C語言程序設(shè)計(jì)課程的PBL研究性教學(xué)探討

◆王巖 盧曦 陸盈

作者：王巖、盧曦、陸盈，南通理工學(xué)院講師，研究方向?yàn)閮?yōu)化計(jì)算技術(shù)（226002）。

1 前言

C語言是程序設(shè)計(jì)人員必須掌握的一種語言，在培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)人才中都起著非常重要的作用。因此，該課程的教學(xué)方法和模式也一直為許多教學(xué)工作者所探討，并且許多學(xué)校都開設(shè)了C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)，并將它作為主干課程。

2 C語言程序設(shè)計(jì)課程的特征分析

C語言程序設(shè)計(jì)不僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，也是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)課程，是一門集理論與應(yīng)用于一體的課程，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和發(fā)展性。C語言程序設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍較為廣泛，可以作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，也可作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言，同樣可以作為單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工具。通過這門課程的學(xué)習(xí)，重要的是要提升學(xué)生解決實(shí)際問題的方法和技能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思考和設(shè)計(jì)程序的能力，鍛煉他們的邏輯思維能力。課程重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐編程和上機(jī)，課程的考核方式主要采用編程和程序調(diào)試，教學(xué)中以激發(fā)與鼓勵(lì)為主，讓學(xué)生勤動(dòng)腦、多動(dòng)手，在實(shí)踐學(xué)習(xí)過程中不斷完善理論基礎(chǔ)知識(shí)，提高實(shí)踐技能。通過長期的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)C語言程序設(shè)計(jì)課程的講授適合開展啟迪式和探究性教學(xué)。

3 基于PBL的研究性教學(xué)模式

1）研究性教學(xué)是教師通過指導(dǎo)學(xué)生選擇和確定與學(xué)科相關(guān)的專題進(jìn)行研究，使學(xué)生在獨(dú)立的主動(dòng)探索、主動(dòng)思考、主動(dòng)實(shí)踐的研究過程中，吸收知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問題、獲取新穎的經(jīng)驗(yàn)和表現(xiàn)具有個(gè)性特征的行為，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一種實(shí)踐活動(dòng)，是一種現(xiàn)代型的教學(xué)方法[1]。這里的研究不是脫離教師指導(dǎo)，而是指根據(jù)學(xué)科和學(xué)生知識(shí)廣度的差異，激發(fā)所有學(xué)生都參與到學(xué)習(xí)中來，提高學(xué)生解決問題的能力。一般說來，研究性教學(xué)與接受性教學(xué)是兩種相對(duì)應(yīng)的教學(xué)方式，接受性教學(xué)方法通常可以在較短的時(shí)間內(nèi)通過大信息量的傳遞，讓學(xué)生掌握到最需要的知識(shí)，可在一定程度上提高教學(xué)效率。而研究性教學(xué)與接收性教學(xué)有所不同，其具有一些后者不具備的內(nèi)涵和特性，在高校教學(xué)中有較好適用性。

2）PBL是一種以問題為基礎(chǔ)，以課程設(shè)計(jì)為主，以學(xué)生為本的教學(xué)方法，近年來得到許多教育工作者和學(xué)者的關(guān)注。文獻(xiàn)[2]提出利用研究性教學(xué)進(jìn)行C語言程序課程的實(shí)踐，并給出了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而對(duì)學(xué)科進(jìn)行比較深入的探究；文獻(xiàn)[3]討論了研究性教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，為研究性教學(xué)方法的應(yīng)用提供指導(dǎo)；文獻(xiàn)[4]把科學(xué)素養(yǎng)等元素融合到教學(xué)當(dāng)中，旨在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，并提出了一種研究性教學(xué)的基本架構(gòu)；文獻(xiàn)[5]給出了一種小組討論和教師指導(dǎo)相結(jié)合的PBL教學(xué)方法，在注重知識(shí)傳授的同時(shí)著力培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造能力；文獻(xiàn)[6-7]給出結(jié)合PBL方法進(jìn)行C語言程序課程教學(xué)，并針對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的使用和教學(xué)改革提出相應(yīng)的方案。

3）基于PBL的C語言程序設(shè)計(jì)課程研究性教學(xué)模式是一種啟發(fā)型的教學(xué)法，目的是讓學(xué)生能夠自主地從解決問題的方法中學(xué)習(xí)到知識(shí)的內(nèi)容，主要流程是：教師根據(jù)課程情況設(shè)計(jì)問題→組織學(xué)生參與→啟發(fā)學(xué)生解決問題→成果展示→總結(jié)研討。在實(shí)施過程中需要教師把握學(xué)生的“代入感”，鼓勵(lì)學(xué)生一起參與；也需要教師在設(shè)計(jì)問題時(shí)不能太難或太易，否則可能打消學(xué)生解決問題的積極性，或者可能削弱學(xué)生的興趣；同時(shí)需要同學(xué)生有固定的聯(lián)系通道，以便及時(shí)處理整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中遇到的問題；而且需要教師不斷拓展自己的知識(shí)面，繼續(xù)提高自己的知識(shí)水平和教學(xué)水平。

4 C語言程序設(shè)計(jì)課程的PBL研究性教學(xué)實(shí)踐及結(jié)果分析

基于PBL的研究性教學(xué)模式示意圖 基于PBL的研究性教學(xué)模式按照流程可分為開始階段、開展階段和評(píng)估階段三個(gè)階段，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)可分為提出問題、分析問題、解決問題、結(jié)果評(píng)估四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)是遞進(jìn)關(guān)系。實(shí)施過程中，首先要根據(jù)授課情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每一組成員在6～8人，實(shí)行組長負(fù)責(zé)制，由組長負(fù)責(zé)分配協(xié)調(diào)組成員的具體工作，教師只是對(duì)每一個(gè)組分配任務(wù)；其次，選擇合適的課題供學(xué)生探討，課題的來源多樣，如教材、參考資料或者互聯(lián)網(wǎng)資源等，授課之前需要根據(jù)不同學(xué)生（本科和專科）修訂課題；再次，要講解和分解課題的任務(wù)，并制定課題的總目標(biāo)；此外，要激發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)課題任務(wù)進(jìn)行探索，利用各種資源找到解決問題的途徑，如互聯(lián)網(wǎng)、圖書館、同學(xué)、家長等資源；最后，為避免學(xué)生之間的抄襲或小組成員懶惰情況，需建立完整的考核體系，如筆試、編程、作業(yè)和實(shí)訓(xùn)答辯等，在考核的時(shí)候展示和評(píng)價(jià)每個(gè)小組的課題研究成果。

在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，每個(gè)小組就是一個(gè)小團(tuán)隊(duì)，他們之間既相互獨(dú)立又相互合作，還可以將進(jìn)展情況或者遇到的困難反饋給指導(dǎo)教師，而教師則起指導(dǎo)和輔助的作用。這在一定程度上緩解了學(xué)生人數(shù)眾多、教師工作量劇增的壓力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。基于PBL的研究性教學(xué)模式示意圖如圖1所示。

圖1 基于PBL的研究性教學(xué)模式示意圖

教學(xué)效果 為檢驗(yàn)C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)效果，在任課的兩個(gè)班級(jí)中（外包111班、外包112班）抽取了32人進(jìn)行分組，每組8人，并對(duì)這些學(xué)生采用基于PBL的研究性教學(xué)模式，授課時(shí)間為2013年下學(xué)期。具體的實(shí)施過程分為三個(gè)階段。

1）開始階段，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特征（根據(jù)不同班級(jí)往年的平均成績），進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備，按授課順序選擇相應(yīng)的課題，并對(duì)課題進(jìn)行集中講解。

2）開展階段，鼓勵(lì)學(xué)生利用各種資源進(jìn)行課題探索，并及時(shí)解答學(xué)生反饋的實(shí)際問題。

3）評(píng)估階段，對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。其中教學(xué)實(shí)施階段采取由課堂學(xué)習(xí)、課后學(xué)習(xí)、定期討論等多環(huán)節(jié)所組成的立體化方式開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。

學(xué)期結(jié)束后外包111班的平均成績?yōu)?0.4，外包112班的平均成績?yōu)?3.5。采用基于PBL的研究性教學(xué)模式的四組學(xué)生的成績?nèi)绫?所示。由表1可知，每個(gè)小組的平均成績都大于所在班級(jí)的平均成績，其中從外包111班抽取的第2組平均成績比班級(jí)平均成績高了5.2分，從外包112班抽取的第4組平均成績比班級(jí)平均成績高了5.6分。由此可見，在2013年任課的兩個(gè)班級(jí)中實(shí)施基于PBL的研究性教學(xué)模式取得較好效果，不僅提高了平均成績，而且上述32名學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有很大程度的提升。

表1 2013年下學(xué)期兩個(gè)班級(jí)教學(xué)效果對(duì)比

5 結(jié)論

以C語言程序設(shè)計(jì)為視角，結(jié)合目前PBL教學(xué)方法和研究性教學(xué)模式的成果，給出課程的PBL研究性教學(xué)模式示意圖，對(duì)課程的PBL研究性教學(xué)進(jìn)行深刻探討，并根據(jù)兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的期末成績進(jìn)行方法驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明，基于PBL的研究性教學(xué)模式有助于提高學(xué)生的成績和學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新精神。■

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