郭鵬,張海燕
(1.石家莊學(xué)院物理與電氣信息工程學(xué)院,河北石家莊050035;2.石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院郵政通信管理系,河北石家莊050021)
地方高校轉(zhuǎn)型中的C語言課程改革研究與實(shí)踐
郭鵬1,張海燕2
(1.石家莊學(xué)院物理與電氣信息工程學(xué)院,河北石家莊050035;2.石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院郵政通信管理系,河北石家莊050021)
結(jié)合地方高校轉(zhuǎn)型需求和院系特色,針對傳統(tǒng)C語言教學(xué)中存在的若干問題,提出了一種基于半自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的C語言課程改革方案,方案包括課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、科研競賽、考核方式等.實(shí)踐結(jié)果表明:課程改革后學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自學(xué)能力和工程素養(yǎng)得到顯著提高,教學(xué)效果良好.
高校轉(zhuǎn)型;課程改革;半自主學(xué)習(xí);合作學(xué)習(xí)
2014年以來,很多地方本科院校因地制宜地結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,開始向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型,而轉(zhuǎn)型的一個重要內(nèi)容是人才培養(yǎng)模式改革,其目的是將人才培養(yǎng)規(guī)格導(dǎo)向應(yīng)用型,培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才.由于課程是教育的核心,教育的目標(biāo)要通過課程來實(shí)現(xiàn)[1],所以,作為地方高校轉(zhuǎn)型中的實(shí)施關(guān)鍵,課程改革成為學(xué)者探索和研究的重點(diǎn).
作為河北省首批10所應(yīng)用型轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)高校之一,在京津冀一體化的背景下,石家莊學(xué)院的辦學(xué)定位為地方性、教學(xué)型、應(yīng)用型、多科性大學(xué),致力于適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng).在課程改革方面石家莊學(xué)院一直處于同類院校先進(jìn)行列,設(shè)有“實(shí)踐檢驗(yàn)為核心的多輪驗(yàn)證”的教改研究機(jī)制.在該機(jī)制的督促指導(dǎo)下,C語言程序設(shè)計作為電類新生入學(xué)的專業(yè)第一課,其面向應(yīng)用的課程教學(xué)改革成為必然.
傳統(tǒng)C語言教學(xué)多是以教師為主體,利用講授法進(jìn)行的,教學(xué)內(nèi)容枯燥,側(cè)重于語法研究,與應(yīng)用聯(lián)系不緊密.鑒于C語言對電類專業(yè)的重要性,很多學(xué)者從課程設(shè)置、理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、教材建設(shè)等方面提出了改革方法和建議[2-6],但實(shí)施效果卻不盡如人意.有學(xué)者引入項(xiàng)目式教學(xué),希望加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生對實(shí)際問題的分析解決能力,卻陷入過于強(qiáng)調(diào)技能的怪圈,忽略了學(xué)生的個體差異性,導(dǎo)致學(xué)生強(qiáng)弱分化,強(qiáng)者愈強(qiáng),弱者愈弱;有學(xué)者組織學(xué)生參加科研競賽,希望激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但受名額限制,大多數(shù)未參賽學(xué)生更易產(chǎn)生挫敗感;還有學(xué)者建議學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)自學(xué)能力,卻忽略了大一新生初入校園,自制力差,學(xué)習(xí)習(xí)慣難以改變的問題.因此,在綜合分析多種改革方案后,筆者結(jié)合院系特點(diǎn)和自身教學(xué)實(shí)際,對石家莊學(xué)院“C語言程序設(shè)計”課程改革進(jìn)行了認(rèn)真的研究探索工作.
針對C語言教學(xué)中的常見問題和解決方案,筆者設(shè)計了一張調(diào)查問卷,對石家莊學(xué)院物電學(xué)院電氣、通信、電子3個專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查.100張有效問卷結(jié)果顯示,93%的同學(xué)認(rèn)為C語言學(xué)習(xí)很重要,87%的同學(xué)感覺C語言課程未學(xué)好,81%的同學(xué)認(rèn)為C語言教學(xué)有必要改革.由此可見C語言的課程改革確實(shí)迫在眉睫.
根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果,C語言教學(xué)效果欠佳的主要原因可歸納為以下4點(diǎn).
1)教學(xué)內(nèi)容過于片面,脫離專業(yè)實(shí)際.教師先在課堂上進(jìn)行語法教學(xué),然后利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生熟悉編程環(huán)境并對理論知識進(jìn)行驗(yàn)證.整個教學(xué)內(nèi)容缺乏專業(yè)背景,難以激發(fā)學(xué)生興趣,且常常忽略C語言最應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的也是最根本的結(jié)構(gòu)化編程思想和良好編程習(xí)慣的培養(yǎng).學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)后普遍缺乏實(shí)際編程能力.
2)學(xué)習(xí)方法不當(dāng).由于剛進(jìn)入校園,大一新生仍習(xí)慣使用高中的方法進(jìn)行大學(xué)課程的學(xué)習(xí),更多體現(xiàn)的是個體的、被動的學(xué)習(xí),欠缺自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的意識及能力.在專業(yè)教師無法進(jìn)行較多課外指導(dǎo)的情況下,學(xué)習(xí)效率普遍較低.
3)學(xué)習(xí)興趣缺失.教育心理學(xué)研究表明,人的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)的激發(fā)很大程度上取決于興趣[7,8].因此,學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生進(jìn)行主動、高效學(xué)習(xí)的首要條件.調(diào)查問卷結(jié)果顯示,95%的同學(xué)在初期對C語言充滿興趣,但隨著課程深入,由于教學(xué)手段單一、內(nèi)容無趣等原因,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不斷消磨,到最后87%的學(xué)生都是為了通過考試而進(jìn)行被動學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效率低且學(xué)后即忘.另外,C語言學(xué)習(xí)引起的興趣缺失還可能對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)造成惡劣影響.
4)考核方式單一.傳統(tǒng)C語言課程考核以筆試成績?yōu)橹?,上機(jī)成績?yōu)檩o,考試內(nèi)容側(cè)重語法細(xì)節(jié)考核.學(xué)生為了通過考試,在繁瑣的語法學(xué)習(xí)中花費(fèi)了大量時間,根本無暇考慮所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用問題,知識到能力的轉(zhuǎn)化更是無從談起.
因此,在綜合考慮學(xué)生基礎(chǔ)、專業(yè)特色和就業(yè)需求等因素后[9],筆者依托石家莊學(xué)院2016級電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生,提出并實(shí)踐了在教師主導(dǎo)下的,以學(xué)生為主體的半自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)兼具的C語言課程改革方案.
與研究型大學(xué)不同,應(yīng)用型大學(xué)更注重工程技術(shù)人才培養(yǎng).因此,按照課程涉及的知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度和價值觀3個維度的標(biāo)準(zhǔn),筆者從課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、科研引入、考核方式等方面對C語言課程進(jìn)行了改革.
3.1 課程設(shè)置改革
區(qū)別于計算機(jī)專業(yè)更注重軟件編程的特點(diǎn),電氣工程及其自動化專業(yè)要求學(xué)生具備更強(qiáng)的軟硬件綜合能力去分析并解決問題.因此,為了從更專業(yè)的工程技術(shù)人才培養(yǎng)出發(fā),對課程設(shè)置進(jìn)行了改革,將原32個理論學(xué)時加16個上機(jī)學(xué)時的“C語言程序設(shè)計”分成理論和上機(jī)兩門課程.其中,理論課包括27個理論學(xué)時和9個自由學(xué)時.與之前相比,減少了5個理論學(xué)時,但增加了9個自由學(xué)時,鼓勵學(xué)生在后期利用自主合作學(xué)習(xí)完成更具專業(yè)背景的學(xué)習(xí)和實(shí)踐.根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況,理論學(xué)時和自主學(xué)習(xí)的時間分配可適當(dāng)微調(diào).以2016級新生為例,由于學(xué)生學(xué)習(xí)情況良好,教學(xué)比較順利,理論學(xué)時為26,自由學(xué)時為10.
C語言上機(jī)獨(dú)立設(shè)課,上機(jī)時間從16學(xué)時(周2學(xué)時,8周)增加到18學(xué)時(周3學(xué)時,6周).上機(jī)內(nèi)容由8個固定的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變成更靈活的自選項(xiàng)目.學(xué)生可以選擇教師提供的綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn),也可經(jīng)教師審核后自擬項(xiàng)目.由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求較高,上機(jī)開始時間由第3周推至第6周.為使理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度保持一致,C語言理論和上機(jī)課程要求同一教師完成.
3.2 教學(xué)內(nèi)容改革
C語言原有授課內(nèi)容中,知識點(diǎn)多且散.教師需在較短的課堂時間內(nèi)向?qū)W生灌輸大量死記硬背的內(nèi)容,學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重且缺乏學(xué)習(xí)動力.因此,筆者結(jié)合就業(yè)需求和專業(yè)特色對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了較大調(diào)整.
由于近5年物電學(xué)院電氣畢業(yè)生多就業(yè)于京津冀地區(qū)的電氣工程師、電子工程師、程序員、通信工程師、測試工程師等崗位.因此,在鏈接單片機(jī)、計算機(jī)控制和運(yùn)動控制課程后,將C語言授課任務(wù)分成初期、中期、后期3個階段,每一階段教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容各不相同.
在課程初期,由于學(xué)生缺乏C語言基礎(chǔ),教師需詳細(xì)講授算法、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制語句等基礎(chǔ)知識.但與之前不同,教師在講授中不過多強(qiáng)調(diào)語法細(xì)節(jié),而是結(jié)合單片機(jī)、計算機(jī)控制等方面的編程實(shí)例,以用為主,對基礎(chǔ)知識點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析和講解,強(qiáng)調(diào)學(xué)生對基礎(chǔ)知識點(diǎn)的現(xiàn)場消化吸收,如表1所示.這一階段需配合6學(xué)時的上機(jī),幫助學(xué)生培養(yǎng)編程基礎(chǔ),規(guī)范編程習(xí)慣.
表1 if語句在智能車競賽中的單片機(jī)實(shí)例
在課程中期,學(xué)生具備一定C語言基礎(chǔ)后,教師負(fù)責(zé)數(shù)組、函數(shù)、指針、位運(yùn)算等重點(diǎn)內(nèi)容的講解,提供專業(yè)教學(xué)實(shí)例.但知識點(diǎn)的消化吸收由學(xué)生根據(jù)教材和實(shí)例以半自主合作學(xué)習(xí)的形式完成.同時,為幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識到能力的轉(zhuǎn)化,剩余12學(xué)時的上機(jī)課程要求學(xué)生在這一階段完成,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生自擬并由教師審核確定.
課程后期對應(yīng)的是9學(xué)時的自由學(xué)習(xí).這一階段重點(diǎn)培養(yǎng)的是學(xué)生的工程素養(yǎng),要求學(xué)生在此期間完成某一項(xiàng)目任務(wù),鍛煉學(xué)生使用C語言進(jìn)行綜合設(shè)計開發(fā)的能力.項(xiàng)目具體內(nèi)容由學(xué)生自主選擇后,由教師審核確定.
通過上述教學(xué)內(nèi)容改革,課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)更加清楚、明確.教學(xué)過程也更靈活,有助于教師針對學(xué)生因材施教,教學(xué)效果明顯.
3.3 教學(xué)方法改革
在學(xué)校轉(zhuǎn)型過程中,以講授法為主的傳統(tǒng)教學(xué)法已難以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求,因此,在教師主導(dǎo)下的以學(xué)生為主體的半自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)兼具的教學(xué)法改革成為本次課程改革的核心.
“自主學(xué)習(xí)”是指學(xué)生作為主體,當(dāng)其對學(xué)習(xí)的各個方面或整個過程都能主動地做出調(diào)節(jié)和控制時所進(jìn)行的學(xué)習(xí).研究表明,自主學(xué)習(xí)在改善教學(xué)模式和學(xué)生能力培養(yǎng)方面有很多優(yōu)勢.但具體到C語言教學(xué),必須結(jié)合學(xué)生實(shí)際對自主學(xué)習(xí)進(jìn)行辯證性的分析和應(yīng)用.大一新生初入大學(xué)校園,自制力普遍較差,在學(xué)習(xí)環(huán)境劇變而學(xué)習(xí)習(xí)慣不變的情況下,要求缺乏編程基礎(chǔ)的他們對C語言進(jìn)行自主學(xué)習(xí),自己安排學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)內(nèi)容,其效果不言而喻.
因此,筆者提出了“半自主學(xué)習(xí)”的概念,即在整個教學(xué)過程中,教師始終處于主導(dǎo)地位,但教學(xué)主體由教師向?qū)W生分階段過渡.其中,教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在教學(xué)目標(biāo)制定、階段教學(xué)計劃主導(dǎo)等方面.在具體教學(xué)過程中,課程初期教師處于主體地位,由教師針對新生基礎(chǔ)薄弱的情況,制定教學(xué)目標(biāo),選擇教學(xué)內(nèi)容并對學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)講授,此時教學(xué)法仍以講授法和舉例教學(xué)法為主;課程中期,教師主導(dǎo)地位不變但學(xué)生主體地位開始突顯.學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容仍由教師指定,但具體知識點(diǎn)的鞏固吸收由學(xué)生課下自主完成.從這一階段開始,要求學(xué)生利用合作交流法和自主探究法進(jìn)行自主學(xué)習(xí);課程后期,教師僅制定學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法和時間均由學(xué)生自主安排.通過這樣的半自主學(xué)習(xí),學(xué)生可以從被動學(xué)習(xí)逐步走向主動學(xué)習(xí),不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自學(xué)能力和自我效能感.
由于新生自學(xué)能力較弱,為提高學(xué)習(xí)效率,還在C語言教學(xué)中引入了合作學(xué)習(xí),即教師有計劃地分配學(xué)習(xí)小組,由學(xué)生為完成同一學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行互助性學(xué)習(xí).這樣學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中的思維碰撞和認(rèn)知沖突能夠有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率.與半自主學(xué)習(xí)一樣,結(jié)合新生學(xué)習(xí)情況,合作學(xué)習(xí)也是分階段進(jìn)行的.初期,教師負(fù)責(zé)講授基礎(chǔ)知識,基本不參與學(xué)生合作學(xué)習(xí)的活動.學(xué)生通過自由結(jié)組形成學(xué)習(xí)小組(4-5人),以組內(nèi)和組間討論的形式,對教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行合作交流,以提高學(xué)習(xí)效率;中期,教師開始對學(xué)生的合作學(xué)習(xí)發(fā)揮適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督和引導(dǎo)作用,既要保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率,又要防止合作學(xué)習(xí)中可能的“搭便車”行為.為避免強(qiáng)弱分化,學(xué)習(xí)小組由教師按照“組間同質(zhì),組內(nèi)異質(zhì)”的原則分配.合作學(xué)習(xí)內(nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容的預(yù)復(fù)習(xí)及組內(nèi)自擬任務(wù)等;后期進(jìn)入自由學(xué)習(xí)階段,教師僅對學(xué)生的合作學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的指導(dǎo).學(xué)生則進(jìn)入合作學(xué)習(xí)的高級階段.學(xué)生自由結(jié)組并選出一名組織者,在通過組內(nèi)討論確定項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)后,將整個項(xiàng)目分解成單元模塊交由各小組成員完成.在任務(wù)完成過程中,組織者要發(fā)揮組織協(xié)調(diào)能力,做好組內(nèi)學(xué)習(xí)及任務(wù)安排工作,確保小組任務(wù)順利完成.小組成員的任務(wù)模塊內(nèi)容和要求應(yīng)具體、細(xì)化,避免出現(xiàn)突擊學(xué)習(xí)和搭便車現(xiàn)象.鼓勵在小組內(nèi)部及小組之間進(jìn)行互助互補(bǔ)學(xué)習(xí).任務(wù)完成后,各小組應(yīng)針對任務(wù)完成過程中所學(xué)知識、遭遇問題及解決方法進(jìn)行分析總結(jié),相互促進(jìn),共同提高.
需要強(qiáng)調(diào)的是,在教學(xué)過程中,半自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)不是分階段獨(dú)立完成而是交叉進(jìn)行的.根據(jù)前面的介紹,在教學(xué)的不同階段,半自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)都有出現(xiàn),但每一階段其方式、過程及作用各有不同.
3.4 貫穿整個教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)生科研競賽
氛圍熱烈、成績優(yōu)異的學(xué)生科研一直是石家莊學(xué)院物理與電氣信息工程學(xué)院的傳統(tǒng)和特色.依托豐碩的科研競賽成果,全國電子設(shè)計大賽、飛思卡爾智能車大賽、挑戰(zhàn)杯大學(xué)生競賽等學(xué)生競賽項(xiàng)目被成功融入C語言教學(xué)當(dāng)中.大量競賽編程實(shí)例在有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時,也更好地解釋了相關(guān)知識點(diǎn)在實(shí)際中的使用情況.競賽類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也有效提高了綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的比例和專業(yè)水平.此外,科研競賽類項(xiàng)目任務(wù)可以更好地培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作能力.通過在C語言教學(xué)中引入科研競賽元素,可以有效回避人數(shù)限制,讓學(xué)生全員參與科研競賽活動,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)工程素養(yǎng),更早為科研競賽進(jìn)行人才儲備.另外,畢業(yè)生就業(yè)情況統(tǒng)計顯示,有過競賽經(jīng)歷的學(xué)生在考研、就業(yè)及職業(yè)發(fā)展方面優(yōu)勢明顯.
3.5 考核方式改革
由于課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)法變化較大,C語言的考核方式也做了相應(yīng)變化.首先,為鼓勵學(xué)生進(jìn)行半自主合作學(xué)習(xí),平時成績在總成績中的比重由30%提高到50%,即理論考核成績?yōu)椤?0%期末成績+50%平時成績”.每個學(xué)生的平時成績由“40%教師評價+30%組內(nèi)評價+30%組間評價”構(gòu)成,其中組內(nèi)評價涵蓋合作學(xué)習(xí)的3個階段,由學(xué)生所在小組其他成員綜合其日常表現(xiàn)和對小組貢獻(xiàn)進(jìn)行打分,如表2所示;組間評價單指合作學(xué)習(xí)后期,其他學(xué)習(xí)小組對學(xué)生所在小組的整體評價,如表3所示;其次,期末考試減少“i++,++i”等語法細(xì)節(jié)考核,增加對結(jié)構(gòu)化編程思想和良好編程習(xí)慣的考核,重點(diǎn)考查學(xué)生的實(shí)際編程能力;最后,上機(jī)課考核由“50%期末成績+50%平時成績”構(gòu)成,平時成績?yōu)榻處煂W(xué)生日常上機(jī)過程的評價,期末考核由教師指定專業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目式任務(wù),要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成,最終成績由“50%完成度+20%完成質(zhì)量+ 30%規(guī)范編程”構(gòu)成.
表2 組內(nèi)評價表設(shè)計
表3 組間評價表設(shè)計
通過新的C語言課程學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)興趣、團(tuán)隊協(xié)作能力和科研能力顯著增強(qiáng)后,2016級電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生參與科研活動的積極性、數(shù)量及在團(tuán)隊中發(fā)揮的作用顯著提高.由此可見,基于半自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的C語言教學(xué)改革在培養(yǎng)工程技術(shù)人才、構(gòu)建就業(yè)需求和素質(zhì)培養(yǎng)為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)體系方面更符合地方高校實(shí)際,對其他處于轉(zhuǎn)型期的工科專業(yè)課程改革具有一定的參考價值.
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(責(zé)任編輯鈕效鹍)
C Language Curriculum Reform in the Transformation of Local Colleges
GUO Peng1,ZHANG Hai-yan2
(1.School of Mechanical and Electronic Engineering,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei 050035,China; 2.Dept.of Postal Communication Management,Shijiazhuang Vocational College of Posts&Telecommunication,Shijiazhuang,Hebei 050021,China)
According to the transformation demand of local colleges and department characteristics,a C language curriculum reform scheme is proposed based on semi-autonomous learning and cooperative learning.The scheme includes various reform measures,such as curriculum,teaching content,teaching methods,scientific research,competition and assessment methods.The practice results show that the students’interests in learning, self-learning ability and engineering literacy have been significantly improved,and the teaching effect is good.
college transformation;curriculum reform;semi-autonomous learning;cooperative learning
G642.0
A
1673-1972(2017)03-0156-05
2017-01-04
2015年河北省科技計劃(15214313);石家莊學(xué)院教學(xué)改革研究(JGXM201521A)
郭鵬(1981-),男,河北邯鄲人,講師,主要從事C語言教學(xué)研究.