C程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)改革探究

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摘要隨著信息化技術(shù)廣泛地應(yīng)用于教育領(lǐng)域，混合式教學(xué)逐步受到教育工作者的關(guān)注。文章針對(duì)C程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，提出了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的混合式教學(xué)模式，從教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)的搭建、教學(xué)項(xiàng)目的規(guī)劃、線上線下教學(xué)設(shè)計(jì)以及課程評(píng)價(jià)體系幾方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，深入研究了將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的模式引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中的具體實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)混合式教學(xué)C程序設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂

0引言

C語言程序設(shè)計(jì)是很多理工科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力、算法分析能力和編程測(cè)試能力。[1]作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)理論性和實(shí)用性并重的原則，學(xué)生不僅要掌握C語言的語法知識(shí)、過程化程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，常用的算法設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)表達(dá)方式，更要將程序設(shè)計(jì)的思想應(yīng)用到解決實(shí)際生活問題中，嘗試開發(fā)專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用程序，將理論抽象轉(zhuǎn)化為工程實(shí)踐，培養(yǎng)具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的高層次應(yīng)用型人才。對(duì)C程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在如下問題。課堂教學(xué)仍然以教師講授為主，片面關(guān)注語法知識(shí)，沒有有效地將知識(shí)點(diǎn)融入到實(shí)踐操作中，忽視了對(duì)學(xué)生思維能力的訓(xùn)練，學(xué)生缺乏積極性和自主性。實(shí)踐環(huán)節(jié)局限于教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容，缺乏綜合性的算法拓展訓(xùn)練和工程化的項(xiàng)目訓(xùn)練?？己朔绞絾我唬越Y(jié)果性評(píng)價(jià)為主，忽視了實(shí)踐教學(xué)的過程性評(píng)價(jià)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，信息技術(shù)與教育跨界融合，教學(xué)資源和教學(xué)手段不再局限于傳統(tǒng)課堂固有的模式。本文提出了一種基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的C程序設(shè)計(jì)混合教學(xué)模式，并設(shè)計(jì)了將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的具體實(shí)施方案。

1基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的C程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)模式

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論之上，[2]把建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論有效地應(yīng)用于理論和實(shí)踐教學(xué)中，通過項(xiàng)目實(shí)施推動(dòng)教學(xué)進(jìn)程，提倡“以項(xiàng)目為主線，以教師為引導(dǎo)，以學(xué)生為中心”[3]的思想。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，整合已有的知識(shí)，積極討論和探究項(xiàng)目實(shí)施過程中遇到的新問題，建構(gòu)新知識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和協(xié)作精神。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支持下，混合式教學(xué)包含多個(gè)層次，面對(duì)面教學(xué)與在線學(xué)習(xí)的混合，不同教學(xué)理論指導(dǎo)下的教學(xué)方法的混合，線上與線下不同學(xué)習(xí)環(huán)境的混合，學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)的混合，多種教學(xué)媒體與演示方式的混合，真實(shí)課堂與虛擬教室的混合等。[4]結(jié)合C程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，以多層次的實(shí)踐項(xiàng)目為教學(xué)載體，將傳統(tǒng)的教育資源與互聯(lián)網(wǎng)信息資源進(jìn)行優(yōu)化重組，結(jié)合面授教學(xué)與在線學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

1.1構(gòu)建立體化混合式教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)

互聯(lián)網(wǎng)信息化的發(fā)展，從最初的面對(duì)面實(shí)踐教學(xué)環(huán)境發(fā)展到了線上實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，資源實(shí)現(xiàn)了高度共享，教師和學(xué)生有了更廣泛的選擇范圍。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、軟件工程實(shí)訓(xùn)基地等實(shí)踐場(chǎng)地和資源，ACM程序設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等各類競(jìng)賽，保證師生面對(duì)面的討論交流，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在知識(shí)深化以及綜合拓展能力方面的工程化思維的轉(zhuǎn)變。虛擬實(shí)驗(yàn)室、各種慕課資源以及程序測(cè)評(píng)系統(tǒng)等多種在線實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，使教學(xué)從課堂延伸到了課堂之外，實(shí)現(xiàn)了師生的在線交流，保證了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究精神。

1.2整合多層次教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目

結(jié)合軟件開發(fā)特點(diǎn)，遵循應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)律，對(duì)應(yīng)教學(xué)活動(dòng)的不同環(huán)節(jié)，將教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目分為三個(gè)層次，分別是基礎(chǔ)實(shí)踐型項(xiàng)目、綜合設(shè)計(jì)型項(xiàng)目和工程創(chuàng)新型項(xiàng)目，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的軟件開發(fā)和工程創(chuàng)新能力?；A(chǔ)實(shí)踐型項(xiàng)目以培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槟繕?biāo)，教師緊扣教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，把C程序設(shè)計(jì)的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)、經(jīng)典算法的傳授和基礎(chǔ)實(shí)踐項(xiàng)目相結(jié)合，將知識(shí)點(diǎn)融入到真實(shí)場(chǎng)景中，使學(xué)生不再拘泥于枯燥的理論知識(shí)，而是學(xué)以致用，高效系統(tǒng)地獲取知識(shí)。綜合設(shè)計(jì)型項(xiàng)目以解決實(shí)際問題為主要目的，將若干教學(xué)模塊的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，使學(xué)生在一定的情境中能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)并進(jìn)行有效的知識(shí)遷移，從而提高編程技能，進(jìn)而建立起軟件開發(fā)思想。工程創(chuàng)新型項(xiàng)目以工程企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的四大要素“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”，強(qiáng)調(diào)在問題解決中完成自主學(xué)習(xí)、協(xié)作探究和創(chuàng)新實(shí)踐，[5]最終培養(yǎng)專業(yè)的軟件開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才。精心設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目，要符合學(xué)生的認(rèn)知能力，并能夠進(jìn)行知識(shí)的拓展。從基礎(chǔ)模塊開始，逐層完善擴(kuò)展功能，使學(xué)生在不斷的思考中進(jìn)行探索和創(chuàng)新。這樣做不僅形成一個(gè)完整的知識(shí)體系框架，而且從邏輯上形成一個(gè)清晰的思維脈絡(luò)，加強(qiáng)了思維訓(xùn)練的連貫性。C語言中“小學(xué)數(shù)學(xué)四則運(yùn)算測(cè)試系統(tǒng)”項(xiàng)目任務(wù)規(guī)劃。

1.3探索線上線下多樣化教學(xué)方法

網(wǎng)絡(luò)課堂、慕課、微課等多種在線學(xué)習(xí)方式的出現(xiàn)，使學(xué)生可以隨時(shí)隨地利用碎片化的時(shí)間觀看在線視頻，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，完成在線測(cè)試，彌補(bǔ)課堂上有限的時(shí)間內(nèi)獲取知識(shí)的不足。教師可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，及時(shí)調(diào)整課堂進(jìn)度與內(nèi)容，使課堂教學(xué)更加有的放矢。但是在線學(xué)習(xí)不能替代課堂教學(xué)，課堂教學(xué)中面對(duì)面的情感講解、交流互動(dòng)等教學(xué)優(yōu)勢(shì)仍然是在線學(xué)習(xí)不可比擬的。強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、啟發(fā)討論式、協(xié)作探究式等多種教學(xué)方法混合使用，利用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式完成線上線下混合式教學(xué)，[6]在教師的積極引導(dǎo)下，營造起融洽的學(xué)習(xí)氛圍。

1.4構(gòu)建科學(xué)合理的課程評(píng)價(jià)體系

課程考核是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要環(huán)節(jié)，合理的課程評(píng)價(jià)體系促進(jìn)提高教學(xué)質(zhì)量。強(qiáng)調(diào)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力，注重學(xué)習(xí)過程的動(dòng)態(tài)性和持續(xù)性，構(gòu)建C程序設(shè)計(jì)的課程評(píng)價(jià)體系，包括項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)、在線學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和期末綜合評(píng)價(jià)三部分。在項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，由學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施情況、答辯總結(jié)報(bào)告以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力給出項(xiàng)目評(píng)分；在線學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如觀看視頻情況、在線測(cè)試成績、討論參與記錄等給予合理的過程性評(píng)價(jià)；期末綜合評(píng)價(jià)通常以機(jī)試的方式綜合考察學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)理論知識(shí)的掌握情況和動(dòng)手實(shí)踐能力，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更加系統(tǒng)化。

2項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施

以項(xiàng)目為教學(xué)主線，圍繞“做中學(xué)”的宗旨構(gòu)建情境式教學(xué)；[7]以翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)實(shí)施，最大程度地基于線上線下教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)，融合課堂教學(xué)和課外教學(xué)，以學(xué)生為中心完成應(yīng)用型教學(xué)和學(xué)習(xí)過程。

2.1課前教學(xué)環(huán)節(jié)

教師明確課程教學(xué)目標(biāo)，熟悉教學(xué)內(nèi)容，了解學(xué)生學(xué)習(xí)能力精心設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)項(xiàng)目，整理出與該項(xiàng)目相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。將項(xiàng)目的演示效果與知識(shí)點(diǎn)分別錄制教學(xué)視頻，提出有針對(duì)性的學(xué)習(xí)問題，配合各類學(xué)習(xí)資源到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生自主學(xué)習(xí)Mooc資源、微課視頻，完成在線測(cè)試，通過問題交流、合作討論等方式，掌握項(xiàng)目相關(guān)的理論知識(shí)點(diǎn)，并收集項(xiàng)目相關(guān)資料，完成項(xiàng)目需求分析。我校于2015年在超星Mooc平臺(tái)上建成了“高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)（C）”的網(wǎng)絡(luò)在線課程，界面。教師可以和學(xué)生互動(dòng)答疑，了解學(xué)生在自學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，并監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備?！?/p>

2.2課中教學(xué)環(huán)節(jié)

依據(jù)C程序設(shè)計(jì)課程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的特點(diǎn)，將上課地點(diǎn)安排在機(jī)房，更好地滿足師生之間的互動(dòng)交流，及時(shí)解決在代碼調(diào)試中出現(xiàn)的問題。教師收集課前在線討論或答疑過程中的共性問題，梳理涉及到的知識(shí)點(diǎn)和重要概念，配合應(yīng)用實(shí)例，反復(fù)多層次地對(duì)知識(shí)點(diǎn)和各種應(yīng)用問題進(jìn)行綜合分析及系統(tǒng)化的闡述。教師依據(jù)項(xiàng)目的規(guī)模對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，一般綜合設(shè)計(jì)型或工程創(chuàng)新型項(xiàng)目可以2~4人為一組，而基礎(chǔ)實(shí)踐型項(xiàng)目不再分組，由學(xué)生獨(dú)立完成。根據(jù)軟件開發(fā)的組織流程由抽象到具體，學(xué)生在項(xiàng)目的實(shí)施過程中分別擔(dān)任一個(gè)或若干個(gè)角色，使學(xué)生真正感受項(xiàng)目開發(fā)的整個(gè)過程。（1）項(xiàng)目方案制定。學(xué)生課前通過分析項(xiàng)目的任務(wù)需求，確定設(shè)計(jì)方案，包括與用戶的交互方式、數(shù)據(jù)的表示存儲(chǔ)方式、各功能模塊的劃分及模塊之間的聯(lián)系。根據(jù)子模塊的功能進(jìn)行任務(wù)分配，保證每個(gè)同學(xué)都參與到項(xiàng)目中來，互相協(xié)作完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)。教師監(jiān)督引導(dǎo)方案的設(shè)計(jì)、及時(shí)糾正設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的偏差，保證每一組的方案是有效可行的。（2）項(xiàng)目方案實(shí)施。學(xué)生按照分配的模塊功能，完成算法設(shè)計(jì)和代碼編寫工作，并進(jìn)行調(diào)試分析。盡量由學(xué)生自己解決代碼中出現(xiàn)的問題，教師可以給出常見錯(cuò)誤的解決方案，如變量未初始化、數(shù)組下標(biāo)越界、指針指向錯(cuò)誤等。學(xué)生在小組內(nèi)或組間進(jìn)行項(xiàng)目研討，提出項(xiàng)目執(zhí)行過程中遇到的問題，分享項(xiàng)目開發(fā)過程中的經(jīng)驗(yàn)，展示項(xiàng)目的階段性成果。教師及時(shí)了解項(xiàng)目進(jìn)展，把控整體方向，進(jìn)行項(xiàng)目的階段性評(píng)價(jià)，對(duì)遇到的難點(diǎn)問題予以適當(dāng)?shù)膯l(fā)。（3）項(xiàng)目展示評(píng)價(jià)。項(xiàng)目完成后，以小組為單位進(jìn)行項(xiàng)目答辯，講解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路，演示運(yùn)行結(jié)果，自評(píng)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，回答教師和其他組同學(xué)感興趣的問題。教師根據(jù)項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)思路、創(chuàng)新性以及團(tuán)隊(duì)合作情況綜合評(píng)分，并總結(jié)評(píng)價(jià)項(xiàng)目中的特色亮點(diǎn)，需要進(jìn)一步完善的問題等。

2.3課后教學(xué)環(huán)節(jié)

提交項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告，進(jìn)行項(xiàng)目心得交流，教師從學(xué)生的反饋中發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)改進(jìn)。部分項(xiàng)目在課內(nèi)完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)充，學(xué)生可以從自身興趣出發(fā)拓展實(shí)踐，從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)思考，主動(dòng)尋求問題的解決方法。此外，引導(dǎo)學(xué)生積極參加大學(xué)生科研競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，拓展程序設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，從深度和廣度上達(dá)到一個(gè)更高的層次，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。

3結(jié)語

將基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的混合式教學(xué)模式引入C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，對(duì)教師和學(xué)生都提出了更高的要求，教師要具有良好的課程建設(shè)和教學(xué)組織能力；學(xué)生與教師積極配合，真正作為學(xué)習(xí)的主人，才能最大化地提升教學(xué)效果。此外，項(xiàng)目的開發(fā)需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，要注意平時(shí)的常規(guī)練習(xí)，建設(shè)訓(xùn)練題庫，完成充足的編程訓(xùn)練，積累代碼量。實(shí)踐表明，依托線上線下豐富的教學(xué)資源，有效地融合課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)，以項(xiàng)目為主線穿插于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自學(xué)能力以及分析解決問題的能力都有了明顯的提高，并且更加富有團(tuán)隊(duì)精神，更好地適應(yīng)企業(yè)和社會(huì)對(duì)于應(yīng)用創(chuàng)新型人才的需求。

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作者：劉姝 單位：中原工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院