等同于传统的备课写教案。教学设计有利于教学工作的科学化,使教学活动纳入科学的轨道。教学设计的意义就在于追求教学效果的最优化,不仅关心教师如何教,更关心学生如何学,注重将人类对教与学的研究结果和理论综合应用于教学实践。教学设计主要包括确定教学目标、组织教学内容、分析教学对象、选择教学形式和方法及教学媒体、设计教学过程、教学质量评价设计等基本环节,其中,设计教学过程是课程教学设计的核心。
1.2该课程教学设计的内容
西安理工大学C语言程序设计课程组于2003年出版了《C语言程序设计教程》及配套的《C语言程序设计教程上机实验与学习指导》特色教材。自2011年开始,非计算机专业选用的教材与计算机专业不同。目前非计算机专业选用《C语言程序设计》(第1版,张毅坤教授,高等教育出版社,2011)作为该课程的教材。非计算机专业C语言程序设计的教学设计是一项复杂的系统工程,主要包括课程教学设计、章节教学设计、课堂教学设计和实验教学设计,以西安理工大学C语言程序设计课程教学大纲为指导,以《C语言程序设计》(第1版)及其配套教材为基础,确定课程教学设计的内容:①将该课程的教学目标确定为“掌握C语言的基本语法和语义,理解结构化程序设计的思想和方法,提高学生的编程能力和调试程序的能力”。②组织教学内容的关键是进行教材的组织呈现,理论教学内容包括《C语言程序设计》(第1版)的第一章至第八章,实验教学体现于该教材的第九章及配套教材。③学生作为教学对象始终是教学过程中的重要角色,工科非计算机专业的种类多,分析教学对象就是掌握学生特点与了解专业背景并重。④重点突出课堂教学设计,传统教学与案例教学有机结合,“讲解+多媒体演示+课堂板书”缺一不可。⑤设计教学过程与“组织教学内容”联系最为紧密,主要包括课堂教学设计和实验教学设计,教学过程设计遵循的总原则是:激发学生兴趣,注重能力培养,合理安排教学顺序,讲清重点与化解难点紧密结合,课堂提高与课后巩固拓展有机统一,并预测教学实践中可能出现的意外情况。⑥将学生评价、同行评价、教学督导组专家评价、主管教学的领导评价和教师自我评价这几种评价的结果综合起来,比较客观的评价教学效果与教学质量。
2教学设计的实践及效果
我们连续多年承担非计算机专业C语言程序设计课程,先后承担过西安理工大学电气工程及其自动化(电力)、水文与水资源工程、印刷工程、包装工程和材料科学与工程等专业的C语言程序设计的理论教学和实验教学任务。始终将上述教学设计的内容贯穿于课堂教学和实验教学之中。C语言程序设计本身是一门实践性很强的课程,加之各个理工科专业的特色鲜明,所以结合学生所学专业特点与需求,同一门课程,针对不同专业的学生,适当调整教学设计内容,并在教学实践中检验教学效果。2012年以来,学生对笔者的教学评分一直在95分以上,也给予了肯定性的评价,例如“采用启发式教学,阐述问题深入浅出,重点突出,能理论联系实际或联系学科发展的新成果”;“对于您的授课方式我们很满意,感谢您对这门课程的热忱,我们会努力学下去”;等等。
3结语
关键词:移动学习,C语言程序设计,教学
1 移动学习
移动学习(M-Learning)是借助移动互连技术,使用移动计算设备(智能手机、PDA、移动电话等)实现学习者随时随地进行不同目的、不同方式的学习[1]。移动的内涵包括:形式上是移动的,即学习者不再受时间、空间和有线网络的限制,可以随时随地进行不同需求、不同方式的学习;学习环境是移动的,学习资源和学习者也是移动的;内容上是互动的,进行教学活动的双方实时交流,教育信息、教育资源与教育服务依靠移动计算技术和互联网技术实现双向“移动”,教与学相互促进,才能更充分的体现移动学习的优越性;实现方式上是数字的,移动学习是基于无线移动设备进行的数字化学习,它是在数字化学习的基础上发展起来的,是远程学习发展的一个新阶段[2] 。
现阶段的移动学习受技术条件的制约,通常作为高校教学的一种辅助学习模式,主要应用于管理和为学习支持服务提供“交互”通道,学生和教师通过使用移动设备(如手机等)方便、灵活地实现交互式教学活动。高校移动学习的主要应用模式分为三大类:基于短信息的在线移动学习,基于连接的在线移动学习以及存储移动学习模式[3]。基于短信息的在线移动学习具有使用费用低,设备普遍支持等优点,主要应用于通信数据少并且可用简单文字描述的学习活动和学习服务,可用于向学习者发送课程安排、考试安排和考试成绩等信息,提供指导、激励和支持等作用。基于连接的在线移动学习和存储移动学习,需要建设WAP站点,提供能够支持移动设备访问和下载的学习资源,着重选取能够贴近学习者生活和工作同时又较为时尚和流行的主题作为学习内容。存储移动学习和基于短信息的在线移动学习将是目前在高校中最切实可行的移动学习应用模式[4] [5]。
2 C语言程序设计课程特点
C语言作为当今最为流行的程序设计语言之一毕业论文范文,不仅是计算机专业的必修课,也是很多
非计算机专业的学习课程。随着计算机的普及,学生运用计算机的能力越来越强,但计算机程序设计课程因其较复杂的语法、编程等知识,依然是众多学生学习上的“拦路虎”。
C语言程序课程知识点琐碎,概念繁多,理论不易掌握;概念抽象且复杂,包含的数据类型和运算符丰富,需预习与复习相结合才产生较好学习效果;对应的规则繁多且易混淆,使用较为灵活,容易出错,使得学生容易产生畏难、厌倦情绪;理论与实验教学学时分布不均衡,导致课堂教学中,对如何分析和解决问题讲得不够充分,学生编程思路不清楚;实验过程中,不能将理论知识应用自如,在处理实际问题时往往不知从何入手,需要在平时教学中注意培养学生动手能力[6][7]。
C语言程序课程的这种特点,适合采用移动学习作为其辅助教学方式。针对C语言理论性强的特点,可以在课前课后发送定时短信,提示预习摘要求较高,不好的缩进格式影响其呈现效果,结构化风格使得程序占用篇幅往往较长等等,这些因素均会制约移动设备的可读性。
3移动学习在课程教学中的应用
根据上述分析,设计移动学习方式如下:总体原则,以传统教学方式为主,移动学习方式为辅,移动学习方式充当课堂教学的重要补充,能够实现课堂知识的延伸,指导和激励学生进行更深层次的学习和实践。实现方式,主要采用基于短信息的在线移动学习方式,配合基于连接的移动学习空间、论坛,以及存储移动学习资源建设。针对课堂教学,精心设计课前案例,提出驱动式问题,相关预习提示,课后设计相关重点回顾,知识点延伸,以短信形式发给学生,对于短信不能很好显示的内容可以邮件形式发送给学生,或者放在相关网站上,以消息的形式提醒学生查收。软硬件支持:考虑到学生普遍拥有设备的程度,将移动设备限定在普通移动手机,软件使用中国移动飞信校园版(EFetion_campus)[10],可以支持PC端向移动手机的短信群发,通过飞信、群、语音、邮箱、空间等多种方式实现互联网、移动网间的无缝互通毕业论文范文,还可以使用日程提醒,邮件提醒等功能打造个性化的学习指导。移动学习具体实现方式如图1。
图1 移动学习应用模式图
3.1功能模块介绍
移动学习做为一种辅助教学模式,能够参与到C语言课堂教学的课前准备,课后辅导以及实验指导等方面。
3.1.1短消息学习模块
(1)课前预习提示。可将每节的学习目标、重点、难点发送给学生,也可发一典型程序,加驱动式问题,发送到邮箱里,同时设置邮件提醒功能。
(2)课堂内容回顾。对前面课程学习过的知识内容以短信形式发给学生,提醒其回顾。
(3)作业提示、阶段测试。也可仿照上述短信设置方式,定时群发给所有的学生。
3.1.2移动学习空间或论坛
移动学习空间既可以方便学生在线浏览,也要努力适应基于连接的移动学习访问,其资料下载模块提供的学习资源,也要支持移动终端设备。移动学习论坛,实现学生自由交流空间。在移动学习论坛上定期设置讨论专题,既可以是关于某个错误进行分析,也可以针对相关程序选题集思广益,还可以是对当前教育进行探讨等等。
(1)课堂内容延伸。可提供诸如:MSDN使用介绍,帮助学生自如设计C/C++程序等;CSDN论坛介绍,提供同资深程序员交流学习的平台。
(2)常见错误提示分析。提供调试程序基本步骤,常见错误解读及可能出错原因。
(3)课程设计选题。设计相关程序选题,使其能够体现课程各个阶段的进度,并且具有一定的实用性,趣味性,能够调动学生的学习积极性。
(4)测试空间。提供一些历年试题,可以帮助学生巩固理论学习。
(5)教育思考。定期对教学进行总结,寻求更好的教学方式,也可以一些高校精品课程网站链接。
(6)资料下载。课程内容的各种学习资源,如PPT课件、多媒体课件、部分课程的录音、录像等;有关课程的各种辅导资料,如各章节的知识要点、课程设计任务库、程序设计案例库、试题库等都可以作为下载的资料。
3.2移动学习内容设计
在高校教育中,学生同时需要进行多门课程的学习,如果在针对某一门课程实施基于短信息的移动学习方式时,设计过多的短信内容,或者发送较多的次数,都将会给学生造成信息轰炸,带来过重的信息负担。配合C语言程序课堂教学,在课前课后发送两条飞信,每次不超过5页,对于无法以短信内容呈现的资源就发送到邮箱,同时以短信形式提醒学生注意查收。程序设计课程所涉及程序对格式要求较严格,一个程序案例通常占用较多篇幅,此时以邮件的方式发送较为合适,同时在相关论坛上设置讨论专题,根据学生回答设置最佳答案,统计学生活跃度,作为平时成绩参照。图2为课前预习的飞信基本内容设计。
图2 飞信基本内容设计
把课程内容按照“章-节-知识点”的层次模式进行组织,整理出每章每节的学习目标、重点、难点、学习指导、参考资料等内容毕业论文范文,并概要总结出每个知识点的核心内容和若干测试题目,学习者可以通过短信息随时随地自由学习、复习这些重要的知识点,并对学习的效果进行测试。设计短信内容时需考虑程序格式问题,屏幕显示行数,尽量控制在8行*5屏=40行,每行8字以内,不要以图片的形式发送(涉及彩信资费问题)。
另一方面,为课程的核心内容提供文档、PPT课件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源,满足学习者不同的学习需求和学习习惯。学习者只要把这些资源通过教学网站,下载到自己的移动终端上,当他们在教室外面、公共汽车上等地方时,都可以通过移动终端来浏览这些学习内容,充分享受移动学习的便捷与方便,而且不需要承担高昂的移动通讯费用。但是供下载的资料要充分考虑移动学习的特点,不仅要考虑学生的设备支持程度,还要考虑移动学习的片段性特点,对其中的部分资料需要进行特殊处理使其适合移动学习方式,主要处理原则,按知识点,将文档,影音资料都处理成片段,确保一个片段一个知识点,每个片段持续10分钟左右。
4 实验分析
借助中国移动飞信校园版,上述大部分移动学习方式都可以实现,从PC端到手机客户
端可以方便的实现短信群发,只要不超过一定数量,免费且易于操作。学生也分常乐意参与到这种形式的移动学习中来,非移动用户除了在接收短信受限之外,也可以加入飞信校园版PC端,可以共享资源。实验证明,使用移动学习方式作为程序设计课程的辅助教学方式能够大大调动学生学习的积极性。但是在学生中间出现了两级分化的现象,部分同学兴趣高涨,能够充分利用提供的学习资源,学习进度甚至出现超前现象,另外一部分同学上课时也在查看手机,学习不仅没有进步,反而沉迷于手机上网。这种现象提醒大家不仅应该注意实施移动学习的方式,同时还要加强大学生的思想教育,使其认识到网络资源的便利性和危害性,能够主动的去寻求有益的资源来提高自己。
使用飞信实现移动学习还有以下必须注意的地方:(1)飞信中涉及大量广告,容易分散学生注意力。(2)短信数量过大,易给学生造成信息轰炸,要限制性的使用。(3)需警惕不法分子盗取飞信或手机号,进行诈骗。可以利用飞信的二次开发功能,屏蔽其他模块,使其更适合校园使用。
移动学习对学习者也要有一定要求毕业论文范文,比如说需要一定的自学能力,自制能力,以及较强的学习动机等[8][9]。现阶段的移动学习在高校教学中应该起辅助作用,但不能排除其对研究生,博士生及在职人员充电的作用,所以还是要做好移动资源的建设工作,注意打上数字签名保护知识产权。
5 结论
当前,移动学习是教育界的研究热点。将移动学习方式引入语言类课程的教学中已取得较大进展,但将其应用到C语言程序设计课程教学中来,还属于尝试阶段。移动学习给教学改革注入新鲜活力,其对高校教学的促进作用,不仅依赖教师的合理使用和学生的大力配合,还依赖于软件平台的设计。本文所使用的飞信校园版,受到发送短信条数,广告绑定等不利因素的限制,不仅要考虑课程特点,还要考虑软件的使用规则,不能充分发挥移动学习的优势。下一步需要改进的地方,不仅在于移动学习资源的建设,还要建设实施移动学习的软件平台,不仅要适合移动终端在线浏览,还要能够与校园各个系统整合,充分利用现有资源,更加适应程序设计课程的要求。
参考文献:
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[5]王伟,钟绍春,吕森林.大学生移动学习实证研究[J].开放教育研究,2009,15(2):22-27.
[6]张素芹,吴连生.独立学院“C语言程序设计”教学改革实践[J]. 计算机教育.2010
[7]顾钧.程序设计语言课程的概念体系及教学策略探讨[J].中国成人教育.2010
[8]李望秀.高校教学中的移动学习[D].长沙:湖南师范大学.2008
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[10]efeixin.10086.cn/product/category_15.html
关键词:数学地质,数值分析,C语言程序设计,教学方法
数学地质解决地质问题的一般步骤或途径如下:第一,进行地质分析,定义地质问题和地质变量,建立正确的地质模型;第二,根据地质模型选择或研究适当的数学模型;第三,运用数值分析理论对数学模型进行求解;第四,运用C语言设计计算机程序,并上机试算;第五,对计算机输出成果进行地质成因解释,对所研究的地质问题作出定量的预测、评价和解答。为了很好地解决地质问题,需要同时学好《数学地质》、《数值分析》和《C语言程序设计》三门课程。本文将对《数学地质》、《数值分析》和《C语言程序设计》三门课程的教学内容和方法进行研究,并介绍瓦斯危险性预测数学地质软件的开发。
1数学地质的教学内容及方法
数学地质(mathematicalgeology)是六十年代以来迅速形成的一门边缘学科。它是地质学与数学及电于计算机相结合的产物,目的是从量的方面研究和解决地质科学问题。它的出现反映地质学从定性的描述阶段向着定量研究发展的新趋势,为地质学开辟了新的发展途径。数学地质方法的应用范围是极其广泛的,几乎渗透到地质学的各个领域。
1.1 数学地质的教学内容
数学地质的研究对象包括地质作用、地质产物和地质工作方法。通过建立数学模型查明地质运动的数量规律性。这种数量规律性具体表现为地质体的数学特征、地质现象的统计规律以及地质勘探工作中存在的概率法则。其内容可概括为以下3个方面:①查明地质体数学特征,建立地质产物的数学模型。例如矿体数学特征是指矿体厚度、品位等标志变化的数量规律性。按其属性可划分为矿体几何特征、空间特征、统计特征和结构特征等4类。比如,尽管矿产有多种多样,但矿石有用组分品位的统计分布却服从正态分布、对数正态分布等有限的几种分布律。从它们的分布特征可以分析判断其成因特点,而且各类数学特征还具有不同的勘探效应。②研究地质作用中的各种因素及其相互关系,建立地质过程的数学模型。如盆地沉积过程的数学模型,地层剖面的计算机模拟,岩浆结晶过程的马尔柯夫链分析等。③研究适合地质任务和地质数据特点的数学分析方法,建立地质工作方法的数学模型。论文写作,C语言程序设计。例如,对于地质分类问题,可根据研究对象的多种定量指标,建立聚类分析或判别分析的数学模型,对所研究的地质对象进行分类或判别。又如针对大量的描述性的地质资料,通常可将其转化为0~1变量,建立各种二态变量的多元分析模型(逻辑信息模型、特征分析模型、数量化理论模型等),以解决地质成因分析和成矿远景预测等各类地质问题。论文写作,C语言程序设计。
1.2 数学地质的教学方法
数学地质的教学方法可概括为:①数学模型法。应用最广泛的是各种多元统计模型。例如用于地质成因研究的因子分析、对应分析、非线性映射分析、典型相关分析;用于研究地质空间变化趋势的趋势面分析和时间序列分析方法等。②概率法则和定量准则。由于地质对象是在广阔的空间、漫长的时间和复杂的介质环境中形成发展和演变的,因此地质现象在很大程度上受概率法则支配,且具有特定的数量规律性,这就要求数学地质研究必须遵循和自觉运用概率法则和定量准则。同时,地质观测结果不可避免地带有抽样代表性误差,因此对各种观测结果或研究结论都要做出可靠概率的估计和精度评价。以矿产定量预测为例,不仅要求确定成矿远景区的空间位置,而且应给出可能发现矿床的个数及规模,发现矿床的概率,查明找矿统计标志的信息量、找矿概率及有利成矿的数值区间等。
数学地质的主要研究手段是电子计算机技术,其中包括:①地质过程的计算机模拟,该项技术可以弥补物理模型法和实验地质学法的不足;②建立地质数据库和地质专家系统,以便充分发掘和利用信息资源和专家经验;③计算机地质制图;④地质多元统计计算及其他科学计算。
2数值分析的教学内容及方法
数值分析(numericalanalysis)是研究分析用计算机求解数学计算问题的数值计算方法及其理论的学科,是数学的一个分支,它以数字计算机求解数学问题的理论和方法为研究对象。为计算数学的主体部分。
2.1 数值分析的教学内容
运用数值分析解决问题的过程:实际问题→数学模型→数值计算方法→程序设计→上机计算求出结果。数值分析的教学内容包括插值法,函数逼近,曲线拟和,数值积分,数值微分,解线性方程组的直接方法,解线性方程组的迭代法,非线性方程求根,常微分方程的数值解法。论文写作,C语言程序设计。
数值分析具有如下特点:第一,面向计算机。第二,有可靠的理论分析。第三,要有好的计算复杂性。论文写作,C语言程序设计。第四,要有数值实验。第五,要对算法进行误差分析。
2.2 数值分析的教学方法
根据数值分析的特点,教学时首先要注意掌握方法的基本原理和思想,要注意方法处理的技巧及其与计算机的结合,要重视误差分析、收敛性及稳定性的基本理论;其次,要通过例子,学习使用各种数值方法解决实际计算问题;最后,为了掌握数值分析的内容,还应做一定数量的理论分析与计算练习,由于数值分析内容包括了微积分、代数、常微分方程的数值方法,学生必须掌握好这几门课的基本内容才能学好这一课程。
3C语言程序设计的教学内容及方法
C语言是一种计算机程序设计语言。论文写作,C语言程序设计。它既有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言,编写工作系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。因此,它的应用范围广泛。
3.1 C语言程序设计的教学内容
C语言程序设计主要有两方面教学内容:一是学习和掌握C语言的基本规则;二是掌握程序设计的方法和编程技巧。“规则”和“方法”即语言和算法,是本课程的两条主线,二者不可偏废其一。从一定意义上说,“方法”更重要,因为它是程序的灵魂。一旦掌握,有助于学生更快、更好地学习和使用其他的程序设计语言。
3.2 C语言程序设计的教学方法
C语言程序设计是一门实践性很强的课程,对C语言初学者而言,除了要学习、熟记C语言的一些语法规则外,更重要的是多读程序、多动手编写程序。学习程序设计的一般规律是:先模仿,然后在模仿的基础上改进,在改进的基础上提高。做到善于思考,勤于练习,边学边练,举一反三,学会“小题大做”,一题多解,这样,才能成为一个优秀的C程序员。
4瓦斯危险性预测数学地质软件的开发
瓦斯危险性预测包括瓦斯含量预测、瓦斯涌出量预测和瓦斯突出预测。在利用数学地质技术进行瓦斯危险性预测时,需要进行大量的计算工作,一般要求用计算机完成其数学建模和未采区预测工作。随着计算机软硬件和可视化技术的发展,编制高速、高效、准确、灵活、用户界面友善的数学地质预测软件,是瓦斯地质研究向定量化发展的需要。论文写作,C语言程序设计。
4.1 数学地质模型的建立
瓦斯含量预测和瓦斯涌出量预测采用回归分析建立数学模型,即通过规定因变量和自变量来确定变量之间的因果关系,建立回归模型,并根据实测数据来求解模型的各个参数,然后评价回归模型是否能够很好的拟合实测数据;如果能够很好的拟合,则可以根据自变量作进一步预测。
瓦斯突出预测采用判别分析建立数学模型,即按照一定的判别准则,建立一个或多个判别函数,用研究对象的大量资料确定判别函数中的待定系数,并计算判别指标。据此即可确定某一样本属于何类。
4.2 数学模型的求解
对建立的数学模型,采用迭代法对线性方程组进行求解,即利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。
4.3 数学地质软件的开发
采用C语言编写计算机程序,开发数学地质软件。瓦斯危险性预测软件的操作较为简便,功能较为齐全。在软件主界面菜单栏的菜单项下面,可分别进入瓦斯含量预测,瓦斯涌出量预测、瓦斯突出预测的对话框模块。在对话框里分别输入变量数据和数据文件,运行数据文件,按下详细资料或判别结果按钮,可以查看运算结果。按下预测未知单元按钮可进入预测对话框。
5结论
1)对数学地质、数值分析、C语言程序设计教学内容及方法的研究为解决地质问题提供了便利途径。
2)瓦斯危险性数学地质软件的开发较好地运用了数学地质、数值分析、C语言程序设计的理论和方法,为数学地质、数值分析、C语言程序设计的教学提供了应用实例。
参考文献:
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