面向創新能力培養的《C語言程序設計》課程教學改革研究

曹健 張澤梁 張滴石 王珊珊 高靜 王寧

摘 要：為了在《C語言程序設計》課程教學中有效的培養學生的創新能力，本文將MOOC學習、計算思維和過程化評價等融入課程的教學中，提出了一套面向創新意識和能力培養的課程教學改革方案，有效的提高了學生分析問題和解決問題的能力，為該類課程教學改革提供新的思路。

關鍵詞：程序設計;創新能力;MOOC;計算思維;過程化考核

1 緒論

深化高等學校創新創業教育改革，成為推進高等教育綜合改革、促進高校畢業生更高質量就業的重要舉措。在當前“大眾創業、萬眾創新”的熱潮下，如何有效提升大學生的思維層次，培養他們的創新能力，成為我國高等教育教學改革研究的一個重要內容。學生創新能力的培養需要長期根植于整個大學期間的課程學習過程中，尤其是與大學基礎教育相結合，在大學生的基本素養和專業技能尚未成型時，鍛煉他們的創新思維和創新能力，才能較好的實現創新創業人才培養目標。[1]

《C語言程序設計》課程是國內本科院校針對非計算機專業的理工科一年級學生開設的公共課程，具有較廣的受眾面。[2]該課程通過分析、編寫和調試程序能夠有效的培養學生分析問題和解決問題能力，對于拓寬思維具有重要作用，該課程是培養學生創新能力和綜合素質的重要平臺。因此，研究如何將創新能力的培養深度融入理工類本科各專業《C語言程序設計》課程教學中，具有較強的必要性和迫切性。

2 C語言程序設計課程教學現狀

經過多年的教學改革和實踐，該課程在各高校取得了較好的教學效果，但在實際教學中，依然普遍存在如下幾個方面問題：

（1）由于C語言語法靈活，所需掌握的細節概念非常龐雜，學生的層次不一，在有限的學習時間內只能疲于應付語法的學習，動手能力和創新思維能力的培養不夠充分。

（2）大多數學生只能機械式學習，對講授過的語法規則進行重復性的驗證模仿，學生主動探索的興趣不夠濃厚，學習效果不佳。

（3）課程的考核方式主要以期末考試為主，對應用所學知識解決問題和創新能力的重視不夠;期末考核多在總評中占比較大，又使得一些學生不注重平時的學習，只是臨近期末時，突擊復習準備考試，不利于對所學知識的掌握。

（4）就大學畢業生而言，其創新創業觀念不強，創新思維水平和解決實際復雜工程問題的能力還有待提高。

因此，急需對程序設計課程進行教學改革，將創新能力的培養融入《C語言程序設計》課程中，增強學生的動手能力，達到為后續專業課程學習和將來創新創業項目的開展奠定基礎，并提升創新型人才培養質量的目標。

3 C語言程序設計課程教學改革實踐

3.1 基于MOOC的理論教學模式研究

鼓勵和引導學生利用MOOC等資源先期自主學習C語言基礎語法，總結已懂的知識和不懂的問題，教師以問題為導向，利用課上時間引導學生完成教學案例的分析和問題求解，從而提升學生學習的主動性和學習興趣，更好的鍛煉學生的創新能力和綜合素質。在理論教學中，教師課前布置語法知識點讓學生在課外學習;在課堂上，教師首先對學習難點及學生普遍存在的問題進行統一講解，然后組織設計性的實踐題目讓學生進行小組討論和協作開發，逐步引導學生創新解題思路。例如，讓學生在線學習如何定義數組、如何初始化數組、如何引用數組元素等。而在課堂教學階段主要講解數組語法規則的注意事項以及傳授編程技巧，組織學生通過小組協作，設計并實現一種排序算法，讓學生在實踐中鞏固基礎語法，逐步引導學生尋求多種解決方案，增強學生分析問題、解決問題和創新能力。

3.2 思維驅動的實驗教學模式研究

在實驗教學中探索以“計算思維為指導、項目實例為主線”的模式，通過設計具有層次化、趣味性和挑戰性的題目，激發學生的學習興趣，潛移默化的加深學生對計算機如何進行問題求解的理解，加強學生在編寫和調試程序中獨立分析和解決問題的能力以及創新思維能力。[3]思維驅動的實驗項目包括驗證性實驗和綜合性實驗兩部分。驗證性實驗難度較低，讓學生通過修改和仿寫代碼迅速獲得成功，如下圖所示，教師啟發學生編寫出圖（a）形狀程序，然后讓學生通過修改代碼編寫出圖（b）以及圖1（c）形狀程序。綜合性實驗可以選擇經典的游戲和算法，如貪吃蛇等小游戲，在每次授完相關知識點以后，讓學生自由選擇喜歡的題目，組成小組協作進行學習，最終共同完成項目。

驗證性實驗項目案例圖

3.3 過程化考核評價體系的構建

在考核評價環節探索過程化的考核模式，將過程評價和期末評價相結合，運用出勤考查、隨堂考核、實驗作業和綜合項目等多種考核方式，促進學生在學習的過程中對知識的積累和掌握，使考核成為提高學生學習積極性、測量學生學習和創新能力的有效手段。在本課程第一次上課時，教師將考核方案向所有學生介紹，在教學過程中，及時將每一次考核結果記錄起來，在學期末予以公布，公正客觀地評定平時成績，破除“高分低能”的弊病。

4 課程教學改革的實效

由于新的教學模式更加注重平時的學習和考核，這也使得學生在教學過程中能夠與教師一起參與到教學中來，對于一些基本內容和容易理解的基本知識點，學生通過MOOC自學并在課堂上進行講解，一些綜合性的設計題，學生可以通過查閱資料小組合作完成。此外，教學改革后在每一節課程中都可能會有納入期末總成績的測試，使得學生注重平時每一節課程的學習，在出勤率、課前預習和聽課的質量以及課堂氣氛等方面都得到了提升。

參考文獻：

[1]王鑫.創新創業教育的問題分析及對策[J].教育觀察，2017，6（5）.

[2]王丹，王冬梅.基于CDIO理念的程序設計基礎教學研究[J].北華大學學報（社會科學版），2015，16（5）：158-160.

[3]鄭冰，寧鵬飛.基于 JiTT 模式的 C 語言教學中計算思維的培養[J].計算機教育，2018，10：101-105.