符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的C語言課程教學(xué)改革

羅衛(wèi)敏+王令

摘 要： 新的工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)以學(xué)生為中心，以目標(biāo)為導(dǎo)向，著重關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和效果。結(jié)合C語言課程，從通用標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)生、目標(biāo)和改進(jìn)三個方面，就學(xué)生學(xué)習(xí)困難、編程能力偏弱和教學(xué)評估趨于形式等問題，對C語言課程教學(xué)改革的思路和方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞： 工程教育； 專業(yè)認(rèn)證； C語言； 教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）02-79-03

0 引言

1989年，美英等六個國家的民間工程專業(yè)團體發(fā)起并簽署了《華盛頓協(xié)議》，在國際上為協(xié)議成員國本科工程學(xué)歷資格互認(rèn)制定了標(biāo)準(zhǔn)。教育部在2006年成立全國工程教育專業(yè)認(rèn)證專家委員會[1-2]，2012年成立中國工程教育認(rèn)證協(xié)會（籌），全面負(fù)責(zé)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，并對原有工程教育專業(yè)認(rèn)證的通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂[3]，進(jìn)一步向《華盛頓協(xié)議》認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)靠攏。

C語言課程通常是高校理工科專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程，但即使是計算機專業(yè)的學(xué)生，通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，也難以真正認(rèn)識和理解C語言，無法使用C語言程序解決現(xiàn)實的專業(yè)問題。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，如何提高C語言課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能夠在工程實踐中運用計算機編程解決復(fù)雜問題，成為當(dāng)前C語言課程教學(xué)的重點。

1 以學(xué)生為中心

新的通用標(biāo)準(zhǔn)將學(xué)生放在第一位，著重關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程和效果。在實際中，教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的接受能力，隨時關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，有針對性地化解學(xué)生學(xué)習(xí)中的畏難情緒。

1.1 計算思維的建立

計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動[4]。教師要幫助學(xué)生建立計算思維，最有效的方法是引入算法描述和程序流程圖，使學(xué)生從模糊的、主觀的問題求解轉(zhuǎn)變成具體的、客觀的目標(biāo)實現(xiàn)。

教師應(yīng)該把計算思維的建立貫穿到整個課堂教學(xué)過程中，要求學(xué)生先給出算法和程序流程圖，理清思路和步驟，然后再編程。或者提供程序，要求學(xué)生繪制程序流程圖。通過程序和程序流程圖之間的轉(zhuǎn)換，幫助學(xué)生建立計算思維。

1.2 內(nèi)存圖的繪制

當(dāng)編程結(jié)果偏離預(yù)期時，學(xué)生無法解釋原因。其中的根本在于學(xué)生機械記憶知識點，造成編程的機械性和盲目性。內(nèi)存圖反映了程序執(zhí)行的過程和結(jié)果，非常直觀地解釋程序語句的差別和影響。

建議教師在教學(xué)中盡早引入內(nèi)存圖，幫助學(xué)生從底層理解程序運行的本質(zhì)；內(nèi)存圖的繪制最好選擇黑板板書，方便學(xué)生理解程序執(zhí)行過程中內(nèi)存的動態(tài)變化；區(qū)分動態(tài)存儲區(qū)域和靜態(tài)存儲區(qū)域，幫助學(xué)生了解C語言對象的生存期；介紹內(nèi)存地址數(shù)據(jù)，提高學(xué)生對指針、函數(shù)和數(shù)組工作機制的理解。

1.3 實踐環(huán)節(jié)的改進(jìn)

實踐環(huán)節(jié)促使學(xué)生完成從知識到能力的轉(zhuǎn)換，教師要精心設(shè)計實踐課的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，使之成為加強學(xué)生實踐能力、編程能力和創(chuàng)新思維的重要途徑[5]。

教師應(yīng)該考慮學(xué)生編程的實際困難，改進(jìn)實踐環(huán)節(jié)，引導(dǎo)和推動學(xué)生逐步增強實踐動手能力。建議教師提供部分程序，要求學(xué)生根據(jù)注釋進(jìn)行程序填空或根據(jù)語句填寫注釋，幫助學(xué)生理解每條語句的作用；提供算法和流程圖，要求學(xué)生完成程序填空、程序部分編程或全部編程，或提供程序要求學(xué)生寫出算法和程序流程圖，幫助學(xué)生建立計算思維；提供典型的算法程序代碼，提出類似問題，要求學(xué)生模仿已有程序?qū)懗鲎约旱某绦颍瑤椭鷮W(xué)生熟悉和應(yīng)用典型算法。

2 以目標(biāo)為導(dǎo)向

新的專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中，要求教師和學(xué)生必須清楚專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，教學(xué)應(yīng)以目標(biāo)為導(dǎo)向。C語言課程的主要目標(biāo)就是編程求解問題，而不是考核程序設(shè)計的語法和語句。

2.1 制定階段性目標(biāo)

若只是為課程制定最終教學(xué)目標(biāo)，實際操作時最終目標(biāo)往往會出現(xiàn)偏差。建議將一個學(xué)期的教學(xué)劃分為多個階段，制定階段性目標(biāo)。階段性目標(biāo)應(yīng)考慮學(xué)生的認(rèn)知能力和編程能力，既要考察學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度，也要考察其使用當(dāng)前知識進(jìn)行編程的能力。

教師按照階段性目標(biāo)，首先在每個階段末檢視教學(xué)內(nèi)容是否按照教學(xué)進(jìn)度完成，然后根據(jù)理論課堂、實踐課堂、作業(yè)和實驗報告等方面暴露出的問題，及時調(diào)整下一階段的教學(xué)方式方法和內(nèi)容。教師應(yīng)著重關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和心理反應(yīng)，幫助其順利完成階段性目標(biāo)的既定要求。

2.2 對知識的全面教學(xué)

教師應(yīng)在傳授C語言知識點的基本概念和使用方法上，注重學(xué)生對知識點的深入理解和綜合應(yīng)用。對任一知識點，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生回答以下四個問題。

⑴ 是什么？即學(xué)生應(yīng)明白知識點的定義，幫助學(xué)生建立對知識點的初始認(rèn)識。

⑵ 怎么寫？即學(xué)生應(yīng)掌握知識點在程序中的書寫方式，幫助學(xué)生感性認(rèn)識知識點的結(jié)構(gòu)組成。

⑶ 何時用？即學(xué)生應(yīng)清楚知識點的使用時機，幫助學(xué)生提高使用C語言編程求解具體問題的應(yīng)用能力。

⑷ 會怎樣？即學(xué)生應(yīng)理解知識點的使用對內(nèi)存數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響，幫助學(xué)生理性認(rèn)識知識點的使用后果和易于出錯的原因。

2.3 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

按照課本安排教學(xué)順序，依次講解C語言語法組成，不利于學(xué)生編程能力的培養(yǎng)。例如指針和函數(shù)是重點難點，但在教學(xué)順序上靠后，學(xué)生無法充分消化理解，對學(xué)生編程求解問題的能力影響非常大[6]。

建議教師合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，盡早引入使用面廣、難度較大的章節(jié)內(nèi)容，給學(xué)生充分的時間去理解和應(yīng)用。注意調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并不是簡單將后面章節(jié)挪到前面。在教學(xué)過程中教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的知識接受能力，部分引入和講解原本后面章節(jié)的知識內(nèi)容，并應(yīng)用到程序中。

2.4 引入專業(yè)背景

除了計算機專業(yè)，其他專業(yè)的學(xué)生普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言沒有用處，面對C語言課程中的數(shù)學(xué)題目和普通應(yīng)用題目，如求水仙花數(shù)和求素數(shù)等，學(xué)習(xí)興趣必然縮減，教學(xué)效果無法提高。

建議教師考慮所授班級的專業(yè)背景，精心組織教學(xué)范例和題目。引入專業(yè)背景并不需要教師專門研相關(guān)專業(yè)知識，C語言課程屬于基礎(chǔ)課程，教師只需要使編程與專業(yè)問題產(chǎn)生聯(lián)系，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣即可。

3 持續(xù)改進(jìn)

專業(yè)認(rèn)證要求對教學(xué)過程有良好的質(zhì)量監(jiān)控機制，可以對學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤和評估，根據(jù)評價及時調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，保證培養(yǎng)目標(biāo)不偏離。

3.1 教學(xué)評估

課程的教學(xué)評估可分為學(xué)期階段性評估和學(xué)期總結(jié)性評估兩類。通過學(xué)期階段性評估發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題并及時改進(jìn)，避免偏離課程教學(xué)大綱既定目標(biāo)。通過學(xué)期總結(jié)性評估，總結(jié)課程期末考核暴露出的問題和教學(xué)目標(biāo)的完成情況，避免偏離專業(yè)培養(yǎng)方案既定目標(biāo)。

教學(xué)評估考察教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，主要評估以下兩個方面。

⑴ 教學(xué)內(nèi)容：評估教學(xué)內(nèi)容是否符合教學(xué)大綱要求；檢查教學(xué)進(jìn)度表確保當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容符合進(jìn)度規(guī)劃；評估教案的編寫是否規(guī)范合理；評估課件的編寫規(guī)范和使用效果。

⑵ 教學(xué)效果：評估學(xué)生對理論知識的掌握程度；評估學(xué)生對教師教學(xué)方式方法的認(rèn)可程度；檢查學(xué)生理論作業(yè)和實驗報告的完成和批改情況；評估學(xué)生實踐能力情況。

評估人員構(gòu)成應(yīng)包括院校兩級教學(xué)督導(dǎo)團、教研組、承擔(dān)同一課程教師和學(xué)生。建議以參與課程教學(xué)的教師和學(xué)生為主，全面評估教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果，以院校兩級教學(xué)督導(dǎo)團為輔，主要評估教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果中的作業(yè)情況。評估后形成評價，于網(wǎng)上公布，便于教師及時調(diào)整教學(xué)方式方法和內(nèi)容，學(xué)生及時修正學(xué)習(xí)方法和進(jìn)度。

3.2 教學(xué)改進(jìn)

教學(xué)評價發(fā)布之后，教師和學(xué)生都應(yīng)該認(rèn)真對待評價中反映的問題，否則之前所做的教學(xué)評估和評價毫無意義。

根據(jù)學(xué)期階段性評估得到的評價，教師除了調(diào)整教學(xué)方式方法和內(nèi)容外，還應(yīng)該針對學(xué)生學(xué)習(xí)上的問題，及時完善教學(xué)指導(dǎo)和心理輔導(dǎo)。學(xué)生應(yīng)調(diào)整學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)狀態(tài)，對上一階段掌握不好的內(nèi)容進(jìn)行鞏固。

學(xué)期總結(jié)性評估得到的評價，主要是讓教師在學(xué)期授課結(jié)束后，認(rèn)識總結(jié)性評價所發(fā)現(xiàn)的問題，汲取經(jīng)驗。教師應(yīng)以學(xué)生為中心，以目標(biāo)為導(dǎo)向，全面對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、教案和課件進(jìn)行整改，為之后的課程開設(shè)做好準(zhǔn)備。

3.3 改進(jìn)的有效性和持續(xù)性

教學(xué)過程有了評估和評價，教師和學(xué)生必須隨之進(jìn)行改進(jìn)，從而保證教學(xué)改進(jìn)的效果和連續(xù)，這必然需要依靠學(xué)校制定相關(guān)政策作為支撐，在制度上保證教學(xué)評估和教學(xué)改進(jìn)可以持續(xù)地開展。

具體措施包括：每學(xué)期教師提交教學(xué)進(jìn)度表時，必須附帶上屆的教學(xué)進(jìn)度表和學(xué)期總結(jié)性評價，審核教學(xué)進(jìn)度的變化和改進(jìn)；每次評估應(yīng)該結(jié)合上次評價結(jié)果和當(dāng)前教學(xué)狀態(tài)進(jìn)行開展，防止評價流于形式；開展隨機的階段性實踐考核，考查學(xué)生對已學(xué)內(nèi)容的掌握程度和運用能力；通過各種渠道收集反饋信息，如隨機選取學(xué)生談話、問卷調(diào)查等，考察教學(xué)改進(jìn)的實際情況。

4 結(jié)束語

工程教育專業(yè)認(rèn)證不僅對高校教學(xué)質(zhì)量提出高標(biāo)準(zhǔn)要求，也對高校提出了新的教學(xué)發(fā)展思路。幫助學(xué)生建立計算思維，能在實際工程問題中利用計算機進(jìn)行求解，是C語言課程的教學(xué)目標(biāo)。本文結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證新的通用標(biāo)準(zhǔn)和C語言課程的教學(xué)，從學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)和持續(xù)改進(jìn)三個方面探討C語言課程教學(xué)改革的方法和措施，希望能拋磚引玉，引起同行關(guān)注和探討，共同提高C語言課程教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)（Reference）：

[1] 吳啟迪.我國工程教育的改革與發(fā)展[J].中國高等教育評估，

2007.4：3-7

[2] 孫康寧，傅水根，梁延德等.淺談工程實踐教育中的問題、對策

及通識教育屬性[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011.9：17-20

[3] 中國工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn).http：//ceeaa.heec.edu.cn/

column.php？cid=17.

[4] Jeannette M.Wing.Computational Thinking[J]. Communi-

cations of the ACM，2006.49（3）：33-35

[5] 丁海燕，鄒疆，邱莎.C語言實驗教學(xué)體系及改革措施[J].實驗

技術(shù)與管理，2010.27（11）：179-181

[6] 王鵬遠(yuǎn)，蘇虹.高校非計算機專業(yè)C語言教學(xué)改革與實踐[J].

計算機教育，2011.2：15-18