基于物联网应用的《C语言程序设计》教学模式研究

【摘要】 物联网是信息技术的最新发展发向，C语言程序设计又是物联网相关专业中的基础课，在物联网中的应用广泛，本文结合所任教的技工院校学生特点，在分析了C语言教学中存在的问题后，对C语言的教学模式进行了探讨，提出了以突出德育教学特点的案例教学法，任务驱动教学法，以及微课教学法。

【关键词】 物联网 C语言程序设计 案例教学 任务驱动 微课

物联网是物理世界和虚拟世界的相互沟通和联系，而两者沟通的桥梁则是计算机语言，物联网涉及的程序控制都需要通过计算机软件来实现，因此需要在使用端设计相应的软件来供人们操作使用[1]。而C语言又是应用最广泛的程序设计语言，可以说是其不可缺少的环节。

一、C语言在物联网中的应用

C语言是物联网相关专业的基础课程，一般开在第一学期或者第二学期，是对学生计算机基础语言的普及。

C语言在物联网中的应用非常广泛，比如传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，传感技术的核心即传感器，它是负责实现物联网中物与物、物与人信息交互的必要组成部分。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定规则变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示和控制等要求，是实现自动检测和自动控制的首要环节。形象的来说，传感器就像人的五官一样，可以用来感知环境的变化，获取信息。目前，传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产以及人民生活等各个领域中，例如我们常看见的自动门、烟雾报警器、数码相机、电子秤、水位报警器等等，都是采用了传感器来感知周围环境的变化，从而实现相应的控制。而传感器的应用，则少不了C语言的作用。基于嵌入式C语言的编程实现的解析器，应用于传感器的识别上。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据通过C语言编辑的程序进行决策，通过改变对象的行为对数据进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度、根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。

通过分析C语言在当今前言技术物联网中的应用，可以让学生了解C语言的重要性和实用性，知道学习这门课程有什么用处和前景。从而激发学生的学习兴趣和学习动力。

二、C语言教学中目前存在的问题

C 语言程序设计是工科类专业入门级计算机语言课，其前期知识铺垫只有计算机基础，但是却涉及很多概念，语法结构也较复杂枯燥，学生学习起来难度较大。传统的C 语言教学，教学方法单一，一般以语法知识为主线组织教学，侧重于C 语言语法知识的传授，缺少对算法设计的练习，学生课堂参与度较低，遇到问题后不知道如何建立起程序模型，更不会转化为C 语言程序代码了[2]。本文结合所任教的技工院校学生特点来有针对性地分析问题。技工院校的学生基础较差，很多学生学习是为了应付考试，部分家长也认为只要学生能顺利拿到毕业证书既可，对学生能学到多少技能知识不报太大希望。这种形式下，课堂上能听懂和编写程序的同学不多，很多同学都是机械式地记笔记，死记硬背地记程序代码，根本不去思考算法设计和程序代码的编写，无论是讲授理论还是学生自己上机实践，大部分学生的学习心态都是被动式学习。在时代不断发展的当下，针对目前的教学现状，急需探讨新的教学模式提高学生的学习兴趣和动力。

三、突出德育教育特性的教学模式

3.1结合生活实例，引入生活哲理，采用案例教学法

案例教学是一种将理论与实践相结合，把抽象的问题具象化和生活化，让学生能通过知识迁移学习和理解C语言中的语法知识，并且师生间可以互动的一种教学模式。采用案例教学法，教师依据教学大纲中的教学目标，结合社会和生活中的实例，经过统筹规划，重新组织安排，设计出学生能够理解的案列，再组织学生一起在课堂上讨论和分析案列，对结果进行推理，然后想出自己解决问题的办法和和手段[3]。在讨论和问题解决过程中，可以给学生看一些生活案例中涉及到的生活哲理，这些哲理故事不仅能引起学生的共鸣，还会加深他们对教学案例的印象。起到很好的知识迁移作用。这样不仅使学生能很好地理解理论知识，锻炼动手能力，还能让他们的职业素养得到提高，让学生养成较好的逻辑思维方式和良好的编程规范习惯，提高学生的学习兴趣和德育素养。在讲课过程中，经常举一些与实际生活相关的事例，以精选出的程序实例为中心，把学习的重点放在具体实例讲述上，并引导学生自己去思考解决方案，从主观上让学生感受到成就感，从而保持他们的学习兴趣[4]。整个教学过程中强调学以致用，在应用中学习，从而避免了枯燥、繁杂的理论说教，不仅增强了学生的学习积极性，而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力也大有帮助。

3.2采用任务驱动教学法，插入适当的生活教育片段

任务驱动教学法，是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，是指教师将教学内容设计成一个或多个具体任务，力求以任务驱动，以某个实例为先导，进而提出问题，引导学生思考，让学生通过学与做掌握教学内容，达到教学目标，培养学生分析问题和解决问题的能力[5]。

它转变了传统的灌输式教学，以一个个的任务为教学载体呈现给学生来实践，更具有协作性、互动性。在这种教学模式下，教师把任务当作传授知识的主线[6]。

比如在讲解选择结构程序设计时，就可以采用任务驱动法来进行。首先通过引入生活中都熟悉的交通信号灯，红灯停，绿灯行，人们要根据信号灯给出的信号进行判断，根据判断的结果做出相应的动作。告诉学生C语言中的选择结构就是根据条件去执行相应的语句，语句的执行顺序会根据选择条件来变化。在C语言程序中也可以完成这样的判断操作，使用的就是if语句。if语句的功能就像判断路口信号灯一样，根据不同的条件判断是否进行操作。通过交通信号灯引入选择结构程序设计，学生就容易接受和理解。同时在这个环节引入电动车闯红灯交通事故频发的视频，播放给学生观看，通过触目惊心的画面使学生加强交通安全意识，在学习技能知识的同时，把日常生活教育也渗透进去。

接下来，在讲解if语句的三种结构和功能时，就可以通过三个任务的交通信号灯案例来开展：首先定义一个变量s表示交通信号灯的符号。s ==1；表示绿灯亮；s ==1；表示红灯亮；其他情况表示黄灯亮。

①任务一：仅对绿灯做出操作，不考虑其他情况编写程序，可通过单分支结构if语句来实现。

②任务二：完善信号灯既有绿灯又有红灯的操作。可用两个if语句来实现红灯停绿灯行的程序功能；只需要在原来程序的基础上增加一个程序语句既可，if（s==0） printf（“红灯亮，请等待。＼n”）；

③任务三：完善信号灯有红绿黄三种情况下的功能。可用多分支结构if…else if语句来实现红灯停绿灯行和黄灯等待的程序功能。在这个任务中，如果有的同学照猫画虎地，继续在原有程序基础上添加else printf（“黄灯亮，请准备通行。＼n”）；程序编译没有错误，也能运行出来，但是在输入不同的值时，会发现程序存在问题。输入1时，会有两个输出结果。这时候通过修改程序语句，就可以让学生更深刻地体会else if语句的用法了。

通过逐渐完善三个交通信号灯的任务，层层递进地引导学生掌握选择结构程序设计的方法和思想，把单调的语法规则融入到生活实例中，可以极大地提高学生的学习兴趣和主动性。最后，再用数学中的分段函数作为任务，让学生自己去编写选择结构程序实现分段函数，通过任务驱动，强化了知识运用能力。

3.3采用微课教学法，培养学生自主学习能力

C语言不只是语法和规则比较繁杂，而且是一门对实践操作要求比较高的学科，很多学生在课堂上往往还没弄懂所学的知识点，就要上机操作，于是上机时大部分同学都是在观望，为了应付老师检查，他们就等个别接受能力比较好的同学编写好程序代码后，利用群共享或者用手机传送程序代码照片，照本宣科地抄一遍，根本不去思考如何完成。

将一些经典案例制作成微课，并给学生共享后，课堂上没有听明白的学生可以打开微课自行研究学习。小而精是碎片视频的特色，每个视频的时长约在10-15分钟以内。视频虽小，却是一个个独立的完整的知识点。小课程的教学过程十分完整，有引入，有生动的教学过程，有小结。重在逐个击破教学中的重难点，达到吸引学生注意力，掌握知识点的目的。学生们可以自主选择学习内容，优秀学生和能力较差的学生在学习时不再感到厌倦和盲目，目标明确，达到因材施教的目的。让知识点在学生的自主学习中完成掌握。学生在榜样的带领下，自然比老师灌输的效果要强得多[7]。

学生是教学的主体，将更多的课堂时间交给学生，努力营造一种主动参与和主动探究学习的氛围。教师事先将要讲授的核心内容录制成微视频，结合多媒体课件和课程任务，让学生课前学习。在课堂中结合知识的实际应用，大家一起研讨解决问题。可以让学生走上讲台，分享小组学习成果和相关经验，解答老师和其他同学提出的问题。学生通过讲课，口头表达和语言沟通能力也会得到提高[8]。这种教学模式还能提高学生的自主学习能力，自主学习能力在学生进入社会后也是一项重要的技能，知识需要不断地更新，没有自主学习能力就很难在业务上有所提高。

总结：本文首先分析了C语言程序设计这门课程在物联网中的应用，突出了该门课程的实用性。针对所任教的技工院校当前C语言教学中存在的问题，提出了以突出德育教学为特色的三种教学模式：案例教学法、任务驱动教学法和微课教学法。案例教学能够让学生通过知识迁移法，把C语言中抽象的理论知识具象化，加深理解和运用。案例中穿插一些哲理故事还能吸引学生注意力，起到德育教育的作用；任务驱动教学法通过布置任务，能让学生逐渐地体会和掌握所学内容，同样在这中间可以选取相关有教育意义的内容展示给学生，起到潜移默化的作用。微课教学法除了可以提高学生学习兴趣外，还可以让学生的自学能力得到锻炼。

参 考 文 献

[1]孟洁，王玲风，卢小华.物联网课程体系中的C 语言教学模式建设分析[J]. 通讯世界，2016（5）：264-265.

[2]张墩利.网络技术特色的机电专业C语言教学改革与实践[J]. 科技视界， 2015（25）：46.

[3]甄华. C 语言案例教学模式在高职教育中的探讨[J].技术论2015（8）坛，55-59.

[4]徐东，祁薇，刘海见.《C 语言循环结构》课程教学设计研究[J].软件导刊，2014（6）：154-156.

[5]张颀.任务驱动教学法在C 语言教学中的应用研究.软件导刊，2014（12）：196-197.

[6]李丽亚，刘海静 《C 语言程序设计》教学模式的研究与探索 电子制作，2015（4）：112-113.

[7]朱鸿鹏. 翻转式课堂在C语言教学中的应用研究[J]. 山东工业技术， 2015（18）：294-295.

[8] 张丽华，叶利华.基于微课程的C语言程序设计教学改革探索[J]. 计算机教育，2014（6）：48-52.