微課C 語言課程教學(xué)應(yīng)用研究
——以遞歸函數(shù)為例

李海琦，楊 成

(江蘇師范大學(xué) 智慧教育學(xué)院，江蘇 徐州221116)

1 C 語言課程教學(xué)分析

1.1 課程特點(diǎn)

《C 程序設(shè)計(jì)》課程這門計(jì)算機(jī)編程語言入門課程面向?qū)ο笫谴髮W(xué)生，學(xué)生通過學(xué)習(xí)這門課程可以了解計(jì)算機(jī)編程語言語法規(guī)則，編寫與調(diào)試程序的一些技能與方法也能為學(xué)生所掌握，學(xué)生分析問題與解決問題的能力能夠得到提高，學(xué)生的計(jì)算思維素養(yǎng)也能得以加強(qiáng)［1］。有關(guān)文獻(xiàn)指出:《C 程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)原則遵循“一個(gè)完整的程序設(shè)計(jì)是在算法操作下執(zhí)行而成的，是由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行抽象描述的［2］?！彼?，如果在教學(xué)中只是直觀介紹C 語言的概念以及如何定義與使用數(shù)據(jù)類型，那么程序設(shè)計(jì)知識(shí)會(huì)被學(xué)生認(rèn)為是處理問題的工具，計(jì)算機(jī)也會(huì)被學(xué)生認(rèn)為是程序運(yùn)行的工具，這樣程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)知識(shí)中所有的思維方法就不能得到體現(xiàn)。

1.2 教學(xué)存在問題

(1) 不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！芭d趣是最好的教師”，C 語言課程的專業(yè)性較強(qiáng)，有較復(fù)雜的語法概念，規(guī)則多樣，使用也較靈活，學(xué)生面對(duì)程序代碼會(huì)產(chǎn)生厭倦狀態(tài)，不能集中精力，課堂上易走神，教學(xué)效果不好。

(2) 教學(xué)方法陳舊。教師在黑板上寫、講解是傳統(tǒng)的教學(xué)方式，基本是根據(jù)語句、語法、講解習(xí)題與練習(xí)這種步驟，但是知識(shí)點(diǎn)越來越多，學(xué)生覺得學(xué)習(xí)越來越吃力，由此產(chǎn)生厭倦心理。

(3) 不夠重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)。學(xué)生上機(jī)練習(xí)時(shí)，常常不了解實(shí)驗(yàn)的目的或內(nèi)容，也有因基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度不夠?qū)е虏恢绾紊蠙C(jī)練習(xí)，因而開始轉(zhuǎn)移注意力玩別的事情，況且教師的精力也是有限的，不能面面俱到，照顧不了所有學(xué)生，所以許多學(xué)生上完課一點(diǎn)收獲都沒有。

(4) 課時(shí)少。對(duì)于一些非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，學(xué)校在安排課時(shí)的時(shí)候課時(shí)量較少，這就導(dǎo)致教師在課堂上對(duì)于一些問題不能精細(xì)講解，學(xué)生也不求甚解，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。微課的出現(xiàn)可以彌補(bǔ)課時(shí)量的不足，讓學(xué)生可以學(xué)到更多的在課堂中無法延伸與拓展的問題。

2 微課概念及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 微課

“微課”是指按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實(shí)踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動(dòng)的各種教學(xué)資源有機(jī)組合［3］。較短的時(shí)間、較小的容量、較精的選題、突出的主題、較強(qiáng)的代表性是微課的一些主要特點(diǎn)。制作出的教學(xué)視頻不但不受時(shí)空以及環(huán)境的限制，而且學(xué)習(xí)者可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

2.2 微課特點(diǎn)及其應(yīng)用于C 語言教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

(1) 授課時(shí)間短。一些學(xué)習(xí)者缺乏較高的學(xué)習(xí)自主性，而且不能長(zhǎng)期的全神貫注聽講。微課是以知識(shí)點(diǎn)為單位、時(shí)長(zhǎng)為8 －10min 的高效率微型課，其直觀形象、短小精悍，非常適合學(xué)生注意力集中時(shí)間普遍較短的特征，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力很有幫助［4］。

(2) 授教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)短，針對(duì)性強(qiáng)。由于在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，時(shí)間長(zhǎng)、內(nèi)容多幾乎是一節(jié)課講解的特性，而且學(xué)生也不可能長(zhǎng)時(shí)間全神貫注，致使教學(xué)效果不好。微課是提取出重難點(diǎn)問題進(jìn)行講授，這些重難點(diǎn)問題完整且獨(dú)立、示范性與代表性都強(qiáng)。傳統(tǒng)課堂內(nèi)容中的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的中心內(nèi)容等一個(gè)片段或一個(gè)環(huán)節(jié)，被微課分段成一個(gè)個(gè)模塊，即一個(gè)單一知識(shí)點(diǎn)。盡管《C 程序設(shè)計(jì)》課程有繁雜的知識(shí)點(diǎn)，涉及到較多的內(nèi)容，但知識(shí)點(diǎn)之間相對(duì)來說較獨(dú)立，所以容易被分割成一個(gè)個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，由于微課的內(nèi)容也是完整且短小的，所以適合將這些知識(shí)點(diǎn)制作成微課。

(3) 授課堂容量比較小。微課教學(xué)的容量較小，一般在10m 左右，也支持一般的網(wǎng)絡(luò)化視頻在線播，需要的視頻教學(xué)內(nèi)容能夠通過視頻播放被教師與學(xué)生通暢的觀看，教師設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容也能被查閱，教師與學(xué)生也能夠充分利用課件與練習(xí)題等相關(guān)資源。而且各大主流互聯(lián)網(wǎng)媒體如微信、QQ 等也要有適合的媒體格式可以播放。

(4) 授課堂隨意性比較強(qiáng)。在課堂教學(xué)活動(dòng)中下載的文件被隨意保存在文件夾里，目的是滿足學(xué)生進(jìn)行隨意性學(xué)習(xí)，還能使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到提高，而且資料也能隨時(shí)隨地為學(xué)生所查閱。微課程所追求的速度目標(biāo)是只要有網(wǎng)絡(luò)的地方，便能流暢的觀看視頻。所以就算課時(shí)少，學(xué)生也能利用微課學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來彌補(bǔ)不足。

(5) 授便于教師與學(xué)生互動(dòng)。目前高校C 語言教學(xué)課堂模式，都是一個(gè)教師教授幾十人，對(duì)于有問題的學(xué)生，一個(gè)教師難以讓學(xué)生在教學(xué)中得到細(xì)致的教學(xué)指導(dǎo)，尤其是在教學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，由于教師監(jiān)管不足，使得不少學(xué)生會(huì)在上機(jī)實(shí)踐課程玩游戲、上網(wǎng)聊天，對(duì)于C 語言的實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)不置可否。學(xué)習(xí)者利用教學(xué)視頻或者其他資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)完以后，微課的練習(xí)題可以被學(xué)生用來檢驗(yàn)自己知識(shí)掌握的程度，可以向教師提問不理解的地方，學(xué)生的反饋可以為教師所用來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生也可以在一段時(shí)間后利用教學(xué)視頻進(jìn)行復(fù)習(xí)。

對(duì)于初學(xué)者來說，《C 程序設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)有一些難度，比較容易忘記之前學(xué)習(xí)的知識(shí)，學(xué)生需要一種能幫助他們回顧以往知識(shí)的教學(xué)資源，即使得不到教師指導(dǎo)依然能夠?qū)W習(xí)。微課教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)的方式比較獨(dú)特，而且教學(xué)內(nèi)容以視頻為主，還具有能滿足學(xué)生及時(shí)鞏固知識(shí)的可重復(fù)、可共享的特點(diǎn)，能在很大程度上增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

表1 “遞歸函數(shù)”微課腳本

3 微課的設(shè)計(jì)與制作——以C 語言遞歸函數(shù)為例

3.1 設(shè)計(jì)分析

錄屏講解型微課，主要采用以直接感知為主的方法進(jìn)行軟件操作的演示與示范，學(xué)生可以一邊觀看微課一邊進(jìn)行軟件的操作練習(xí)。當(dāng)遺忘操作步驟時(shí)，還可以再次打開微課進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于C 語言是一門程序設(shè)計(jì)語言，所以主要采用錄屏軟件方法進(jìn)行微課的制作。C 語言課程中前后內(nèi)容緊密聯(lián)系，所以必須清晰且連貫的選取知識(shí)點(diǎn)。先確定要制作的主題，針對(duì)典型問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分，充分體現(xiàn)微課的短小精悍、完整的特點(diǎn)，C 語言程序設(shè)計(jì)課程中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)——遞歸函數(shù)教學(xué)將被作為案例進(jìn)行微課的設(shè)計(jì)。遞歸算法是一種相當(dāng)重要的算法，是現(xiàn)實(shí)世界中局部與整體相似性的體現(xiàn)，是解決日常問題的一種常用算法［5］。本文之所以選擇遞歸函數(shù)，是因?yàn)樗哂休^大的教學(xué)難度且有較高的知識(shí)地位，函數(shù)的嵌套需要先進(jìn)行學(xué)習(xí)并了解，因?yàn)樗鼘儆陉P(guān)鍵性概念而且是需要重點(diǎn)突破的難點(diǎn)。在確定主題之前，一定要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，認(rèn)真觀察與準(zhǔn)備，微課的設(shè)計(jì)過程一定要完整，對(duì)于無關(guān)緊要、主題不明顯、沒有特色或?qū)W(xué)習(xí)者沒有吸引力的教學(xué)內(nèi)容或活動(dòng)，沒有必要作為微課進(jìn)行開發(fā)，那樣起不到微課引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)的效果，還增加微課管理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)與教學(xué)內(nèi)容的冗余［6］。C 語言公共課學(xué)生為非計(jì)算機(jī)專業(yè)，所以認(rèn)識(shí)遞歸現(xiàn)象、領(lǐng)悟遞歸現(xiàn)象的本質(zhì)并且能針對(duì)某些問題寫出算法與遞歸程序作為本微課定位的教學(xué)目標(biāo)。

3.2 微課制作——以C 語言遞歸函數(shù)為例

(1) 微型教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)。教學(xué)視頻的內(nèi)容要依據(jù)知識(shí)點(diǎn)來選定?？紤]到時(shí)間問題，必須精煉的選擇視頻內(nèi)容。在講解遞歸函數(shù)時(shí)，視頻中應(yīng)該包含函數(shù)概念、要素及條件、移動(dòng)盤子過程的演示、任務(wù)情景的求解、概括函數(shù)特點(diǎn)與編程等內(nèi)容。微課腳本設(shè)計(jì)主要從教學(xué)過程、界面、內(nèi)容、解說以及時(shí)間5 個(gè)方面進(jìn)行編寫，編寫內(nèi)容如表1 所示。

(2) 課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。微型教學(xué)視頻應(yīng)該作為在微課教學(xué)模式下的課堂教學(xué)活動(dòng)的核心，即在課堂上的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該圍繞視頻展開。遞歸函數(shù)微課教學(xué)模式包括以下幾個(gè)部分:微課導(dǎo)入、創(chuàng)設(shè)情境并講授新課、拓展練習(xí)、答疑與課堂小結(jié)。

3.3 微課應(yīng)用實(shí)踐

3.3.1 微型教學(xué)視頻錄制與后期制作

按照微課教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)方案及案例腳本，選擇合適的視頻記錄工具與后期制作工具制作與處理視頻。

3.3.2 課堂教學(xué)過程

(1) 微課導(dǎo)入。導(dǎo)入語: 程序設(shè)計(jì)的最基本單位是函數(shù)，函數(shù)可以被調(diào)用，這節(jié)課要學(xué)習(xí)的是函數(shù)的調(diào)用，學(xué)習(xí)之前先留一個(gè)問題給大家，即“如何求解n! 的值”?

(2) 創(chuàng)設(shè)情境并講解新課。首先播放漢諾塔游戲中3個(gè)盤子的移動(dòng)過程，看完之后讓學(xué)生自己進(jìn)行模擬游戲，將3 個(gè)座分別標(biāo)為A、B、C，將A 座上3 個(gè)盤子移到C 座上，按照“大者在下，小者在下”的規(guī)則:①將A 上的上面兩個(gè)盤子借助C 移到B;②再把A 余下的大的移到C 上;③將B 上的2 個(gè)借助A 移到C;

用視頻播放多個(gè)盤子的移動(dòng)過程，總結(jié)出規(guī)律: 把n 個(gè)盤子從A 移至C，需將n －1 個(gè)借助C 移到B 上，把A 上余下的一個(gè)移到C 上，將B 上n －1 個(gè)借A 移到C 上，①與③都要借助一個(gè)工具來把n－1 個(gè)盤子移到另一個(gè)上，這個(gè)操作可以用一個(gè)遞歸完成。假如10 個(gè)盤子，要移1 023 次，假如64 個(gè)盤子，要移1 844 億億次，如果移動(dòng)一次計(jì)為1ms，則需要60 萬年能移完64 個(gè)盤子! 嘗試讓學(xué)生進(jìn)行編程，教師運(yùn)用遞歸調(diào)用原理進(jìn)行編程，師生程序做出對(duì)比，運(yùn)用遞歸編出的程序不到10 行，由此引出遞歸調(diào)用原理，遞歸的概念及要素。

(3) 拓展練習(xí)。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的掌握程度，選擇一個(gè)典型的“你幾歲”的問題:5 個(gè)人在一起，假如他說比第4 個(gè)人大兩歲，第4 個(gè)人又說比第3 個(gè)人大兩歲，第3 個(gè)人又說比第2 個(gè)人大兩歲，第2 個(gè)人又說比第1 個(gè)人大兩歲，第1 個(gè)人10 歲，問第5 個(gè)人多少歲? 讓學(xué)生進(jìn)行推理，推理過程中明白遞歸不是無限進(jìn)行的，有一個(gè)結(jié)束遞歸的條件，該條件即為第一個(gè)人的年齡。運(yùn)用此例鞏固遞歸的條件。

(4) 答疑?；氐秸n前提出的問題——“如何求解n! 的值”，給出提示，如果要求10! 的值，必須先求出9! 的值，同理，還要求出8! 的值，以此類推，直到求出1! 的值，再逐步返回求出10!，通過該例，鞏固學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解度，更好的掌握遞歸函數(shù)地概念以及結(jié)束條件。

(5) 課堂小結(jié)?？偨Y(jié)、回顧遞歸函數(shù)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，再針對(duì)不同知識(shí)能力水平的學(xué)生布置一些課后作業(yè)加強(qiáng)練習(xí)、拓展知識(shí)。

3.4 教學(xué)評(píng)價(jià)及反思

教學(xué)活動(dòng)結(jié)束以后，學(xué)生們對(duì)知識(shí)的掌握程度以及知識(shí)應(yīng)用能力是否有提高，可以根據(jù)如表2 所示的教學(xué)評(píng)價(jià)表來檢測(cè)，了解教學(xué)任務(wù)的完成度以及是否達(dá)到教學(xué)要求，微型教學(xué)視頻應(yīng)用的效果或者是否存在一些問題是需要著重考慮的。教師在反思教學(xué)活動(dòng)中的環(huán)節(jié)時(shí)可以依據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)的結(jié)果，根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果及時(shí)的改善教學(xué)計(jì)劃或轉(zhuǎn)換教學(xué)方法，讓教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)水平得到更大的進(jìn)步。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)表

3.5 微課在C 語言課程教學(xué)中的教學(xué)效果分析

(1) 學(xué)習(xí)能力提高。經(jīng)過“微課”的教學(xué)，學(xué)生都可以根據(jù)學(xué)習(xí)情況，按需選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，隨時(shí)查缺補(bǔ)漏，找到自己的薄弱點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性鞏固練習(xí)，遇到問題也可以通過各種渠道解決，而不僅僅依靠問教師，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到了很大的提升。

(2) 學(xué)習(xí)氛圍好轉(zhuǎn)?！拔⒄n”教學(xué)深深吸引了學(xué)生的注意力，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生開始主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)完成任務(wù)，查找資料，整體的學(xué)習(xí)氛圍很濃厚。

(3) 學(xué)習(xí)效果顯著。通過觀察，學(xué)生學(xué)習(xí)微課這種簡(jiǎn)短精練的視頻，學(xué)習(xí)壓力減小許多，學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)榱酥鲃?dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果非常顯著。

學(xué)生學(xué)習(xí)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)用時(shí)較短，還有思考環(huán)節(jié)可供學(xué)習(xí)者自主進(jìn)行，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果可以通過完成階段練習(xí)來進(jìn)行。如果自己完成不了或是有困惑，可以在完全掌握知識(shí)之前一直學(xué)習(xí)或練習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式相當(dāng)靈活，給學(xué)習(xí)C語言課程的學(xué)生帶來了很大便利。因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及創(chuàng)造性明顯增強(qiáng)。