C語言混合式實驗教學模式的改革與實踐

賈凌　黃晶晶

摘? 要：C語言程序設計是一門實踐性較強的課程。文章針對傳統(tǒng)C語言程序設計課程實驗教學中存在的不足，結合山東理工大學教學改革的進展情況，闡述C語言程序設計課程的實驗教學在實驗內容、實驗方式、評價方式等方面所進行的改革與創(chuàng)新。期望構建線上線下相結合、課堂內外相結合的混合式實驗教學模式，提高各專業(yè)學生的編程能力、培養(yǎng)應用型本科人才。

關鍵詞：C語言;實驗教學;教學改革;混合式教學

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）22-0097-03

Abstract：C language programming is a practical course. In view of the shortcomings of the traditional C language programming course experimental teaching，combined with the progress of teaching reform in Shandong University of Technology，this paper expounds the reform and innovation of C language programming course experimental teaching in experimental content，experimental mode，evaluation mode and other aspects. It is expected to build a blended experimental teaching mode that combines online and offline，and both inside and outside the classroom，so as to improve the programming ability of students of all majors and cultivate application-oriented undergraduate talents.

Keywords：C language;experimental teaching;teaching reform;blended teaching

0? 引? 言

隨著信息技術的發(fā)展，計算機輔助設計、人工智能、電子商務等各領域對從業(yè)者編程能力的要求越來越高，這需要高校對非計算機各專業(yè)加強程序設計課程建設，培養(yǎng)學生利用計算機解決本專業(yè)領域問題的能力。C語言是一種通用型計算機程序設計語言。它在系統(tǒng)程序、嵌入式系統(tǒng)等領域具有強大的優(yōu)勢，是絕大多數(shù)高校理工類各專業(yè)的必學通識課程，具有廣泛而深遠的影響。

以往，在山東理工大學（以下簡稱“我校”）及全國范圍內所進行的信息化教學改革，多是針對課堂教學，在一定程度上提升了教學質量，然而，對于程序設計課程而言，實踐鍛煉對于提升編程能力至關重要。2018年4月13日，教育部正式印發(fā)了《教育信息化2.0行動計劃》，這是教育信息化的再次改革和升級[1]。我校積極研究，迅速行動，對實驗教學模式進行改革。從學生實際出發(fā)，采用引領、推動、抬高的步驟，穩(wěn)步提升學生實踐能力;從實驗教學設計，到落地實施，改革長久以來形成的上機實驗模式，讓學生在實驗教學過程中活躍起來。實踐證明，改革后的實驗教學模式對提升我校理工科學生的整體編程能力、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有積極意義。

1? 傳統(tǒng)實驗教學中存在的不足

非計算機專業(yè)的C語言程序設計實驗教學往往存在以下幾個方面的不足：

1.1? 實驗內容固定

C語言程序設計是面向我校理工科各專業(yè)學生開設的計算機公共基礎類課程，在教學過程中采用統(tǒng)一的教學大綱、統(tǒng)一的實驗內容、統(tǒng)一的考試要求。“大統(tǒng)一”的教學設計有利于教育資源的公平化，但不利于以學生為中心的個性化教學需求，各專業(yè)學生做相同難度、相同內容的實驗項目，無法滿足不同專業(yè)的個別需求，而且學生容易產生畏難情緒，形成復制答案的風氣，影響學習效果。

1.2? 實驗模式單一

C語言程序設計實驗模式通常是教師布置實驗題目，學生自己編寫程序，在此期間，學生遇到問題與教師進行溝通。我校C語言課程班級編制為大班制，在實驗課程上，一位教師面對120名至160名學生，輔導工作量非常大。在教師忙于幫助學生解答問題、調試程序的同時，無法避免部分學生的自我放松，如在上課期間偷偷玩游戲、看視頻等。

1.3? 考核方式不夠客觀

我校以往的實驗考核方式為，以學生在學期中提交的實驗報告為依據(jù)，根據(jù)各實驗的準確率計分。從早期的由教師手工評閱，到后來的基于ACM競賽的OJ平臺，實現(xiàn)了自動化評測。但是，OJ平臺的評測采用最終程序運行通過即記錄滿分的方式，無法記錄步驟分，非滿分即零分的計分方式一方面缺乏區(qū)分度，一方面容易使學生產生挫敗感，不利于激勵學習。

2? 改革與創(chuàng)新措施

進行創(chuàng)新型實驗設計，對實驗教學模式進行混合式教學改革，重構實驗教學體系。具體內容包括以下方面。

2.1? 基于數(shù)據(jù)分析，認清學生實際情況

在開課之初，設計問卷調查，多角度了解學生情況，發(fā)現(xiàn)我校非計算機專業(yè)的學生絕大多數(shù)沒有編程基礎，但普遍認為學習程序設計是培養(yǎng)計算思維的有效途徑，對個人學業(yè)和未來工作具有重要意義，學生的學習態(tài)度端正，學習積極性高。

基于對學生情況的精準認識，重新編寫實驗教學大綱，重構實驗教學體系，明確了采用引領、推動、抬高的步驟，穩(wěn)步、逐步提升學生實踐能力的教學指導思想。

2.2? 改革實驗教學內容

從編程小白到編程高手，編程能力的提升是循序漸進的過程。針對我校學生的實際情況，實驗內容的設計考慮從最基本的題目開始，穩(wěn)步提升難度。共設計12大主題實驗，其中有11個驗證型和設計型實驗。題目設計先由模仿教材的引領式題目開始，再到填充部分空白的推動式題目，再到獨立編程的抬高式題目。設計多層次、多級別的實驗內容，使不同基礎的學生建立信心，逐步提升實踐能力。其中的1個綜合型實驗，設計為小組協(xié)作方式，使小組學生共同努力、共同進步。每個實驗主題都建設了實驗題庫，分類型、分專業(yè)進行題目設計，與專業(yè)相結合的個別化題目，可以幫助學生了解到本專業(yè)對程序設計的需求。

2.3? 改革實驗教學模式

非計算機專業(yè)學生數(shù)量大、個體差異大，傳統(tǒng)的大班集體上機實驗、教師輔導、課后批閱作業(yè)模式使教學效果受限。本文改革以往的實驗教學模式，借鑒浙江大學PTA程序設計類實驗輔助教學平臺與雨課堂智慧教學工具，使兩者有機結合，建立在線資源和實驗為一體的綜合性、立體化實驗課程。

在實驗課前，教師通過雨課堂發(fā)布實驗要求與線上資源，學生進行實驗準備，通過課前測試對知識點查缺補漏。教師通過雨課堂的數(shù)據(jù)匯總提前了解學生的學習狀況，以便在課前能夠及時調整實驗內容。在實驗課上，各小班借助PTA平臺和雨課堂等工具輪流進行翻轉課堂，大班利用PTA平臺進行編程實驗。我校機房為200臺計算機的大機房，分為A、B、C、D四個區(qū)域。每次實驗課，選擇一個約40人的自然教學班在A區(qū)進行翻轉課堂，其余自然班自主編程。根據(jù)程序設計實驗課程的特點，進行翻轉課堂的教學設計，方式不拘一格、多種多樣，目的是切實使學生成為學習的主體，主動探索、主動實踐、主動構建知識體系，提高創(chuàng)新能力。例如，對于驗證型實驗，先由基礎較好的學生講解，再由教師對重點、難點進行針對性講解。對于設計型實驗，先分組進行項目研討，然后邊講解、邊演練;完成之后，展示學生作品，再在組間進行學生提問、學生答疑。對于綜合型實驗，首先分組討論，形成解決方案，教師再進行評價與講解。在實驗課后，利用PTA平臺的實驗資源，鼓勵學生參加校外編程練習，通過與其他學校的橫向比較，鍛煉學生的編程能力，激發(fā)學習積極性。

例如，在學習結構體數(shù)組的知識點之后，讓學生進行一個“構建學生信息管理系統(tǒng)”的設計型實驗，混合式實驗教學模式的流程如下：

課前，教師利用雨課堂將課件、視頻、習題、實驗任務等信息推送到學生手機，并匯總學習結果。

課中，以項目驅動的方式在小班進行翻轉課堂。學生從自身出發(fā)，分析討論這項任務中的數(shù)據(jù)與操作過程中應包括的內容。學生興趣很高，求同存異，設計出多個版本的結構體類型，例如以下代碼中包含嵌套的結構體：

struct student

{

charnum[12];

char name[20];

char sex;

struct birthday date;

chardep[30];

};

并且分析出結構體與數(shù)組各自的特點，以及在本項目中的應用方式。操作方面的討論更加激烈，考慮到增、刪、查、改等方式并討論具體實現(xiàn)方法。在討論中，從程序框架到各函數(shù)的設計細節(jié)，逐步理順編程思路。學生在利用已有知識探究問題解決辦法的同時，自然會考慮到內存分配問題，進而激發(fā)了學習后續(xù)知識點“鏈表”的積極性。在完成代碼之后，選取討論過程中具有代表性的思路進行作品展示，進一步分析異同，并引申出優(yōu)化建議。

課后，一方面要求學生進行學習反思，提交實驗報告;另一方面要求學生在PTA平臺選擇一個校外實驗題目強化學習效果。

2.4? 改革評價模式

實驗教學是C語言程序設計課程的重要環(huán)節(jié)，是總成績的重要組成部分。目前的實驗評價，僅僅以實驗報告作為評價手段，難以保障真實性和公平性。改革評價體系，加強實驗教學的過程化評價，關注學生個體發(fā)展與團隊進步，科學評價學習效果。實驗成績由實驗報告、過程測試、課內成績和課外成績四個部分組成。

在實驗教學中，進行三次過程性測試，通過測試促進學習。PTA平臺能夠記錄代碼的步驟得分，即使程序代碼沒有順利通過運行，學生的努力依然能夠被認可，對學生是莫大的鼓勵，從而激勵學生持續(xù)努力。課內成績的評定以翻轉課堂中的表現(xiàn)為依據(jù)，實驗模式的改變使學生在實驗課堂上既有相互交流又有自主編程，學生思維活躍，參與度高。課外成績的評定以在PTA平臺參加的校外編程為依據(jù)，通過練習其他高校的實驗題目，提高了學生自我挑戰(zhàn)的主動性，使學生從被動編程到主動刷題，在編程中發(fā)現(xiàn)成就感。

3? 結? 論

C語言程序設計是一門實踐性很強的課程，學生必須通過有效的實踐訓練，才能在實踐中掌握理論基礎和程序設計的思想和方法，最終提高獨立設計、編寫程序的應用能力。我校進行的實驗教學改革，以學情分析為引導，以學生為主體，以提高學生編程能力為目標，加強學生的參與意識，把交流和分享作為教學的常態(tài)，構建了線上線下相結合、課堂內外相結合的混合式實驗教學模式。經過在對2018級學生教學過程中的實踐，發(fā)現(xiàn)學生對學習編程的積極性明顯提高，并且為ACM競賽輸送了優(yōu)秀生源。實踐證明，實驗教學改革對于提高我校非計算機專業(yè)學生的編程能力、培養(yǎng)計算思維能力，具有積極意義。

教學改革需要持續(xù)研究與實踐，不斷迭代，驗證短期及長期效應。教師需要具備積極應變的能力，不斷探索研究，推動教學改革，才能提高教學質量，培養(yǎng)優(yōu)秀的應用型人才。

參考文獻：

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作者簡介：賈凌（1980-），女，漢族，山東青州人，講師，碩士，研究方向：網絡與信息管理。