殷曉玲，夏啟壽，黃 孝，馬小琴，章哲慶

（池州學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，安徽池州247000）

自“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”以來，教育部高教司對工科建設(shè)提出了新目標(biāo)和新要求[1]。在新工科建設(shè)理念下，教育教學(xué)改革的基點(diǎn)是課程體系的構(gòu)建，關(guān)鍵是課程的開發(fā)利用以及新的教學(xué)方法探索與實(shí)踐。為滿足社會對新工科人才的需求，“C程序設(shè)計(jì)”課程教研人員空前關(guān)注教改信息，各高校在不斷優(yōu)化該課程的教學(xué)和建設(shè)，其趨勢呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化、質(zhì)量提升、交叉融合三大內(nèi)涵式發(fā)展特征[2]。

MOOC整合了多種形式的數(shù)字化資源，提供了多元化的學(xué)習(xí)工具和豐富的課程資源；突破傳統(tǒng)課程受時間、空間的限制，依托互聯(lián)網(wǎng)讓世界各地的學(xué)習(xí)者隨時隨地可以學(xué)到國內(nèi)外著名高校優(yōu)質(zhì)課程；突破傳統(tǒng)班級制管理，能夠滿足大規(guī)模課程學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。

由于學(xué)生的個體差異，基礎(chǔ)不同，對同一個問題的理解不盡相同，學(xué)習(xí)效果當(dāng)然有差別。因此，我們應(yīng)該有針對性實(shí)施教育，做到以生為本、因材施教。這就要求教改人員懂學(xué)生，懂課程，在課程設(shè)計(jì)方面下足功夫[3]，讓課程符合不同層次學(xué)習(xí)者的需求。

1 課程建設(shè)背景與研究基礎(chǔ)

1.1 C語言程序設(shè)計(jì)信息化現(xiàn)狀

“C語言程序設(shè)計(jì)”是高校工科專業(yè)開設(shè)的一門程序設(shè)計(jì)語言，作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、程序設(shè)計(jì)能力和計(jì)算思維能力的信息處理能力課程，它具有內(nèi)容抽象、邏輯嚴(yán)密、實(shí)踐性很強(qiáng)等特點(diǎn)。2016年9月，池州學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)完成，借助于該平臺我們建設(shè)了“C語言程序設(shè)計(jì)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，完善了相應(yīng)的教學(xué)資料。同時我校引進(jìn)了“百科園”在線測試系統(tǒng)，可以同時滿足1000人在線考核，實(shí)現(xiàn)機(jī)器閱卷，全面實(shí)現(xiàn)無紙化考核。

四年來，共有4000余名同學(xué)在線完成了“C語言程序設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)，并通過了“過程+結(jié)果”的考核體系驗(yàn)收，取得了良好的效果。通過在線課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和計(jì)算思維能力有了很大的提高。

“C語言程序設(shè)計(jì)”課程在信息化建設(shè)方面取得了一定的成績，但也存在一些問題，如受眾群體僅限于池州學(xué)院在校學(xué)生，另外，對學(xué)生自主在線學(xué)習(xí)，缺乏有效的管理，忽視了對學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練等。

1.2 MOOC的建設(shè)背景

在原有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和在線考試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的課程建設(shè)延伸到范圍更廣的大規(guī)模開放在線課程——慕課（MOOC）建設(shè)。2018年，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在校級質(zhì)量工程的基礎(chǔ)上成功申報(bào)了省級大規(guī)模在線開放課程。在前期信息化平臺的基礎(chǔ)上，根據(jù)新工科建設(shè)需求和計(jì)算思維的特點(diǎn)，建設(shè)符合新工科建設(shè)需求的MOOC課程，擴(kuò)大受眾面，為有需要的學(xué)習(xí)者提供服務(wù)。

1.3 MOOC的建設(shè)基礎(chǔ)

C語言是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，語言結(jié)構(gòu)非常淺析，很適合初學(xué)者學(xué)習(xí)，但是C語言中的數(shù)據(jù)類型較為豐富，使用非常靈活，對于一個初學(xué)者來說，學(xué)習(xí)C語言有一個困難的開始，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)需求分析、設(shè)計(jì)、編寫和調(diào)試程序，還要掌握程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，并且要養(yǎng)成良好的程序設(shè)計(jì)習(xí)慣。

C語言程序設(shè)計(jì)課程受眾面廣，實(shí)用性強(qiáng)，知識點(diǎn)相對獨(dú)立完整，因此它適合采用MOOC進(jìn)行碎片化處理。在新的教學(xué)模式和教學(xué)理念下，教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)了“C程序設(shè)計(jì)-程序設(shè)計(jì)方法”MOOC，對MOOC環(huán)境下課程的建設(shè)進(jìn)行一些大膽地探索和嘗試，以此來推動程序設(shè)計(jì)類課程改革，擺脫“軟件或工具介紹”“計(jì)算機(jī)知識羅列”和“訓(xùn)練程序設(shè)計(jì)能力”的教學(xué)模式，突出計(jì)算思維能力培養(yǎng)，形成與“高等數(shù)學(xué)”“大學(xué)物理”等同等地位的通識課程。

2 建設(shè)思路

在新工科建設(shè)和計(jì)算思維能力培養(yǎng)的指引下，全國高校達(dá)成了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)以“計(jì)算思維”為導(dǎo)向的共識。面向所有學(xué)生的、體現(xiàn)計(jì)算思維和方法論的教學(xué)內(nèi)容，是新工科背景下的計(jì)算機(jī)類課程建設(shè)的基本問題[4]。由于學(xué)校層次、辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)等方面存在較大差異，如何結(jié)合新工科建設(shè)的實(shí)際開展計(jì)算思維能力培養(yǎng)，有效實(shí)現(xiàn)人才創(chuàng)新與計(jì)算機(jī)技能的融合；探索通識課程與專業(yè)課程在新工科人才“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”教育體系中的作用；提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供人才支撐，完善協(xié)同育人機(jī)制，探索多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)模式具有重要現(xiàn)實(shí)與戰(zhàn)略意義。

為了解決C語言程序設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)“難”的問題，教育者需要在“教”上下功夫，增強(qiáng)課程的趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣，“興趣是最好的老師”。因此，MOOC的建設(shè)要增強(qiáng)課程的趣味性，“精”選內(nèi)容，盡量使課程的教學(xué)內(nèi)容多樣化、形象化。把C語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)分散在生動形象的精選案例中，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[5]。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

從學(xué)生能力和知識結(jié)構(gòu)要求出發(fā)，以實(shí)踐和應(yīng)用為主線構(gòu)建分類課程體系，牢牢把握以計(jì)算思維培養(yǎng)為核心，遴選典型應(yīng)用案例，拓展程序設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生初步掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法、編程技巧與上機(jī)調(diào)試能力，并通過編程解決一些實(shí)際應(yīng)用問題，最終達(dá)到提升人才計(jì)算思維素養(yǎng)的目標(biāo)。

周以真教授在文獻(xiàn)[6]中提到“計(jì)算機(jī)科學(xué)的教授應(yīng)當(dāng)為大學(xué)新生開一門稱為‘怎么像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思維’的課，面向非專業(yè)的，而不僅僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生”。不過遺憾的是，我們現(xiàn)在很少有學(xué)校開設(shè)這樣的課程。所以“C語言程序設(shè)計(jì)”課程在某種程度上肩負(fù)了培養(yǎng)計(jì)算思維的重任。對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的工科學(xué)生來說，學(xué)習(xí)“C語言程序設(shè)計(jì)”課程，不是學(xué)習(xí)一門語言，而是要培養(yǎng)計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力[7]。教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的實(shí)際，從“MOOC資源”“計(jì)算思維”和“新工科”建設(shè)三個角度出發(fā)，對C程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如表1所示。

表1 C程序設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.2 教學(xué)專題設(shè)計(jì)

教學(xué)知識點(diǎn)是教學(xué)活動中最基本單元，所有的教學(xué)活動都是圍繞專題開展的，通過專題引出相應(yīng)的教學(xué)知識點(diǎn)。在計(jì)算思維的導(dǎo)引下，如何把每個教學(xué)內(nèi)容劃分成若干個專題，是MOOC資源建設(shè)的重要步驟。教學(xué)團(tuán)隊(duì)從計(jì)算思維和課程的性質(zhì)出發(fā)，對整個“C語言程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了知識點(diǎn)的劃分，共30個知識點(diǎn)，表2中列出了“程序的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算符”中知識點(diǎn)。

表2 專題設(shè)計(jì)

2.3 教學(xué)案例設(shè)計(jì)

對于程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)任務(wù)而言，重要的是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力，即培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會利用計(jì)算機(jī)求解問題的方法。因此在課程的教學(xué)過程中應(yīng)避免只重視C語言的語法規(guī)則，而忽視了計(jì)算思維的培養(yǎng)。在以計(jì)算思維為核心的教學(xué)過程中，不僅要求學(xué)生掌握C語言程序設(shè)計(jì)的語言知識、讀懂程序、編寫和調(diào)試程序，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會如何設(shè)計(jì)算法，即解決問題的方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的主動性和積極性。

在C語言程序設(shè)計(jì)課程MOOC建設(shè)中，我們精選了微信發(fā)/搶紅包、華氏溫度與攝氏溫度轉(zhuǎn)換、黃山門票價(jià)格、猜數(shù)字游戲、判斷素?cái)?shù)、成績管理、微信支付密碼、福利彩票、哥德巴赫猜想、漢諾塔問題、復(fù)數(shù)的運(yùn)算等案例。在案例的引入和講解過程中，我們遵循程序設(shè)計(jì)的過程，即分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序和上機(jī)調(diào)試的過程。在案例的講解過程把復(fù)雜的枯燥無味語法知識引入到案例之中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.4 學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)主要包括知識點(diǎn)的基本概念學(xué)習(xí)，典型案例學(xué)習(xí)，實(shí)踐環(huán)節(jié)、過關(guān)測試、綜合操作項(xiàng)目和能力拓展等[8]。

為了讓學(xué)生能輕松愉快地學(xué)習(xí)每一個部分內(nèi)容，在程序設(shè)計(jì)的過程中找到幸福感和成就感，每個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)控制在5-8分鐘內(nèi)完成。一個完整知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)時間不超過30分鐘。每個環(huán)節(jié)之間存在一定的先后關(guān)系，學(xué)生先通過視頻學(xué)習(xí)精選的案例，在案例學(xué)習(xí)的同時掌握了相關(guān)的概念，學(xué)完典型案例和基本概念后，需要相應(yīng)的訓(xùn)練才能將知識變?yōu)槟芰ΑＳ?xùn)練的環(huán)節(jié)分為實(shí)踐和測試兩個環(huán)節(jié)，實(shí)踐題數(shù)量一般為2-3題，以此來達(dá)到鞏固在視頻中所學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)，過關(guān)測試題一般為5-10題。如果學(xué)生想要離開本知識單元的學(xué)習(xí)，必須要通過測試，也就是說要達(dá)到合格成績，才能過關(guān)，否則需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。

綜合操作項(xiàng)目和能力拓展項(xiàng)目是為那些學(xué)習(xí)有余力，同時想進(jìn)一步提高的同學(xué)準(zhǔn)備的。這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)包括預(yù)測學(xué)生在學(xué)習(xí)時可能會遇到的問題、運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。通過綜合操作項(xiàng)目和能力拓展項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生應(yīng)用C語言程序設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。

3 建設(shè)步驟

MOOC的建設(shè)步驟主要包括3個部分，分別為制作教學(xué)資源、組織教學(xué)資源和設(shè)計(jì)教學(xué)活動[9]。教學(xué)資源主要包括制作視頻，實(shí)踐及過關(guān)測試題以及測試題庫設(shè)計(jì)3個方面。MOOC教學(xué)資源的建設(shè)包括以下4個方面。

3.1 知識單元碎片化

在C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，每個知識單元相對獨(dú)立，內(nèi)容清晰明確，根據(jù)3.2節(jié)的設(shè)計(jì)，將完整的教學(xué)資源有計(jì)劃有步驟呈現(xiàn)在MOOC平臺上，在碎片化的過程中，力求每一個知識點(diǎn)小而精，并且相對完整，以便在有限的5-8分鐘內(nèi)講解清楚。

3.2 視頻制作精美化

根據(jù)碎片化的知識點(diǎn)，我們精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，按問題引入知識點(diǎn)，對問題進(jìn)行分析，進(jìn)而解決問題的思路進(jìn)行視頻的設(shè)計(jì)、錄制及后期制作。為吸引學(xué)生注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們特尋求安徽省網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中心（http：//www.ehuixue.cn）技術(shù)服務(wù)伙伴合肥亞慕信息科技有限公司合作，委托該公司給予相應(yīng)指導(dǎo)，目的是為了提升視頻制作的專業(yè)化水平，制作出精美的視頻。

3.3 過關(guān)測試游戲化

針對年青學(xué)者的心理，愛玩的天性，我們專門設(shè)計(jì)類似游戲的過關(guān)測試，過關(guān)測試題主要有選擇、程序改錯、程序填空和程序設(shè)計(jì)題等，選擇日常生活中的案例。通過視頻講解，學(xué)生對程序設(shè)計(jì)的思想和相應(yīng)的語法規(guī)則有一定的認(rèn)識，通過精選一些相關(guān)的測試題進(jìn)行練習(xí)，有助于學(xué)生對知識的理解，掌握程序設(shè)計(jì)的思想和方法，拓展學(xué)生的應(yīng)用能力。

3.4 題庫資源豐富化

為考查學(xué)員最終的學(xué)習(xí)效果，我們使用在線考試系統(tǒng)考查學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。通過客觀題考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度，通過主觀題考察學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和計(jì)算思維能力。主觀題的評分不僅根據(jù)測試用例的結(jié)果，還分析答題中程序的結(jié)構(gòu)、語法規(guī)則等，評分的結(jié)構(gòu)更加合理，非常接近人工評閱結(jié)果。

4 總結(jié)

池州學(xué)院作為一個地方性應(yīng)用型本科院校，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，我們結(jié)合了C語言程序設(shè)計(jì)、MOOC、計(jì)算思維和新工科建設(shè)的特點(diǎn)，提出了C語言程序設(shè)計(jì)MOOC建設(shè)的思想、目標(biāo)、思路和步驟。通過程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)改變了學(xué)生的思維，使學(xué)生能夠更好利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)解決專業(yè)領(lǐng)域中的相關(guān)問題。通過MOOC的建設(shè)，改革課程的教學(xué)方法，完善MOOC的資源，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)水平。