程序設計類課程綜合改革的實踐與探索

摘 ?要：針對程序設計類課程存在的重理論輕實踐、重知識傳授輕主動學習、考核機制單一等問題，以“C++程序設計”為例，提出基于“線上+線下”“主講+外聘”的綜合改革方案?！熬€上+線下”教學模式將教學內(nèi)容分解，有效利用網(wǎng)絡資源，讓學生的學習變被動為主動;“主講+外聘”教學模式能有效利用企業(yè)資源優(yōu)勢，以企業(yè)需求為導向，促進學生后期的持續(xù)學習。同時，建立過程化考核評價體系，大大提升了課程教學質(zhì)量。

關鍵詞：線上+線下;主講+外聘;程序設計;課程改革

中圖分類號：TP39;G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）24-0177-05

Abstract： In view of the problems existing in programming courses， such as emphasizing theory over practice， emphasizing knowledge transfer over active learning， and single assessment mechanism， taking “C++ Programming” as an example， this paper puts forward a comprehensive reform scheme based on “Online and offline” and “speaker and external lecturer”. The “Online and offline” teaching mode decomposes the teaching content， makes effective use of network resources， and changes students learning from passive to active; the teaching mode of “speaker and external lecturer” can make effective use of the advantages of enterprise resources， take the needs of enterprises as the guidance and promote students continuous learning in the later stage. At the same time， the establishment of process assessment and evaluation system has greatly improved the teaching quality of the course.

Keywords： online and offline; speaker and external lecturer; programming; course reform

0 ?引 ?言

2018年6月，教育部在新時代全國高等學校本科教育工作會議上首次提出“金課”這一概念。在金課建設中，要求強化現(xiàn)代信息技術與教育教學的深度融合，解決好教與學模式創(chuàng)新的問題，杜絕信息技術應用的簡單化、形式化[1]。同時，開放性課程逐漸發(fā)展起來，SPOC小班教學模式更是在國內(nèi)外各大高校逐步嘗試并推行。課程作為以學生發(fā)展為中心理念的“最后一公里”落地工作，如何有效推進教學模式改革是一線教師需要不斷思考的問題。

程序設計類課程具有入門難、重實踐的特點，而傳統(tǒng)“滿堂灌”的課堂教學偏移了課程“以學生為中心”的教育理念。本文針對程序設計類課程存在的問題，結(jié)合“線上+線下”“主講+外聘”的改革模式，從教學內(nèi)容、教學方法、課程實施、考核評價等方面討論改革措施的實施，達到提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的目的。

1 ?程序設計類課程現(xiàn)狀分析

程序設計類課程是計算機及相關專業(yè)的基礎核心課程，重在培養(yǎng)學生利用計算思維解決問題的能力。以往的程序設計類課程教學多拘泥于程序語言本身，缺少對學生科學思維能力的訓練;課程的實踐教學多以糾錯性實驗和驗證性實驗為主，缺乏綜合性和設計性內(nèi)容，實踐教學還停留在淺層次教學，不利于培養(yǎng)學生利用綜合知識解決復雜問題的能力[2]。主要存在以下問題：

（1）以理論教學為主，學生實踐能力弱。教師理論講得比較深、比較透，而對學生的實踐指導、課后輔導以及與學生交流的投入?yún)s有限，實踐操作中教師不能及時指導和糾正學生所存在的問題和所犯的錯誤[3]。

（2）學生學習動力不足，學習效果不佳。傳統(tǒng)教學過程“以教師為中心”，注重教師的知識傳授，輕忽學生的主動學習。此外，低年級學生對專業(yè)學習的方向、所學知識的運用以及企業(yè)單位的用人需求存在很多困惑，這些都會影響學習的效果。

（3）考核機制單一，不能全面評價學生。大多數(shù)高校程序設計類課程的考核成績由考試成績和平時成績構(gòu)成，只能單一片面地從考試和考勤等方面考核學生，不能全面跟蹤式地評價學生的學習效果，無法合理評價學生的綜合能力。

2 ?課程綜合教學改革方案設計

為有效改進課程的教學質(zhì)量，針對程序設計類課程的特點和存在的問題，提出“線上+線下”“主講+外聘”的混合式課程綜合改革方案。下面以本?！俺绦蛟O計語言II（C++）”課程為例，講述教學改革的具體實施方式。

2.1 ?“線上+線下”教學模式

采用線上線下混合式教學，學生能夠充分利用課前碎片化學習時間靈活地學習，縮減學生之間的差距并激發(fā)學習動力，提高學習效果。線上線下混合式教學對應的教學設計，應注重線上線下的相互配合和相互支撐，如果二者相互脫離或存在大量重復內(nèi)容，學生會產(chǎn)生排斥心理，不會認真參與，教學效果不理想[4]。

2.1.1 ?線上線下教學過程設計

進行教學資源整合，建設線上個性化學習平臺。教學過程中，圍繞基本的知識點和技能點組織教學內(nèi)容，充分利用如圖1所示的線上教學平臺，開展“課前預習—課中精講—課后復習”的教學過程：

（1）課前預習。課前教師將教學資源（包括課件、視頻、預習任務單、知識測驗等）上傳至線上教學平臺。要求學生通過反復閱讀教材、觀看教學視頻完成任務單和基本知識點的測試。預習視頻選用的是平臺中適合本校學生學情的教學視頻，對于重難點部分，由授課老師單獨錄制短視頻進行講解，如圖2所示。

預習任務單內(nèi)容具體，目標明確，包括本次課程的教學內(nèi)容、教學目標、教學重難點和預習要求，讓學生對本次課程有一個整體的了解，圖3為“構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)”這一節(jié)內(nèi)容的預習任務單。同時，針對本次課程的重難點提出了思考問題和任務要求。思考問題部分主要考察學生對于本次課程所涉及知識點的理解情況;任務要求部分圍繞重難點提出若干個任務，層層遞進，環(huán)環(huán)相扣，把知識點轉(zhuǎn)化為實際問題。通過任務單的反饋，教師能夠全面了解學生預習過程中出現(xiàn)的問題，而學生也能夠帶著問題繼續(xù)線下學習。

（2）課中精講。在課中的線下教學環(huán)節(jié)中，改進傳統(tǒng)課堂教學模式，課程按照知識點精講、學生任務分享和答疑解惑這三個步驟進行，讓學生帶著問題聽講，教師對重難點進行詳細講解和補充，做到因材施教。精講分為以下三個步驟：

1）知識點精講。通過任務單和教學平臺的反饋，教師及時、有效地調(diào)整教學內(nèi)容，確定精講內(nèi)容，做到教學內(nèi)容重難點分明。

2）學生任務分享。圍繞學生預習任務單中“任務要求”部分的完成情況，挑選2名學生進行任務分享，引導其他學生對這兩名學生的任務完成情況進行評價，分析任務方案的優(yōu)缺點，歸納總結(jié)知識點。

3）答疑解惑。課程結(jié)束前留出10分鐘時間，教師圍繞學生任務單中存在的困惑進行答疑，針對學生們的共性問題，做出統(tǒng)一講解。

（3）課后復習。課后，學生對本次課程的學習內(nèi)容進行知識點梳理，線上完成作業(yè)和單元測驗。在單元測驗中，不僅提供圍繞本章知識點的基礎題，還加入面試題和競賽題對學生進行拓展提升，一方面檢查學生本章節(jié)學習效果，另一方面為學科競賽儲備力量。課后單元測試如圖4所示。

線上學習不受場地和時間的限制，可以隨時隨地通過學習平臺進行查漏補缺。此外，單元測驗能夠?qū)崟r獲得評判結(jié)果，避免人工評判的滯后問題，同時學生還可以反復修改答錯的題目，直至正確通過為止。測驗題采用由易入難、由簡至繁、由單一知識點到全面綜合設計，循序漸進地提高學生的程序設計能力。

2.1.2 ?項目驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課堂教學設計

除了利用線上教學平臺改進基礎知識的教學，課程還采用項目驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課堂模式，實行線下設計、線上展示，提高學生的綜合設計能力。課程設置了三次貼近實際應用的項目大作業(yè)，內(nèi)容涵蓋類和對象、繼承與派生、多態(tài)與虛函數(shù)，教學形式由“單一的課堂教學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸嘈问降幕咏涣鳌?。項目要求學生全程參與，按照項目分組、項目確認、項目實施和線上展示的步驟有序開展：

（1）項目分組。采取自由組合的形式，由5～6人組成一個小組，設組長一名，并由老師根據(jù)線上教學反饋進行略微調(diào)整。

（2）項目確認。圍繞每個項目要求掌握的內(nèi)容和知識點，給定2～3個項目供學生選擇，小組成員協(xié)商，確定本組要完成的項目。

（3）項目實施。小組成員確定好任務分工，協(xié)作配合，完成概要設計、詳細設計和具體程序的編寫并制作PPT，PPT內(nèi)容涵蓋小組分工、程序所涉知識點、具體的設計方法和步驟，以及程序優(yōu)缺點等。

（4）線上展示。老師根據(jù)學生提交的程序和PPT完成情況進行初步評分，給出指導意見，小組成員再通過騰訊會議共享屏幕進行項目展示。從PPT演講到項目演示，小組成員分工明確，協(xié)同完成任務。圖5為某小組圍繞“類和對象”完成的項目作業(yè)展示。

通過線上翻轉(zhuǎn)教學的開展，改變了傳統(tǒng)的以教師“教”為中心的灌輸式教學模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為中心，將知識的傳授和知識的內(nèi)化教學流程進行了顛覆。檢驗了學生對所學知識的掌握程度，同時也對學生的語言表達能力和分工協(xié)作能力進行了很好的鍛煉。

2.1.3 ?線上線下綜合考核體系

建立以衡量綜合素質(zhì)為依據(jù)的過程化考核評價體系，采用“機考成績40%+線上學習20%+線下表現(xiàn)20%+項目設計20%”的綜合考核方式。機考采用的是如圖6所示的線下局域網(wǎng)測試系統(tǒng)，系統(tǒng)隨機抽題，編程題要求給出具體的驗證結(jié)果，能夠全面系統(tǒng)地考量學生對知識點和技能點的掌握情況。

除機考成績外，還制定了具體的評價分析表，對學生成績進行綜合分析，如表1所示。線上學習主要包括線上課程參與度、任務單完成情況和單元測試情況反饋;線下表現(xiàn)主要包括課堂考勤與表現(xiàn)、上機實踐作業(yè)完成情況;項目設計則表現(xiàn)為三個項目作業(yè)的提交及答辯展示情況。

2.2 ?“主講+外聘”教學模式

我國的高等教育在較短的時間內(nèi)從精英教育跨入大眾化教育，專業(yè)要求也是從面向?qū)W科辦學轉(zhuǎn)向面向社會需求辦學，以社會需求為準繩來確定培養(yǎng)目標[5]。因此，應用型高校要深化教育改革創(chuàng)新，不斷實施開放辦學才能實現(xiàn)學校對人才培養(yǎng)的準確定位。近年來，我校計算機專業(yè)在校企協(xié)同育人方面尋求更深層次的合作，獲批教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目4項，通過各種方式探索校企協(xié)同育人培養(yǎng)模式的建設，尤其是在師資隊伍的建設上，充分發(fā)揮校企合作平臺的優(yōu)勢，聘請企業(yè)技術骨干到高校開展示范性教學，指導學生實踐。

程序設計類課程一般開設在計算機相關專業(yè)低年級階段，學生對專業(yè)學習的方向比較模糊，對課程的學習目標僅局限于應付考試，不能與企業(yè)需求相結(jié)合，導致學習主動性不夠。因此，除了在課程教學中采取“線上+線下”的教學模式外，還聘請企業(yè)導師進行“主講+外聘”教學模式的設計。例如，在“程序設計語言II（C++）”課程中，聘請某企業(yè)導師進行了主題為《從面向?qū)ο蟮饺斯ぶ悄堋绦蛟O計的發(fā)展歷程》的學術講座。該企業(yè)導師為IT行業(yè)有著10年以上項目開發(fā)和教學經(jīng)驗的項目總監(jiān)，參與過多項國家級、省級項目的開發(fā)。整個講座圍繞軟件項目開發(fā)過程，講述OOP思想在項目開發(fā)中的應用，并結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)開發(fā)進行技術引導，讓學生對今后的學習有了更清晰的目標。

在培養(yǎng)方案中，本課程還設置了對應的“編程語言課程設計II”課程實訓環(huán)節(jié)。在實訓改革方面，國內(nèi)外很多學校積極嘗試將程序設計實訓與具體專業(yè)背景下的工程項目相結(jié)合，以工程項目為主線推動學生自主學習與實訓[6]。因此，課程實訓環(huán)節(jié)邀請企業(yè)一線資深技術人員參與指導。企業(yè)工程師將實際項目帶入課程實訓，結(jié)合課程內(nèi)容對實際項目進行簡化、切割，不僅提高了學生的工程實踐能力，也讓學生對企業(yè)需求有了進一步的了解。

通過“主講+聘請”的聯(lián)合教學改革，企業(yè)工程師將項目經(jīng)驗帶進課堂，讓學生能夠深刻體會到知識的應用價值，從而主動、積極地完成實訓環(huán)節(jié)，做到學以致用。這種方式對項目內(nèi)容的設計要求更高，既能綜合強化學生所學知識，設計難度上又有一定程度的提高，讓學生了解項目實施的流程，不斷培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

2.3 ?教學效果

以上課程綜合改革已在本校20級計算機科學與技術專業(yè)全面鋪開，得到了同學們的廣泛好評，課程改革后本屆學生的成績相較于前幾屆學生有較大的提高，學生實踐能力的提升幅度更大，在藍橋杯初賽選拔中，本屆學生取得了不錯的成績。

建立以衡量學生綜合素質(zhì)為依據(jù)的過程化考核評價體系，提高過程性評價的比例，促使學生的學習主動性和積極性不斷增強，特別是項目設計環(huán)節(jié)，同學們表現(xiàn)優(yōu)異，主要反饋情況為：

（1）準備充分并積極參與，小組分工明確，從代碼到PPT，都經(jīng)過反復、認真地修改，使同學們增強了團隊合作意識。

（2）答辯過程學生表述清晰，知識點講解清楚，項目演示熟練，并能對知識點進行拓展，舉一反三。

（3）對自身程序的優(yōu)缺點分析明確，并對程序所存在的不足提出了自己的見解和后期改進方向。

充足的學習時間、靈活的學習方式、默契的團隊合作、線上線下的教學改革不但助力同學們較好地完成各項任務，而且也推動了他們編程能力和綜合設計能力的提升。同時，企業(yè)導師走進課堂，讓學生們切實感受到所學知識很貼近實際應用，也對今后的學習方向有了更清楚的認識。

3 ?結(jié) ?論

程序設計類課程是計算機相關專業(yè)的重要基礎課程，學生只有不斷夯實基礎，培養(yǎng)計算思維能力、程序設計能力、自主學習能力和團隊合作能力，才能促進其后期專業(yè)方向課程的學習，為將來的就業(yè)做好準備?！熬€上+線下”教學改革通過引進或使用現(xiàn)有網(wǎng)絡教學資源輔助課程教學，督導學生線上觀看學習，并結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法培養(yǎng)學生的積極性，并且對于基礎相對薄弱的學生給予其更多的思考和學習時間。同時，將小組合作的理念融入教學中，培養(yǎng)學生的團結(jié)合作精神，達到優(yōu)勢互補的目的，實現(xiàn)了教學過程中“學”對“教”的促進。通過“主講+聘請”的形式，校企“雙導師制”能讓教師和學生“走出去”，感受社會對人才的新需求，掌握最新的工程技術和管理經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.教育部關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知：教高函〔2018〕8號[A/OL].（2018-08-27）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201809/t20180903_347079.html.

[2] 盧瑾，任宏亮.OBE理念下程序設計實驗教學體系改革探索 [J].計算機教育，2020（7）：157-161.

[3] 雷小宇，胡斌等.基于混合模式的程序設計基礎課程改革與實踐 [J].中國信息技術教育，2017，17：85-88.

[4] 劉淼，王海榮，徐東燕.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下《程序設計語言基礎》單元教學設計與思考 [J].教育現(xiàn)代化，2019，6（40）：116-118.

[5] 盧瑾，任宏亮等.以學生為中心的程序設計分層式實驗教學改革 [J].計算機教育，2020（11）：174-178.

[6] 郭銀章，王麗芳.基于項目任務驅(qū)動的C語言程序設計課程教學改革與實踐 [J].計算機教育，2017（2）：41-44.

作者簡介：方潔（1983—），女，漢族，安徽安慶人，副教授，碩士，研究方向：算法設計與分析、數(shù)據(jù)挖掘。