C++程序設計課程混合式教學模式探索

張麗 李菊

摘要：C++程序設計是理工科高校新生的必修課程，也是后續課程如數據結構、Java程序設計的先導課程。通過分析本課程在傳統教學過程中存在的問題，針對這些問題，使用混合式教學模式進行教學改革，合理設計在線教學資源，在線下教學中引入翻轉課堂，采用OJ實時評測學生編程題目，使用過程化考核優化考核方式，以期達到提高學生學習興趣，加強學習主動性，增強動手實踐能力的效果。

關鍵詞：C++；混合式教學；翻轉課堂；在線評測；程序設計

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）27-0161-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

在當前信息化時代，如何提升本科教育質量已經成為課程教學改革的焦點[1]。C++程序設計課程是理工科高校新生的必修課程，一般開設在大一學期。通過本課程的學習使學生掌握面向對象的基本概念，學會程序設計的基本方法和技能，使學生能編寫出符合規范和性能良好的程序，是學好后續課程如數據結構、Java程序設計等的基礎，也是培養學生編程思維的關鍵課程。

然而，C++程序設計課程的目前教學中存在一些問題，例如教學模式比較傳統，多采用理論教學為主，課后上機為輔的形式 [2]，教學過程中更側重于語法，學生的學習積極性和主動性不高，動手實踐能力較差。針對這些問題，目前有很多學者提出了線上線下混合式教學模式。梁小林[3]等采用了新一代信息技術，構建了線上線下相結合的完整的教學體系，取得了良好的效果。汪中[2]等構建了基于“超星學習通+課堂教學+在線評測系統”的混合式教學模式，優化考核體系，達到課程改革的預期目標。王全蕊[4]提出了漸進式翻轉課堂模式，采用課堂授課和在線學習平臺結合的模式。

本文通過分析課程的教學現狀，針對存在的問題，在教學過程中探索使用混合式教學模式，充分利用豐富的線上資源設計在線教學，在線下教學中引入翻轉課堂，使用在線評測系統及時評判學生上機實踐結果，并采用過程化考核優化考核方式，從而提高學生的學習主動性，增強學生動手能力。

2 C++程序設計課程現狀

目前大多數高校講授C++程序設計課程時仍然采用傳統的教學方式，包括課堂理論教學，課下習題鞏固和上機實踐，考核方式主要以期末考試為主，分析這種方式存在的主要問題有以下幾點：

（1）教學方式陳舊

教學方式主要以課堂為中心，以多媒體教學為手段講授書本知識。尤其是在大班教學中，這種教學模式不利于提高學生的學習興趣，不能更好地培養具有創造能力的人才。

（2） 部分學生缺乏學習的主動性和積極性

在本學院中，C++程序設計是大一學生的專業基礎課，學生的計算機思維還沒有形成，學習本課程存在一定難度。同時，課程的語法知識點瑣碎、分散，容易混淆且難于記憶，因此，在教學過程中教師需要重點講解課本中的知識點，導致學生缺乏自主學習和主動構建知識體系的能力。

（3） 學生編程能力差異大，部分學生實踐動手能力不高

學生編程能力程度層次不同，部分學生面臨能聽懂課，卻不會編程的困難，但是也有部分學習成績較好的學生希望得到更充分的編程鍛煉。同時，學生編程作業提交后，沒有得到及時的結果反饋，無法及時改正程序。因此需要將編程作業分層次，同時需要更快速反饋學生上機實踐結果。

（4） 傳統考核方式重語法而輕實踐，缺乏思維和能力的培養

在本學院中，C++程序設計課程考核期末考試占比70%，采用紙質考試形式。因此，試卷內容仍然是以考查理論知識為主，忽略了程序設計課程的本質，為了通過考試，學生將更多時間用于理論題目，而動手及實踐能力并沒有顯著提升。

因此，改變C++程序設計課程的傳統教學模式，采用線上線下相結合的混合教學模式，提高教學質量，已成為教學改革中的一個重要研究課題[5]。

3 構建線上線下混合教學模式

本文提出的線上線下混合教學模式設計如圖1所示，包括課前、課堂、課后和過程化考核四個環節。課前環節教師規劃設計線上教學資源，并設計學習任務單，指導學生完成課前自學，同時關注學生的互助討論；課堂環節引入翻轉課堂，教師布置任務指導學生分組討論，根據學生學習情況進行重難點拓展講解和指導答疑，重點加強實踐環節的教學指導，通過算法思路闡述、流程圖講解、題目拓展方式，加強學生編程能力的培養；課后環節教師布置章節作業促進學生知識點鞏固，并引入OJ及時反饋學生編程結果，最后采用過程化考核方式考核學生的課前線上自學，課中任務完成情況、編程練習結果和期末考試情況。

3.1 課前環節

教師分析教學內容中組成部分，針對教材中的章節，劃分出不同的知識點，分割成若干獨立教學單元，設計在線教學內容。例如第3章程序設計初步，可進一步分解成順序結構，選擇結構和循環結構三小節內容，順序結構主要的知識點是語句和輸入輸出，選擇結構和循環結構又可以分解成if-else、switch、選擇結構嵌套和while、do-while、for幾個知識點，如圖2所示。這樣可以把教學內容分解成“章—節—知識點”的三級結構[6]，根據劃分知識點，設計在線課程。一方面可以選擇合適的線上視頻資源，另一方面可以錄制一些視頻作為補充，選擇合適平臺，例如學習通，設計適合本學院學生的在線課程。

為了更好地指導學生完成線上課程學習，教師設定線上學習任務單，針對教學內容，制定教學目標，給出詳細的課前學習任務單和課后作業任務單。學生課前觀看學習視頻，完成自主學習過程后，教師需要檢查學生的學習進度。學生在互動討論區提出問題，教師回答問題，并收集學生提出較多的問題。

3.2 課堂環節

課堂上采用翻轉課堂，優化線下教學方式，改變傳統課堂中以教師為主導的狀況，使學生成為學習的主導者，而教師則成為學習的引導者[7]。學生通過課前自學，基本理解了本節課的內容，并且已經提出了自己的問題。教師可以布置任務，讓學生通過分組討論對知識點進行梳理強化，通過小組展示上臺講解的方式，獲取學生真實的學習情況和存在的問題。對本節課的重難點和學生問題較多的地方，教師要進行重點講解，讓學生的能力得到拓展。對于初次采用翻轉課堂進行線下教學，可以每章選擇重要知識點進行教學試點，后期根據實施情況進行合理調整。

課堂環節中需要重點進行實踐環節的教學和指導，對于學生算法思維訓練進行加強，可以采用循序漸進的方式。例如，在實際教學中循環的學習一直是學生的難點，教材中有雙重循環的編程例題：找出100～200之間的全部素數。我們首先講解如何判斷一個數為素數，通過流程圖的方式對算法思路進行講解，并編寫程序。然后再過渡到如何實現判斷100～200之內的數為素數，從而讓學生更容易理解。

3.3 課后環節

對于任何知識的學習，課后的復習鞏固都非常重要。對于編程語言來說，語法是寫程序的基礎，因此課后環節需要兼顧語法知識的掌握和編程能力的提高。我們在學習通平臺上設計了每章節的練習題目，設定了完成時間，要求學生在規定時間完成作業，作為過程考核的一部分。通過這些練習題目，幫助學生鞏固語法知識。針對學生編程的練習，我們設計了基礎題目和拓展題目，并采用OJ實時評判學生程序設計。基礎題目要求所有學生完成，拓展題目難度大于基礎題目，要求成績中等以上的學生完成，加強學生編程能力的提高。同時，我們設計了游戲開發題目[8]，作為拓展題目一部分，極大提高了學生們的編程興趣。對于典型題目，我們錄制了編程題講解視頻，并上傳到了學習通平臺，供學生課后多次觀看。

3.4 過程化考核環節

優化傳統的考核方式，注重階段考核，針對學生就在線資源的學習情況、課堂互動情況、每章練習題目作答情況、OJ評測的程序編寫情況以及期末考試多方面進行考核，更科學、更能激勵學生的學習積極性。各方面考核內容和比重如表1所示。

4 結論

本文探索了C++程序設計線上線下混合的教學模式，改變傳統教學中以教師為主導的方式，探索以學生為中心，教師更多的是對學習進行指導的新方式，以達到提高學生學習興趣，提升學習效果的目的。在實際的實施過程中，通過匿名調查問卷方式獲取到絕大多數學生認可新的方式，同時學生學習C++的興趣也得到了明顯的加強，動手實踐能力得到了提高。

當然，本模式還存在待改進的方面，例如，線上教學資源的建設、大班翻轉課堂的合理設計和應用等，需要在后續C++程序設計教學實踐中進一步探索。

參考文獻：

[1] 馮光，金強山.“混合式+項目化”模式在“C程序設計”教學中的實驗研究[J].計算機時代，2020（10）：79-81，85.

[2] 汪中，施培蓓.“互聯網+”背景下“C++程序設計課程”教學改革與實踐[J].合肥師范學院學報，2021，39（3）：83-85.

[3] 梁小林，胡育勇，孫志宏.新工科程序設計類課程智慧課堂創新與實踐——以河北經貿大學《C++程序設計》課程為例[J].滄州師范學院學報，2021，37（3）：113-118.

[4] 王全蕊.C++程序設計遞進式翻轉教學模式的實踐研究[J].河南科技學院學報，2020，40（8）：59-64.

[5] 李素若.基于慕課的編程類課程混合式教學模式研究與實踐——以《C++程序設計》為例[J].軟件導刊，2017，16（1）：189-191.

[6] 樊志平，金政哲.慕課環境下教學新模式研究——以“C語言程序設計”課程為例[J].電腦知識與技術，2017，13（30）：134-135.

[7] 蘇小紅，王甜甜，張羽，等.基于大班翻轉課堂的混合教學模式探索與實踐[J].中國大學教學，2017（7）：54-62.

[8] 童晶，丁海軍，金永霞.C語言課程設計與游戲開發實踐教程[M].北京：清華大學出版社，2017.

【通聯編輯：王力】