面向“新工科”的線上線下交叉融合模式教學方法研究
——以C語言程序設計課程為例

胡烈艷 李 聰

武漢城市學院，湖北 武漢 430075

為適應新的科技革命、產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟發(fā)展，國務院提出了新工科的概念，在課程建設中應主動服務國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，加快工程教育的改革創(chuàng)新，培養(yǎng)出一批綜合性、創(chuàng)新性的卓越技術人才。同時，新工科建設的提出不僅加速了高等學校專業(yè)建設的改革步伐，也進一步使新的教學理念、教學手段和教學模式在不斷嘗試、創(chuàng)新和完善。

武漢城市學院從2003年開始課程建設工作。已積累了多種教學資源，并形成課件庫、試題庫和案例庫；為符合學校應用型人才培養(yǎng)要求，2014年增加了課程學時，加強了實踐教學比例；2017年引入“超星學習通”創(chuàng)建了SPOC線上線下混合式教學平臺，2019年依托湖北高校課程共享聯(lián)盟開展了線上線下混合式教學。通過在線課程與線下教學的結合，學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和計算思維能力都有了較大的進步。

其中C語言程序設計課程在信息化教學中也取得了一定成績，但對于這類實踐性較高的課程，學生對課程知識的理解和動手實踐操作應該是線上教學應該關注的重點。而實際上，學生在自主在線學習過程中，由于缺乏有效管理，教師無法了解學生的實際學習情況，也忽視了對學生實際動手能力的培養(yǎng)和計算思維能力的訓練。因此，本文從教學內(nèi)容、教學資源、教學模式以及考核方式四個方面對C語言程序設計課程進行改革研究，多方面多維度地從教學過程和產(chǎn)業(yè)過程中進行交叉融合，更加關注C語言程序設計的基本方法和編程技巧的講解；培養(yǎng)學生養(yǎng)成程序設計的思維能力、解決問題的靈活思維方式以及較強的動手實踐能力，鍛煉學生利用計算機和程序設計來解決問題，為程序設計類課程的改造升級探索有效路徑。

一、交叉融合教學模式

課程使用的線上線下交叉融合教學平臺為“超星學習通”，為解決目前在C語言程序設計課程線上學習以及傳統(tǒng)教學中的難題，首先，需要在“教”上面下功夫，增強課程的趣味性，從而提高學生學習程序設計的興趣，“精”選內(nèi)容，使課程的教學內(nèi)容有趣化、多樣化、形象化。把C語言程序設計的教學重點和教學難點分散在生動形象的精選案例中，因此在此次研究中將融合教學模式從四個方面進行設計，最終提高學生工程實踐能力和實際應用水平。

（一）教學內(nèi)容改革

C語言程序設計課程為大一開設的課程，他們大多沒有任何程序設計基礎，只有通過生活中的例子分析來逐漸引導提升思維模式轉(zhuǎn)變；且對于英語水平較差的，我們需要對一些常用到的單詞結合程序進行解釋清楚；再者，本課程為實踐應用型課程，需要著重培養(yǎng)學生的動手能力和編程思維，讓學生養(yǎng)成以程序設計的思維方式解決問題，掌握程序設計的基本步驟和方法，熟悉常用的編程技巧，學會上機調(diào)試的整個過程，通過課程學習解決部分實際案例，培養(yǎng)其計算思維能力。結合新工科人才培養(yǎng)目標和學生的實際，對C語言程序設計課程的教學內(nèi)容進行如下設計［2］，見表1。

表1 C語言程序設計教學內(nèi)容設計

（二）線上資源優(yōu)化

要實現(xiàn)線上線下和交叉融合和同步教學，需對平臺資源進行優(yōu)化和整合。整體分為三大步驟：

制作教學資源。視頻精細化，根據(jù)教學大綱，針對52個知識點設計了教學微視頻，上傳到本門課程的教學平臺學習通，課前微視頻主要講解基礎內(nèi)容，每個視頻基本都是在10分鐘左右，內(nèi)容盡量簡單易懂，讓學生可以很好地預習基礎知識。

組織教學資源。每個視頻后都設計有相關知識點的過關測試，主要有選擇、程序改錯、程序填空，豐富題庫資源，在課后練習中可直接引用題庫里面的習題。

設計教學活動。習題練習中，客觀題部分主要用于檢驗學生基礎知識的掌握情況，如判斷、選擇題等，由系統(tǒng)自動評分，減少教師的工作量，評分結束后，學生可查看每個題目的詳細解題思路，主觀題部分，如程序閱讀、程序設計等主要檢驗學生實際動手能力和計算思維能力，此部分由教師進行線上批閱，從而了解每個學生對知識點的理解情況，以及解決問題的多樣性和創(chuàng)新性。

（三）線上線下教學組織

交叉融合教學模式，將教學活動主要分為三個部分［3］。

1.課前——“教師導學，學生預習”。在“學習通”發(fā)布近期需要預習的授課內(nèi)容，學生在線上自主學習相關要點，每個知識點視頻在10分鐘左右，觀看視頻后完成過關測試，在此過程中，教師可查看學生觀看視頻和完成測驗的情況，了解學生的易錯點，進行線上提問和答疑，并總結整理相關案例。

2.課中——“教師教學，學生討論”。通過課堂面授，總結學習內(nèi)容的重難點，分析相關典型案例，從問題分析，數(shù)據(jù)結構和算法設計三部分進行引導學習，讓同學們利用課前的預習知識，嘗試一起分析和解決問題，增加學生參與感，而不是灌輸式學習。最后將課前學生預習中遇到的易錯易混淆知識點進行講解提問，提高課堂氛圍，加深印象，并對表現(xiàn)較好的學生增加平時分激勵。

3.課后——“教師課后考核，學生完成作業(yè)”。在學習通系統(tǒng)完成一定量的編程練習，提交后學生可查看編程提示，可多次重復編寫并提交，教師可進行在線批閱打分。選擇和填空題則是由系統(tǒng)能夠自動判分，設置及格線，不及格的同學需要打回重新完成，只有完成及格要求提交后才能查看錯誤的題目以及所有題目解析，加深理解。并將練習情況作為部分平時分。

（四）評價體系優(yōu)化

學生最后的總評成績?yōu)檫^程考核和考試成績分別占比40%與60%。

其中，過程考核分為線上和線下成績，學生在教學平臺上參與的活動包括課前觀看微視頻、完成課前習題、編程練習、課后參與討論、完成拓展學習等活動，這些會在系統(tǒng)中按照一定比例記錄下來作為線上過程考核評價；同時在線下教學過程中學生的課堂表現(xiàn)，包括教師課堂提問學生的回答情況、學生參與小組討論情況、實驗課預習情況等也被記錄下來作為線下過程考核評價。

考試也分為線上和線下兩部分，期中考試為線上考試，可通過系統(tǒng)直接分析學生錯題分布情況，從而掌握學生學習情況，后續(xù)可進行針對講解，期末考試采用線下紙質(zhì)考試，綜合考查學生的基本知識掌握情況和對程序的讀寫能力。

二、教學效果實施

整個交叉融合教學模式教學效果實施評價，以課程交叉教學過程活動分析和課程結束教學效果調(diào)查來進行展示。

（一）過程實施數(shù)據(jù)分析

下列我們以某位學生在教學過程中的數(shù)據(jù)為例，展示線上線下交叉融合教學中學生的課堂活動參與情況和某個時間節(jié)點的課程學習情況。

1.如圖1所示，該圖展示了此學生在課堂的活動情況，包括考勤、選人、搶答等活動，提高學生課堂參與和上課積極性，對積極參與的學生進行一定的平時分加分獎勵，圖中黃色為課程平均參與數(shù)，綠色為該生所在班級學生平均數(shù)，藍色為該學生活動參與情況。

圖1 某學生課堂活動情況分析

2.圖2展示了學期結束后，班級成績分配情況，其中80到100分的比例最高占比70%以上，60到80分占比28%左右，不及格人數(shù)為1.56%。

圖2 學生成績分布情況

通過學生課堂活動，課下學習情況，不僅能夠提高學生的上課積極性，也能對學生的學習進度和知識掌握有一定的了解，從課程結束后的總評成績中，也能夠看到，超過70%的學生都能對C語言程序設計課程知識有好的掌握。

（二）課程結束效果調(diào)查

對于線上線下教學模式的學習體會，我們在每次課程結束后都會對學生發(fā)放匿名調(diào)查問卷，這里以2020—2021學年第1學期的問卷為例，可以看出，學生對于此種教學模式表現(xiàn)出了積極的學習態(tài)度。此次調(diào)查問卷中回收有效問卷共430份，分別來自計算機、軟件工程、電商、信管、信科等專業(yè)，男生310名、女生120名，主要調(diào)查結果如下：

在學習過程中，針對線下講解和線上觀看視頻、完成作業(yè)、討論、測驗相結合的方式來進行學習，比傳統(tǒng)的課堂教學或者單純線上學習更容易掌握課程內(nèi)容，問卷結果，見圖3。

圖3 線上線下相結合教學更易掌握學習內(nèi)容問卷

而針對教師教學體會，課堂教學質(zhì)量有了明顯提升，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.課堂氛圍濃厚。變“被動學習”為“主動參與”，課前要求學生在線上平臺預習課程內(nèi)容，課堂利用學習平臺進行提問、搶答、選人，提升了學生的學習熱情，也增加了課堂的趣味性。將課下問題轉(zhuǎn)到課堂來解決，也讓同學們感受到教師對問題的重視和共同解決問題的參與感。

2.學習效果提升。從“死記硬背”到“實踐應用”，將平時的任務完成情況和課程參與情況列入考核內(nèi)容，并占取比較大的比重，避免學生只期望期末臨時復習，只為考試分數(shù)過關的情況，這也失去了學習本門課程的意義。強調(diào)平時的課程參與和編程練習，讓學生了解解決問題和編程程序方法和步驟，對程序設計過程的理解有了明顯的提升。

三、結語

實踐證明，利用已有網(wǎng)絡優(yōu)質(zhì)資源，可以為學生的自主學習指明方向［3］，且通過線上預習、課堂教學、線上線下交叉互動以及線上自主復習有利于教師和學生的溝通交流，了解學生的學習情況和編程水平，讓學生更加偏向于課程的創(chuàng)新和應用。C語言程序設計是計算類專業(yè)的基礎課，也是與其他學科交叉融合的橋梁，學好程序設計可以為未來打造創(chuàng)新人才奠定良好的基礎。