王荇，徐煜明，陳舜青，李曙英

(常州工學院計算機信息工程學院，江蘇常州213002)

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“計算機語言C”課程研究性教學模式的探索

王荇，徐煜明，陳舜青，李曙英

(常州工學院計算機信息工程學院，江蘇常州213002)

摘要：研究性教學模式是近年來教學改革研究的熱點，研究性教學不僅有助于深入理解與掌握知識技能，更有利于形成與發(fā)展創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。結合近年的改革實踐，探討了研究性課堂和翻轉課堂混合型教學模式在“計算機語言C”課程中的實踐情況，對于研究性教學改革具有一定的參考價值。

關鍵詞：研究性教學；翻轉課堂；教學反饋；教學設計

0前言

2015年1月，教育部頒發(fā)了《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》，要求積極推動研究性教學、提高大學生的創(chuàng)新能力[1]。C 語言在計算機科學中有著非常重要的地位，它不僅是其它眾多現代編程語言的基礎，也是業(yè)界應用最多、最為廣泛的語言之一，在信息化教學環(huán)境中，C語言的教學目的重點不僅是C語言語法本身，更在于培養(yǎng)學生利用計算機這個工具為人類服務的工程實踐能力。作為全校理工科學生剛進入高校的必修課，本課程對培養(yǎng)學生思維能力和實踐能力具有非常重要的作用[2]。

本文研究的主題就是改變現行的計算機語言課程教學模式，改革知識傳授的方式，幫助學生學習和領悟研究的方法與思路，使學生的知識學習在一種深層次的理解、高水平的思維下完成，進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力、創(chuàng)新意識。

本課程研究性教學的研究過程中，借鑒了多個理論研究：①ARCS模型。1987年由美國佛羅里達大學的約翰·M·科勒(John M Keller)教授提出的一個激發(fā)與維持學生學習動機的模型[3]。②學習金字塔。美國緬因州的國家訓練實驗室研究成果，它用數字形式形象顯示了采用不同的學習方式，學習者在兩周以后還能記住內容(平均學習保持率)的多少[4]。③戴爾經驗之塔。美國視聽教育家戴爾1946年在《視聽教學法》中提出，教育教學應從具體經驗下手，逐步升到抽象，有效的學習之路應該充滿具體經驗。

1課程設計方案

1.1課程的教學現狀及存在的問題

1)學生不重視本課程。作為公共課，非計算機專業(yè)的學生對本門課程不重視，很多學生不完成作業(yè)或抄襲作業(yè)。由于教學條件的限制，坐在教室后面的學生看不清投影儀，索性就不認真聽課。

2)課時少而考核要求高。本課程課時太少，而課程考核要求高，往年本門課的教學總是在教師趕進度的狀況下完成。由于不做作業(yè)的學生不在少數，教師在課堂上既要把教學內容講完后，又要再把課后習題全部講解清楚，上課師生互動時間非常少。

3)學生自學能力較弱。學生在接受了多年灌輸式教育后，思維能力、分析問題能力越來越弱，不愿意或者不會去主動分析思考問題，更不會與同學合作學習。學生在學習過程中太依賴教師，缺乏主動性。大學教師需要改變目前學生自主學習能力差的局面。

1.2總體設計方案

針對以上3個問題，本課程的研究性教學改革決定以傳統(tǒng)課堂教學和翻轉課堂相結合的模式進行，全方位地引入研究性教學理念。

首先，課堂上，以動畫、視頻、學生實踐等形式描述C語言中各種抽象算法，讓學生體會將抽象問題形象化的方法，課堂中更多地引導學生在觀察動畫同時抓住關鍵要素，幫助學生掌握分析問題寫出程序的方法和步驟，即重方法輕算法。

其次，課后圍繞課堂所講授內容重點布置作業(yè)讓學生完成，在讓學生對所學的方法能及時運用。

最后，實踐課上，圍繞核心問題進行討論，觀察學生對學習方法的掌握情況，并及時加以鞏固。

2研究性課堂教學設計

2.1第一堂課的設計

教師是知識的傳授者，這個思想已經不適合目前教育現狀了。把教學內容深入淺出地傳授給學生已遠遠不夠，教師要教授給學生的是學習方法而不僅僅是學習內容，要讓學生提高的是學習能力而不是成績，這個理念必須貫穿于整個教學設計中。而第一堂課，對于師生來說都很重要，要讓學生在第一堂課就信任教師，重視這門課。

教學開始，首先設計了1款游戲，讓學生分組合作完成1道數學題，讓他們體會合作的樂趣，而教師只需要用1 min就可以用C語言完成此題，讓學生感受編程的奇妙。其次，再調試幾個能解決實際問題的C程序，讓學生感受編程源于生活、用于生活。再次，設計是在PPT中用問題形式讓學生了解這門課，并了解這門課的重要性。從次，向學生介紹學習金字塔和戴爾經驗之塔等一些學習理念，不僅讓學生了解主動學習的重要性，還要讓學生去感悟更深層次的學習方法，將來研究性課堂和翻轉課堂的課程設計受經驗之塔的影響比較大，如果學生的學習方法和教師的課程設計理念步調相一致，將來師生的合作將會更協調。最后，學生可以根據本次課的合作情況和將來的教學要求重新進行分組，以后的視頻作業(yè)、課堂討論都要按組進行。

2.2研究性課堂教學設計

教學任務中C語言共有7個章節(jié)，其中第3章3種基本結構、第4章數組、第5章函數大部分內容用翻轉式課堂教學法，其余內容在傳統(tǒng)的課堂教學中引入研究性教學模式。課程的講授過程中，教師需要由淺入深地設計多個問題，涉及基本概念到如何辨析問題、理清思路、選擇方法和綜合應用。

C語言的核心是算法，算法的教學設計中要注意培養(yǎng)學生觀察問題分析問題的能力，引導學生找出解決問題的關鍵，幫助學生掌握寫程序的技巧。例如，C語言的冒泡排序，整個教學步驟是如下設計的：①先讓6個高矮不等的學生隨機排成1隊，進行冒泡排序的第1趟排序，最高的學生排到最后去了，學生對冒泡排序有了個形象的認識。②提出2個關鍵問題，6個人按由矮到高的順序排好需要排序幾趟，每趟排序多少次，學生可以先猜測一下。③讓學生看1個完整的冒泡排序的flash動畫，對剛才提出的問題進行驗證。④這2個問題的答案就是雙重循環(huán)的循環(huán)條件，根據2個關鍵問題的答案引導學生一步步寫出程序。

課件中很多知識點后直接與課后習題掛鉤，這有益于學生圍繞同一主題進行探索，而課后習題學生可以直接在計算機基礎教學部自主開發(fā)的軟件——C語言一體化教學平臺(見圖1)上完成，很方便。

圖1　自行研發(fā)的C語言一體化教學平臺

2.3研究性課堂如何選擇課堂問題

課堂提問對研究性課堂尤其重要，研究性課堂中所需要的問題，并非以數量取勝，而是以能否達成引導學生分析、整合應用知識這類目標為判斷標準。

為了達到這些要求，本人經常借用“四問題結構”這種結構化問題形式，詳述如下：①第1個問題。指出你的一個重要的概念、研究發(fā)現、理論或想法。這個問題需要學生提出重要的觀點，考察的是學生分析內容的能力。②第2個問題。談一談為什么你認為這個研究發(fā)現理論或想法重要?這個問題要求學生進行反思，進行批判性思考。③第3個問題。試著將你從這個活動中所學應用到生活中的某些方面，用案例說明。這個問題提高學生對知識的實際應用能力。④第4個問題。你遇到了什么問題，你還想知道些什么？這一步是為了提高學生質疑的能力。比如冒泡排序學完后，針對冒泡排序依次提了4個問題：寫這個程序的關鍵方法在哪里？為什么？舉個例子說明冒泡排序可以用在生活中的哪些環(huán)節(jié)？你有沒有看到過冒泡排序還有其他寫法？

2.4研究性課堂的教學活動

研究性課堂的主要特點之一就是教學活動豐富，本人經常用到基于新西蘭奧克蘭大學約翰哈蒂教授研究的有效的教學活動，即根據學習結果來看哪些因素對學生學習有積極影響。約翰哈蒂教授的研究基于超過800個元的分析數據，超過5萬篇研究，研究樣本涉及的數據超過2千4百萬個學生。本人采納了其中影響因子排在前10位的一些有益活動。

1)學生期望。學生是最能準確預估自己的表現，學生的表現一旦超出自我的期待，將會對自己的學習能力信心大增。比如，在理論測試前，讓學生先寫出自己的目標成績，以此用來激勵學生表現得更好。

2)干預反應。在學習過程中觀察學生行為，有些學生學習節(jié)奏會比其他人慢一些，有些學生因為情緒或其他原因會發(fā)生些狀況，這時教師要進行干預，進行一對一的討論或課后的輔導。

3)課堂討論。設計一系列討論問題，分配足夠時間使討論能充分細致，學生可以自由表達自己的意見。

4)對學習能力一般的學生進行全面的輔導。為他們專門組織一些學習材料，介紹學習工具和學習方法。對學生進行基于學習方法上的鍛煉，其作用是比較大的。

5)反饋。反饋應是總結—回應—引導。要經常問學生，多從學生那里獲取反饋，創(chuàng)建歡迎學生出錯的課堂氛圍。對于學生的表現，也經常給予反饋，這個反饋不是總說不錯、很好，而是告訴學生哪些方面有進步，哪些地方存在問題。

3翻轉課堂設計

3.1翻轉課堂介紹

“翻轉課堂”是對傳統(tǒng)的“課上講授、課下作業(yè)”教學模式的翻轉，它通過借助現代教育技術手段預先錄制授課視頻來取代傳統(tǒng)的課堂知識講授，并在網絡上進行共享，要求學生課前自主觀看學習，然后利用課堂時間集中解決學生在觀看視頻時所產生的困惑和疑問，實現知識內化[5]。課堂則變成師生互動的場所，用于解答疑惑、協作探究、匯報討論等活動。張金磊等[6]根據翻轉課堂的內涵以及建構主義學習理論、系統(tǒng)化教學設計理論，在Talbert的翻轉課堂結構模型基礎上，構建出如圖2所示的翻轉課堂教學模型。

圖2　翻轉課堂教學模型

3.2翻轉式課堂課前任務單設計

在設計視頻前，要設計難度適中的選擇題、程序設計題或其他任務讓學生在看完視頻后討論完成，強調讓學生討論是因為經過討論和闡述會讓學生更牢固地掌握知識點。

作業(yè)的布置要經過周密的分析和設計，所以每次課程都要根據教學目標的深淺、層次和結構設計“課前任務單”，任務單的設計還需注意充分考慮學生的情況，能激發(fā)學生的學習興趣，要有一定難度，并允許學生犯錯，學習本身就是犯錯糾錯的過程，要重視的是學習的過程，而不是結果。

最關鍵的是想辦法讓學生課前完成任務單，本人用了以下幾個方法：①在用學生課前作業(yè)作為案例在課堂講解，學生看到自己的作業(yè)被以這樣有意義的方式使用，會更加愿意配合教學。②計入課程成績，占到30%，代替考勤分，在評分量規(guī)上體現努力程度比做對題更重要。③提供學生遇到困難的求助平臺，學生遇到問題時候可以在網上問老師和同學。

3.3翻轉式課堂視頻制作

本人選擇Camtasia Studio軟件錄制視頻，視頻的制作注意點很多。首先，畫面要能引起學生的注意，本人制作了大量flash動畫或PPT動畫來描述算法，很受學生歡迎。更重要的是視頻的內容要利于學生理解，并能引導學生主動思考分析。本人參考了ARCS模型理論，課件上的例題或知識點講述的方法盡量和學生學過的知識或生活中的應用相聯系，讓學生覺得程序設計不是那么抽象。另外，本人在視頻中注意和學生交流，讓學生感覺老師就在身邊，提出問題的也能激發(fā)學生進一步的學習動機。最后，及時收集整理學生觀看視頻的反饋意見，學生沒有搞明白的知識點更需要及時在課堂學習中強調。

3.4翻轉式課堂的課堂設計

3.4.1翻轉式課堂步驟

課前要了解學生自學情況，制作好“課堂活動設計單”，保證課堂環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣。

課堂教學大概分4步：①檢測自主學習成效。檢測的目標是為了讓學生體驗自主學習的成就感，所以檢測題的難度不能超過任務單上給出的任務。②進階作業(yè)。進階作業(yè)要有一定的梯度性，要能發(fā)揮學生的潛能。③協作探究。進階作業(yè)或實驗中學生會有困惑，這些疑難問題需要學生通過協作的方式去解決。這里可以采用同伴教學法、項目驅動法。學生需要學會觀察事物的現象，分析問題，分析自己所收集的數據，找到解決問題答案。這個階段教師不要直接答疑，而是提供給學生解決問題的支架，引導學生一步步走向解決問題的方法。④展示。第3階段學生協作探究的結果如何，需要在這一階段每組派代表展示。展示不是學生簡單地將結果拿出來，而是要包括解題過程或解題要點的質疑、闡釋，根據學習金字塔，主動學習中的“教授他人”方法學習內容保存率是最高的。特別要注意的是整個過程中教師需盡量少講，而是引導學生去講去討論。當然，這4步不是固定不變的，而是相輔相成的。

3.4.2翻轉式課堂如何組織課堂小組活動

組織學生開展小組活動是教學中重要的策略，設計與實施良好的教學活動能夠調動學生的興趣，從而更有效地掌握知識和技能。

為了保證小組活動能按預期的軌道正常進行，每次課堂小組活動都必須充分準備，包括設計好課堂活動任務，明確活動預期，制定活動規(guī)則，規(guī)劃好活動時間，提供學生活動所需的材料以確保學生在活動過程中獲得充分的支持等。小組活動展開后，課堂不再是枯燥無味地聽講解，而是討論、爭辯。研究性課堂教學活動也可以用于翻轉課堂中，豐富的教學活動會讓學生變得活躍而投入。

4結語

研究性教學，無論翻轉課堂還是傳統(tǒng)課堂，其基本過程都是圍繞問題情境的教學交互過程[7]。本課題的改革理念和實施措施不僅使學生的知識比過去更加扎實，學習興趣和實踐能力都得到了明顯提高，而且對于專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)、落實高等學校本科教學質量與教改工程有著重要的推廣應用價值。在今后的工作中，將根據反饋意見不斷改進教學思路，設計并完善適合學校實際情況的研究性課堂模型與翻轉課堂模型，以期通過具體的實踐為大學計算機公共語言課程的教學改革尋找新的途徑和突破口。

[參考文獻]

[1]劉新奇.大班額研究性教學：支撐條件、有效模式與教師角色[J].高教探索,2014,12(4):112-115.

[2]鄧磊,姜學鋒,劉君瑞.實施專業(yè)融合,提升理工科學生的計算思維能力[J].工業(yè)和信息化教育,2013(6):37-41.

[3]崔美玉.ARCS學習動機模型在課堂教學中的運用[J].延邊教育學院學報,2007(5):45-49.

[4]姜艷玲,徐彤.學習成效金字塔理念在翻轉課堂中的應用與實踐[J].中國電化教育,2014,12(4):133-137.

[5]齊軍.美國“翻轉課堂”的興起、發(fā)展、模塊設計及對我國的啟示[J].比較教育研究,2015(1):21-27.

[6]張金磊,王穎,張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志,2012,30(4):46-51.

[7]鐘曉流,宋述強,焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究,2013(1):58-64.

責任編輯：周澤民

Exploration of the Research Teaching Mode for ″Computer Language C″ Course

WANG Xing，XU Yuming，CHEN Shunqing，LI Shuying

(School of Computer Information & Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002)

Abstract：Research teaching mode is a hot interest among the teaching reform researches in recent years.Research teaching can not only help understand and master knowledge and skills but also help in the formation and development of innovative thinking and innovation ability.This paper,combining with the reform practice and exploration in recent years,discusses the practice of the mixed teaching mode of research classroom and flipped classroom in the course of computer language C,which is of reference to research teaching-oriented reform.

Key words：research teaching;flipped classroom;teaching feedback;teaching design

中圖分類號：G420

文獻標志碼：B

文章編號：1671- 0436(2016)01- 0085- 05

作者簡介：王荇(1978—)，女，碩士，講師。

基金項目：江蘇省高等教育教改研究立項課題(2013JSJG049);常州工學院教學改革研究課題(A3-4403-4-005)；常州工學院委托課題(A3-4404-14-011)

收稿日期：2015- 06-29

doi:10.3969/j.issn.1671-0436.2016.01.019