一流本科專業(yè)背景下C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)模式研究

摘要：針對(duì)目前一流本科專業(yè)背景下C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中缺乏系統(tǒng)性以及綜合能力提升不足等問題，在進(jìn)一步深入研究線上線下混合式教學(xué)的基礎(chǔ)上，提出C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，促進(jìn)高校C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量全面提升，推動(dòng)“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三方面教育相融合。

關(guān)鍵詞：一流本科;C語(yǔ)言;程序設(shè)計(jì);混合式;教學(xué)模式

一、一流本科專業(yè)背景下C語(yǔ)言教學(xué)新要求

隨著當(dāng)前我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型及發(fā)展，在一流本科專業(yè)背景下各行各業(yè)不僅需要相對(duì)專業(yè)和實(shí)踐技能扎實(shí)的人才，同時(shí)更需要學(xué)科融合的創(chuàng)新型人才。新形勢(shì)下，一流本科專業(yè)建設(shè)對(duì)C語(yǔ)言教學(xué)也有了新的要求。一流本科專業(yè)的建設(shè)更加側(cè)重于實(shí)踐和生產(chǎn)合作，促進(jìn)跨學(xué)科融合。一流本科專業(yè)背景下促進(jìn)學(xué)科的整合，是指以某種邏輯將單個(gè)模塊內(nèi)的不同知識(shí)匯集在一起，并學(xué)習(xí)使用一門或多門課程的深入知識(shí)來解決問題。交叉與融合是創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的核心，C語(yǔ)言的教學(xué)也必須向多學(xué)科思維領(lǐng)域發(fā)展，促進(jìn)C語(yǔ)言教學(xué)人才具備多專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，形成復(fù)合型人才。

二、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀分析

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程是高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它是各種專業(yè)技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是各種實(shí)踐環(huán)節(jié)的軟件工具。這門課程的覆蓋面相對(duì)很廣，應(yīng)用性較強(qiáng)，學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。開設(shè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程能夠促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力提升，在課程體系中起著不可或缺的作用。目前，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中最常見的問題是：

1.教學(xué)內(nèi)容抽象，學(xué)生不感興趣，理解不透徹。目前，“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程的內(nèi)容越來越抽象，學(xué)生可能會(huì)因?yàn)椴蝗菀桌斫獾某橄笾R(shí)而失去學(xué)習(xí)興趣。此外，這些教學(xué)項(xiàng)目通常針對(duì)大一學(xué)生，他們中的大多數(shù)人對(duì)個(gè)人專業(yè)的看法相當(dāng)模糊。傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)觀念不面向探究性學(xué)習(xí)方法，導(dǎo)致學(xué)生興趣逐漸下降。

2.教學(xué)方法落后，不能滿足個(gè)性化、多樣化和創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)需求?！耙越處煘閷?dǎo)向”的教學(xué)模式目前在教學(xué)過程當(dāng)中占主導(dǎo)地位，與“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)模式相比，仍有許多不足之處，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并不能在一定程度上有效提高學(xué)生的整體素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

3.評(píng)價(jià)方法單一，項(xiàng)目評(píng)估和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)在提升文化、整體素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的作用不明確。目前，大多數(shù)高校采用“平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)”的方法對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行評(píng)價(jià)。常規(guī)成績(jī)以學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為基礎(chǔ)，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。最終結(jié)果取決于學(xué)生的筆試成績(jī)，而目前相對(duì)較為單一的考核方式并不能真正檢驗(yàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

三、混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵及應(yīng)用思路

在當(dāng)前教育創(chuàng)新實(shí)踐過程中，由于受到疫情的影響，大部分高校都是采取在線教育，在線教育是目前一種新的教育模式，它可以在一定程度上憑借不受地域和時(shí)間限制，以及對(duì)學(xué)習(xí)的個(gè)性化支持等優(yōu)勢(shì)，是高等教育改革的重要驅(qū)動(dòng)力，為了能夠在一定程度上充分利用相關(guān)線上以及面對(duì)面教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，線上線下混合教育模式應(yīng)運(yùn)而生。這一模式目前已被大量學(xué)者采用，并在不同學(xué)科進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。線上線下混合教育正在將傳統(tǒng)的“以教師為中心”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”的教學(xué)，主要通過課前學(xué)習(xí)、自主在線學(xué)習(xí)、挑戰(zhàn)性課堂教學(xué)以及線上線下教學(xué)，對(duì)相關(guān)程序的深入審查和評(píng)估?！白灾鲗W(xué)習(xí)”模式的轉(zhuǎn)變，既能在一定程度上有效發(fā)揮教師在備課、學(xué)習(xí)、指導(dǎo)、討論、反思、實(shí)踐、綜合等方面的引導(dǎo)、啟發(fā)和導(dǎo)向作用，還能進(jìn)一步充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性以及創(chuàng)造性來有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)一步有效提高教學(xué)質(zhì)量，改善學(xué)生的思維習(xí)慣并保證相關(guān)教育目標(biāo)及時(shí)、定性、定量地實(shí)現(xiàn)。

線上線下融合教育模式已在部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到應(yīng)用，并取得了相對(duì)良好的效果，但該模式仍需從理念到技術(shù)和方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)性變革。此外，最初為理論教育提出的線上線下混合教育模式，仍以“知識(shí)第一，能力第二”的理念作為研究重點(diǎn)，符合先學(xué)理論知識(shí)再學(xué)能力的一般學(xué)習(xí)過程。

以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為例，在進(jìn)行混合式教學(xué)時(shí)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

1.理論知識(shí)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法知識(shí)相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單，除了課堂教學(xué)之外，還可以通過課外擴(kuò)展資料、微課等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課課前預(yù)習(xí)。然而，學(xué)業(yè)壓力、認(rèn)知和學(xué)習(xí)習(xí)慣的差異會(huì)在一定程度上阻礙學(xué)生在課前完成獨(dú)立學(xué)習(xí)，從而在一定程度上影響了學(xué)習(xí)的有效性。教師在進(jìn)行混合式教學(xué)時(shí)面臨的新挑戰(zhàn)是全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助他們自我管理和自我評(píng)估，從而進(jìn)一步有效促進(jìn)自主學(xué)習(xí)。

2.算法設(shè)計(jì)。教師在課前提供相對(duì)較為明確的實(shí)驗(yàn)說明或普通實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步提出相對(duì)更高效的算法。除了引入線下討論和小組教學(xué)外，實(shí)時(shí)在線交流軟件、公共討論區(qū)等工具也能夠在一定程度上讓老師和學(xué)生實(shí)時(shí)高效溝通，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，快速發(fā)現(xiàn)問題，便于深入進(jìn)行討論。

3.調(diào)試運(yùn)行。在相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中通常來說具有相對(duì)固定的輸入以及輸出模式，可以通過使用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的在線評(píng)分系統(tǒng)快速查看相關(guān)反饋，并支持在規(guī)定時(shí)間內(nèi)多次進(jìn)行提交。然而，在系統(tǒng)當(dāng)中通常只解決“判錯(cuò)或判對(duì)”問題，不提供關(guān)于編譯器或調(diào)試函數(shù)錯(cuò)誤的具體信息，不利于學(xué)生查錯(cuò)和糾錯(cuò)。需要教師總結(jié)共性問題并統(tǒng)一講解。除了在線批閱外，撰寫和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的學(xué)生以及收集和審查實(shí)驗(yàn)報(bào)告的教師還可以在線互動(dòng)，隨時(shí)答疑。

四、混合式教學(xué)模式的構(gòu)建及教學(xué)過程設(shè)計(jì)

（一） 課前準(zhǔn)備階段

教師在相關(guān)課前的主要任務(wù)是準(zhǔn)備相對(duì)應(yīng)的教學(xué)資源，在教學(xué)教育資源上包括但不限于微視頻、測(cè)試題、PPT教程、教材和學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，同時(shí)進(jìn)一步提供相對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)說明。實(shí)驗(yàn)指南則主要包括對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的深入解釋描述、問題分析推理、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、參考代碼或偽代碼以及階段描述，通過讓學(xué)生參考練習(xí)、進(jìn)階擴(kuò)展，幫助學(xué)生由淺入深逐步理解。

（二）課中實(shí)施階段

由于學(xué)生在課前已經(jīng)能夠?qū)ο嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有一定的了解，因此教師在教學(xué)過程中應(yīng)采用問題式教學(xué)法，以便于在總結(jié)和發(fā)展的同時(shí)，進(jìn)一步有效檢驗(yàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果和回答學(xué)生的問題。例如，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“設(shè)計(jì)兩隊(duì)選手比賽方案”中，教學(xué)目的是使學(xué)生掌握如何使用嵌套循環(huán)來實(shí)現(xiàn)枚舉算法和選擇枚舉對(duì)象以提高效率。因此，實(shí)際教學(xué)時(shí)可以在參考計(jì)劃的基礎(chǔ)上組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，學(xué)生在討論過程中基于結(jié)構(gòu)化編程、編程實(shí)現(xiàn)、代碼調(diào)試等步驟從而獲得實(shí)時(shí)反饋，然后可以根據(jù)需要來解決過程中出現(xiàn)的問題或錯(cuò)誤，從而促進(jìn)學(xué)生總結(jié)優(yōu)化算法。在實(shí)施相關(guān)混合式教學(xué)方法過程當(dāng)中，要盡可能強(qiáng)調(diào)學(xué)生操作實(shí)踐，從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)的內(nèi)部理解和實(shí)踐轉(zhuǎn)化，以及在探索和合作的基礎(chǔ)上發(fā)展相關(guān)計(jì)算和科學(xué)思維，同時(shí)最大限度地考慮不同學(xué)生的差異化需求。

（三）課后反饋階段

學(xué)生課后的主要任務(wù)是總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)過程，完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師應(yīng)當(dāng)應(yīng)用教學(xué)評(píng)價(jià)模式來快速發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，并迅速介入，將“教”的原則付諸實(shí)踐，因材施教。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)課后評(píng)價(jià)進(jìn)行分析得出了兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論：1.同一水平學(xué)生期末學(xué)習(xí)曲線的分布表明了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的個(gè)體差異。部分學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)的接受程度較低，缺乏自主學(xué)習(xí)的積極性，需要教師的反復(fù)督促，才能完成學(xué)習(xí)任務(wù)。2.數(shù)據(jù)的分布具有一定的規(guī)律性，主要表現(xiàn)為期末成績(jī)較高的學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)習(xí)曲線的增長(zhǎng)率較高，整體穩(wěn)定性相對(duì)穩(wěn)定;另一方面，期末成績(jī)低的學(xué)生學(xué)習(xí)曲線增長(zhǎng)緩慢，在課程開始時(shí)增長(zhǎng)趨勢(shì)不穩(wěn)定，并會(huì)在短時(shí)間內(nèi)提交大量代碼，說明在考前可能存在一定的抄襲或惡性突擊。

例如，2021學(xué)年春夏季學(xué)期在線評(píng)估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄了774名學(xué)生為期19周課程的每日累積代碼和最終結(jié)果。根據(jù)個(gè)體差異，學(xué)習(xí)曲線呈現(xiàn)不同的增長(zhǎng)模式。在這種情況下，百分比制的最終得分大致分為六個(gè)階段，即[0，45）、[45，60）、[60，70）、[70，80）、[80，90）、[90，100]。為了獲得每周提交代碼的記錄，以及提取修改后的學(xué)習(xí)曲線的各種統(tǒng)計(jì)特征，例如最大值、平均值、分?jǐn)?shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、熵等，對(duì)訓(xùn)練行為數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理（分段聚合逼近、去除異常值、去除累積等），數(shù)據(jù)的聚類分析產(chǎn)生六類初步學(xué)習(xí)曲線。每個(gè)子圖顯示不同類別學(xué)習(xí)曲線的分布、最終結(jié)果的平均值（mean）、標(biāo)準(zhǔn)偏差（STD）和范圍（range）。雖然同一類別學(xué)生的分?jǐn)?shù)涵蓋范圍相對(duì)較廣，但實(shí)際的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)差顯示出很好的區(qū)別。隨著課程的不斷推進(jìn)，學(xué)生所表現(xiàn)出來的累計(jì)代碼趨勢(shì)是穩(wěn)步增長(zhǎng);累積代碼通道的數(shù)量在本課結(jié)束時(shí)達(dá)到峰值，如圖1所示。學(xué)習(xí)曲線和結(jié)果之間的關(guān)系能夠在一定程度上證實(shí)之前的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論。

由此可見，混合式教學(xué)需要教師精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)課前和課后任務(wù)，精確地進(jìn)行量化評(píng)估和激勵(lì)，設(shè)立科學(xué)而有效的督促機(jī)制。而且，混合式教學(xué)剛開課時(shí)的習(xí)慣養(yǎng)成和成果激勵(lì)很重要，最好設(shè)計(jì)分時(shí)分階段的打分方式，早完成任務(wù)的學(xué)生分?jǐn)?shù)較高，督促學(xué)生不但要根據(jù)課程進(jìn)度每周完成實(shí)驗(yàn)，而且能夠盡早提交。并且通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的查重功能，對(duì)學(xué)生代碼進(jìn)行復(fù)查，重復(fù)率高的代碼扣分，并及時(shí)公布分?jǐn)?shù)，以小組為單位進(jìn)行分?jǐn)?shù)匯總，鼓勵(lì)小組競(jìng)爭(zhēng)。

（四） 線上線下綜合考核方式

C語(yǔ)言編程不是一門純理論的課程，而是一門應(yīng)用性的課程。大多數(shù)傳統(tǒng)的C語(yǔ)言評(píng)估方法都是以筆試的形式來進(jìn)行的，考試中客觀題太多，不能反映出學(xué)生的綜合編程和調(diào)試程序的能力，很難有效檢驗(yàn)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。因此，為了能夠進(jìn)一步有效協(xié)調(diào)理論及實(shí)踐，在混合式教學(xué)模式下應(yīng)建立相對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)估機(jī)制，除了評(píng)估學(xué)生的知識(shí)掌握能力，更重要的是實(shí)際應(yīng)用能力評(píng)估。

本課程的綜合評(píng)價(jià)包括學(xué)習(xí)過程評(píng)估和期末總結(jié)評(píng)估。學(xué)習(xí)過程評(píng)估分為線上評(píng)估和線下評(píng)估。線上評(píng)估包括MOOC學(xué)習(xí)進(jìn)度以及課堂上的MOOC問題和測(cè)試;線下評(píng)估主要包括學(xué)生的出勤率、課堂表現(xiàn)、小組積分、作業(yè)完成情況等。期末總結(jié)評(píng)估采用“上機(jī)測(cè)試”的形式，重點(diǎn)是評(píng)估學(xué)生閱讀程序、編寫程序和調(diào)試程序的能力。在授課過程中強(qiáng)調(diào)過程評(píng)價(jià)，引入監(jiān)督機(jī)制，通過平臺(tái)監(jiān)測(cè)、課堂提問、分組PK、附加作業(yè)等方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過C語(yǔ)言混合教學(xué)模式的實(shí)踐，學(xué)生的編程水平有了很大的提高。構(gòu)建混合式課堂相結(jié)合教育模式，促進(jìn)現(xiàn)代教育的深度發(fā)展。另外，學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)教育模式的評(píng)價(jià)反饋主要集中在教師是否可以增加電子學(xué)習(xí)資源的類型和數(shù)量，以及是否可以結(jié)合不同專業(yè)采取多學(xué)科教學(xué)案例和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因此可以進(jìn)一步豐富教學(xué)資源，聯(lián)合不同專業(yè)背景的教師，選擇交叉案例，合理組織編排，以確保高級(jí)語(yǔ)言編程知識(shí)能夠在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮作用。在今后的實(shí)踐中，還要繼續(xù)充實(shí)和專業(yè)相結(jié)合的案例庫(kù)，重點(diǎn)是提高學(xué)生利用信息化工具解決實(shí)際工程問題的綜合能力。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]賴昌美，楊劍.雨課堂模式下的高職“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程混合式教學(xué)研究[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2020，17（10）：97-98.

[2]呂德深，梁承權(quán).《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》混合式教學(xué)模式的研究與實(shí)踐——以南寧學(xué)院為例[J].科技風(fēng)，2021（01）：52-53.

[3]呂浩音，唐婷.疫情環(huán)境下《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程混合式在線翻轉(zhuǎn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與研究[J].甘肅科技，2020，36（22）：15-18+71.

[4]劉秋菊，王仲英.新工科背景下C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J].洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，39（11）：90-93.

[5]王曉曄，桑海濤，陳世峰.線上線下混合式教學(xué)模式的研究與探索——以“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程為例[J].現(xiàn)代信息科技，2021，5（09）：185-187+191.

作者單位：鄭妍? ? 黑龍江工程學(xué)院

基金項(xiàng)目：黑龍江省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年重點(diǎn)項(xiàng)目，“一流本科專業(yè)”背景下混合式教學(xué)程序設(shè)計(jì)類課程課程思政建設(shè)的探索與實(shí)踐，GJB1421524。

鄭妍（1981.11-），女，漢族，黑龍江哈爾濱，碩士研究生，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。