以能力為導(dǎo)向的“C語言程序設(shè)計”課程混合式教學(xué)模式探索與實踐

張菁 龍正吉

[摘 要] 混合式教學(xué)現(xiàn)已成為高等學(xué)校教學(xué)設(shè)計與信息技術(shù)深度融合的熱點發(fā)展方向。在“C語言程序設(shè)計”課程教學(xué)中，以O(shè)BE教學(xué)理念為導(dǎo)向，緊扣“以學(xué)生為中心”的思路，將線上線下教學(xué)有機融合，構(gòu)建教育理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)考核評價七位一體的全新教學(xué)體系，以達(dá)到提升教學(xué)效能和人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。最后分析了混合式教學(xué)模式的實施效果、存在的問題，提出了持續(xù)改進措施。

[關(guān)鍵詞] 混合式教學(xué);OBE;翻轉(zhuǎn)課堂

[基金項目] 2019年度重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目（重點項目）“以學(xué)生能力為導(dǎo)向的‘C語言程序設(shè)計’翻轉(zhuǎn)課堂研究與實踐”（192001）

[作者簡介] 張 菁（1968—），女，四川成都人，碩士，西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院副教授，主要從事數(shù)據(jù)管理研究;龍正吉（1977—），男，重慶人，西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院講師，西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院2016級計算智能與信息處理專業(yè)博士研究生，研究方向為模式識別。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）51-0094-05? ? [收稿日期] 2021-09-01

隨著信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用和推廣，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式也迎來了巨大的挑戰(zhàn)。特別是因新冠肺炎疫情實施線上教學(xué)后，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力教育教學(xué)，已不再局限于以信息技術(shù)作為教學(xué)的輔助工具，而是如何更好、更深入地提高教學(xué)和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。在各高校恢復(fù)線下授課后，很多教師結(jié)合線上線下的教學(xué)經(jīng)驗和特點，更加積極地探索以線上線下為代表的混合式教學(xué)模式?；旌鲜浇虒W(xué)指教師對教學(xué)過程進行精心設(shè)計，學(xué)生利用線上資源進行課外學(xué)習(xí)，師生利用線下課堂進行互動、討論等提升學(xué)習(xí)成效，使學(xué)生進行混合式學(xué)習(xí)，并訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神[1]。

在“C語言程序設(shè)計”課程教學(xué)中首先以工程專業(yè)認(rèn)證的OBE導(dǎo)向（Outcome-based Education，亦稱能力導(dǎo)向教育、產(chǎn)出導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育）為指導(dǎo)，利用線上線下混合教學(xué)模式結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法進行“以學(xué)為中心”的教學(xué)改革和實踐探索，力求從最根本的教育教學(xué)理念出發(fā)，進而引導(dǎo)教育目標(biāo)和教學(xué)目的更新、教學(xué)結(jié)構(gòu)的改變、教學(xué)手段的創(chuàng)新、信息技術(shù)的融合、課程內(nèi)容的提煉和考核形式的改進等。

一、構(gòu)建以O(shè)BE教育理念為導(dǎo)向的“七位一體”全新教學(xué)體系

人才培養(yǎng)的質(zhì)量和成效最根本最重要且起決定性作用的是其指導(dǎo)思想，即教育的理念。教育理念是人們追求的教育理想，它建立在教育規(guī)律的基礎(chǔ)之上，能正確地反映教育的本質(zhì)和時代的特征，科學(xué)地指明了前進的方向[2]。所以，教育教學(xué)的關(guān)鍵一步是有科學(xué)先進的教育理念指導(dǎo)，然后才能培養(yǎng)出高質(zhì)量的人才，推動社會的進步。因此在“C語言程序設(shè)計”課程混合式教學(xué)中，應(yīng)以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教育理念從面向課程的教育CBE逐漸轉(zhuǎn)向成果導(dǎo)向的教育OBE。OBE是指教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果（learning outcomes）[3]。OBE強調(diào)三個核心理念，要求突出以學(xué)生發(fā)展為中心、成果（即學(xué)生解決問題的能力）導(dǎo)向教育和完善的持續(xù)改進體系（即基于系統(tǒng)評價的反饋和基于評價的改進）[4]。這一理念代表了工程教育改革的方向。

在“C語言程序設(shè)計”課程中首先要徹底更新根植于課程中的教育教學(xué)理念，以O(shè)BE強調(diào)的能力為導(dǎo)向，從混合式教學(xué)模式出發(fā)，改進教學(xué)目標(biāo)和與之相關(guān)聯(lián)的教學(xué)目的，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)資源和教學(xué)考核評價有機融合的教學(xué)實施過程。“C語言程序設(shè)計”課程的教育理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)考核評價七位一體的全新教學(xué)體系如圖1所示。

首先在OBE理念的指導(dǎo)下，確定了C語言的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)信息產(chǎn)業(yè)和社會需要的實踐能力強、創(chuàng)新能力強，具有全球意識、保持終身學(xué)習(xí)能力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。本著“成才為主，專業(yè)為輔”的指導(dǎo)思想和新工科的要求，結(jié)合“C語言程序設(shè)計”課程的特點，建立以下三個教學(xué)目的。（1）人才目的：使學(xué)生具有較強的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、信息獲取能力、解決問題能力和團隊合作能力，以及健康的人格。（2）專業(yè)目的：通過“C語言程序設(shè)計”課程的學(xué)習(xí)，掌握結(jié)構(gòu)化算法設(shè)計思想、原理和表示，建立計算思維，掌握程序設(shè)計的思路和方法，跟蹤最新的相關(guān)技術(shù)。（3）技術(shù)目的：熟練運用C語言和相關(guān)開發(fā)軟件，掌握程序的編輯、連接、調(diào)試和運行的方法和步驟，能將所學(xué)知識應(yīng)用于實際問題，從而能夠從事初步的程序設(shè)計工作，并為進一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)，逐步形成獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和實際解決問題的能力。

二、線上線下教學(xué)內(nèi)容的整合和豐富的課程網(wǎng)絡(luò)資源

線上教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該突出課程的整體知識架構(gòu)，引導(dǎo)關(guān)鍵點，突出重點，因此C語言線上課程教學(xué)內(nèi)容組織按專題—模塊—知識點三個層次展開。首先確定不同的教學(xué)內(nèi)容模塊，再按照模塊錄制相關(guān)的知識點教學(xué)視頻，圍繞知識點展開相應(yīng)的拓展閱讀、自學(xué)內(nèi)容、習(xí)題庫等教學(xué)資源的組織。學(xué)生自學(xué)線上內(nèi)容，可以充分發(fā)揮他們的學(xué)習(xí)主動性和積極性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及自主學(xué)習(xí)能力。結(jié)合線上教學(xué)視頻的內(nèi)容，重新組織線下教學(xué)內(nèi)容，使二者可以科學(xué)合理地結(jié)合;線上內(nèi)容注重基礎(chǔ)知識，線下內(nèi)容強調(diào)知識的應(yīng)用和解決問題能力的培養(yǎng)，學(xué)生通過學(xué)習(xí)達(dá)到具有計算思維能力和使用編程解決一定實際問題的能力，符合OBE的成果導(dǎo)向要求。

“C語言程序設(shè)計”課程的網(wǎng)站資源建立在超星平臺上，同時在手機App學(xué)習(xí)通上也可以同步使用，依托此平臺進行線上線下教學(xué)和管理非常方便高效。線上課程網(wǎng)站建設(shè)的內(nèi)容有課前導(dǎo)讀、教學(xué)視頻、課件、學(xué)習(xí)輔助資料和試題庫等。

“C語言程序設(shè)計”課程課前導(dǎo)讀包括知識模塊的學(xué)習(xí)目的、任務(wù)、重點難點提示和學(xué)習(xí)完成后的習(xí)題等。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)之前閱讀，目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)前對學(xué)習(xí)內(nèi)容有整體印象和了解，并在學(xué)習(xí)過程中關(guān)注重點和難點，帶著問題觀看視頻能有的放矢。其中學(xué)習(xí)任務(wù)和問題的制定較為關(guān)鍵，它可充分引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，掌握基本概念和原理，既包括理解、分析、應(yīng)用、甄別、評價、綜合等高階目標(biāo)，又包括創(chuàng)新思維、實踐思維等OBE目標(biāo)，增加課程的能力導(dǎo)向。授課視頻已錄制完成了49個知識點的講解視頻，基本涵蓋了課程的基礎(chǔ)內(nèi)容和關(guān)鍵應(yīng)用，突出了課程的整體知識架構(gòu)。已建設(shè)了含有約800個試題的題庫，對每個知識模塊的內(nèi)容，基礎(chǔ)知識部分有相關(guān)的選擇題、填空題等，同時根據(jù)OBE的能力成果導(dǎo)向，提供了更多的編程題、綜合題和簡答題等。

三、教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新

混合式教學(xué)過程主要包括學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)和教師引導(dǎo)的線下學(xué)習(xí)?！耙詫W(xué)生為中心”，即以學(xué)生學(xué)習(xí)成效、需求、能力點為中心，在線下應(yīng)用多種參與式教學(xué)方法，突出學(xué)生的主體地位，達(dá)到OBE的要求。在進行“C語言程序設(shè)計”課程的教學(xué)過程中，主要通過以下兩個環(huán)節(jié)來完成。

（一）“C語言程序設(shè)計”課程科學(xué)合理的線上線下學(xué)習(xí)安排

在混合式教學(xué)過程中，教學(xué)環(huán)節(jié)更為復(fù)雜多樣，科學(xué)安排線上線下的學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程至關(guān)重要?！癈語言程序設(shè)計”課程在空間上利用線上和線下，在時間上科學(xué)安排課前、課中和課后的教學(xué)和學(xué)習(xí)任務(wù)，實現(xiàn)時間空間、線上線下的有機結(jié)合（見圖2）。同時教師和學(xué)生密切配合，達(dá)到掌握知識點和面的目的。

線上教學(xué)的實施充分利用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育資源和手段輔助教學(xué)，在線上及時回答學(xué)生的問題，保證線上學(xué)習(xí)的效果。線下主要針對難點和綜合性知識及學(xué)生提出的問題，充分應(yīng)用多種教學(xué)方法，使線上線下教學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮作用，提高教學(xué)質(zhì)量。

（二）“C語言程序設(shè)計”課程中基于翻轉(zhuǎn)課堂等互動式教學(xué)方法的線下教學(xué)

線上教學(xué)的缺陷是教學(xué)視頻都是事先錄制好的，缺少面對面課堂中師生即時互動的現(xiàn)場感、體驗感和融入感。由于線下面授的時間有限，如何使其與線上自主學(xué)習(xí)結(jié)合，達(dá)到高效產(chǎn)出是關(guān)鍵。本課程線下面授以學(xué)生為中心，應(yīng)用多種參與式教學(xué)方法和手段（如翻轉(zhuǎn)課堂、探究式、任務(wù)式、案例式和合作式等），改變過去課堂教學(xué)過程中以教師為中心而導(dǎo)致的學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不高、參與度不足、能力提升少等問題，力求達(dá)到知識內(nèi)化的深度學(xué)習(xí)和綜合能力的提升。

1.以知識點為中心的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂（flipped classroom），顧名思義就是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)程序的一種顛倒。在教學(xué)中，翻轉(zhuǎn)課堂仍保留了信息傳遞和知識內(nèi)化兩個步驟，但與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相反，其將信息傳遞過程放在課外，主要借助視頻和音頻資料，由學(xué)生自主完成。知識內(nèi)化在課堂上進行，學(xué)生與教師面對面，在指導(dǎo)中練習(xí)、問答和討論以鞏固知識[5]。翻轉(zhuǎn)課堂可以最大化地利用面對面的教學(xué)時間提高師生、生生之間的互動性，充分促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)及個性化教學(xué)，避免線上學(xué)習(xí)的淺層學(xué)習(xí)，是配合線上自主學(xué)習(xí)的最有力的線下教學(xué)方法。

在“C語言程序設(shè)計”課程教學(xué)中，翻轉(zhuǎn)課堂制定的技術(shù)路線是“圍繞知識點提出任務(wù)和問題—學(xué)生自主線上學(xué)習(xí)—課堂上學(xué)生講解—教師和學(xué)生補充并提問—全班交流總結(jié)”。把講臺讓給學(xué)生，學(xué)生從被動接受知識變?yōu)橹鲃訁⑴c知識的理解，真正實現(xiàn)了以學(xué)生為中心。例如對“循環(huán)程序設(shè)計”這一知識點，首先給出課前的學(xué)習(xí)任務(wù)是掌握循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的本質(zhì)特征，實現(xiàn)循環(huán)程序的三種語句及其執(zhí)行過程，能應(yīng)用三種語句編寫代碼解決一般的循環(huán)結(jié)構(gòu)問題。在課堂上讓學(xué)生上臺講解，教師要發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實際講解中存在的問題，引導(dǎo)其深入講解;同時由學(xué)生提出問題，教師和其他學(xué)生再進行補充講解和討論總結(jié)，如此可以充分挖掘?qū)W生在各方面的潛在能力，全面發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，知識得以真正內(nèi)化而牢固掌握。

2.以案例為依托的案例教學(xué)法。此方法以“案例呈現(xiàn)—自主分析思考—小組討論—教師或?qū)W生講解知識—展開教師點評或?qū)W生總結(jié)”為技術(shù)路線。提出綜合案例問題，要求用程序設(shè)計完成，調(diào)動學(xué)生積極思考，綜合各種知識點圍繞案例展開，將枯燥的知識活化在案例中，學(xué)生更容易記住，起到事半功倍的效果，應(yīng)用知識解決問題的能力也得以提升。

3.以問題為中心的討論式教學(xué)法。以“教師或?qū)W生提出問題—學(xué)生分小組討論—教師引導(dǎo)解決問題”為技術(shù)路線進行，充分發(fā)揮學(xué)生的質(zhì)疑能力，以提出的問題為中心展開，通過課堂或網(wǎng)上的討論區(qū)進行討論，層層剖析問題所蘊含的基本知識與專業(yè)思維，旨在通過問題分析幫助學(xué)生逐漸形成自主理性分析問題和質(zhì)疑的好習(xí)慣。此方法參與性強，有助于學(xué)生形成較強的獨立思維和創(chuàng)造性思維。

4.任務(wù)和競賽為導(dǎo)向的合作式學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法以“布置綜合任務(wù)或參加競賽—自主組成團隊—學(xué)生團隊完成任務(wù)—團隊代表講解—全班交流總結(jié)”為技術(shù)路線。通過完成綜合性任務(wù)或參加競賽培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和積極動手實踐的能力，提高學(xué)生解決問題的能力和團隊合作能力等，同時促進了人格的健康發(fā)展。

四、促進持續(xù)改進的綜合考核評價體系

與混合式教學(xué)相適應(yīng)的課程考核也做了改變，采用過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的方式，做到考核評價全程化。一方面注重過程評價，另一方面關(guān)注結(jié)果評價。“C語言程序設(shè)計”課程制定了線上線下的多元考核內(nèi)容、考核比例和考核方式。考核成績包括三大部分：線下期末考試、平時成績、實驗成績，分別占60%、25%和15%。其中平時成績包括授課視頻的收看情況、線上線下作業(yè)、線上測試、上機測驗、課堂表現(xiàn)、線上參與度等。充分利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)平臺的功能監(jiān)督學(xué)生按時按量收看授課視頻，引導(dǎo)學(xué)生積極進行混合式學(xué)習(xí)。課堂表現(xiàn)包括翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)、發(fā)言、回答問題、提問、小組參與度等，通過課堂表現(xiàn)和上機測驗，促進知識的應(yīng)用和編程能力的提高，以達(dá)到OBE的能力產(chǎn)出要求，同時對中間過程的各種考核情況進行分析，不斷調(diào)整教學(xué)以達(dá)到持續(xù)改進的目標(biāo)。

五、結(jié)語

（一）課程教學(xué)效果

通過兩個學(xué)期的“C語言程序設(shè)計”教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生比較接受混合式教學(xué)模式。線上學(xué)習(xí)更大程度地做到了個性化，利用手機App學(xué)習(xí)可以在時間和空間上靈活掌握，不懂的問題可以反復(fù)觀看視頻，或者在收看時按暫停鍵，思考清楚后再繼續(xù)觀看視頻。學(xué)習(xí)好的學(xué)生可以學(xué)得更快更多，這些都是課堂面授無法做到的。從學(xué)情統(tǒng)計來看，絕大部分學(xué)生能夠充分利用自主學(xué)習(xí)時間按時完成授課視頻的收看和部分主觀題作業(yè)的解答。在課程面授環(huán)節(jié)引入翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法，大部分學(xué)生都積極參與，課堂變得很活躍，極大地促進了學(xué)生的參與度和深度學(xué)習(xí)，思考得更深、更廣，學(xué)到的東西更多，記得更牢，課堂效率有了大大提升。學(xué)生滿意度問卷調(diào)查數(shù)據(jù)反映了學(xué)生對混合式教學(xué)模式的認(rèn)可和接受，如表1所示。

本課程教學(xué)體系完整，層次遞進，教學(xué)多樣化。從學(xué)生期末考評結(jié)果來看，應(yīng)用該教學(xué)模式后，學(xué)生的平均成績得到了提升，考核綜合能力部分的試題得分較高，驗證了此教學(xué)模式的有效性。

（二）課程面臨的問題和持續(xù)改進分析

雖然學(xué)生反映混合式教學(xué)模式可以靈活安排時間在線上學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，有更多的時間學(xué)習(xí)重點和難點，但我們還是發(fā)現(xiàn)自覺性較差的學(xué)生在線上學(xué)習(xí)時可能開小差、不認(rèn)真，個別學(xué)生不按時完成線上學(xué)習(xí)，影響后續(xù)的跟進，課堂的參與度也不高。針對這種情況，在以后的教學(xué)中將采取以下措施更嚴(yán)格地監(jiān)督和持續(xù)改進：對沒有按時按量完成視頻收看的學(xué)生，大量扣減平時成績的分?jǐn)?shù);增加針對知識點的線上小測試，計入平時成績，以避免學(xué)生在自學(xué)時不認(rèn)真;在授課視頻中加入更多的節(jié)點問題，學(xué)生必須回答正確才能繼續(xù)收看，這樣可以避免收看時開小差。

值得注意的是這樣的參與式教學(xué)方式并不是普遍適用的，它更適合小班教學(xué)。此參與式教學(xué)方式實施于兩個班級后發(fā)現(xiàn)，其中一個實驗班人數(shù)低于10人，學(xué)生的自覺性和翻轉(zhuǎn)課堂的實施結(jié)果都非常好。另一個班有50人，線下課堂沒有充足的時間讓每個學(xué)生都參與進來，難免會忽略一部分人，因此應(yīng)將教學(xué)班級人數(shù)控制在30人以內(nèi)。

信息化時代教學(xué)溝通手段多樣化，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足教學(xué)的需求。混合式教學(xué)模式可以充分借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，靈活安排時間，讓課堂的呈現(xiàn)方式更加靈活。通過在“C語言程序設(shè)計”混合式教學(xué)中實施“以學(xué)生為中心”、基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，最大限度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并使學(xué)生在學(xué)到知識的同時提高了綜合能力和素質(zhì)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

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