何迎生，王從銀

（吉首大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 吉首 416000）

0 引 言

C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是面向全校理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)大一新生開(kāi)設(shè)的公共課程，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力以及算法啟發(fā)等方面具有重要意義。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)不斷的研究和探索，先后嘗試過(guò)案例式教學(xué)法[1]、慕課教學(xué)法[2]等教學(xué)方法，取得了不錯(cuò)的效果，歷年的學(xué)科競(jìng)賽成績(jī)是有力的佐證，但能參與學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生畢竟是少數(shù)，不具備普遍的代表性，而且從考試結(jié)果、課程設(shè)計(jì)等實(shí)際情況來(lái)看，學(xué)生的整體水平還不夠，反映出教學(xué)中還存在不少問(wèn)題，主要表現(xiàn)為以下幾方面。

（1）案例式教學(xué)法在知識(shí)的傳授上缺乏系統(tǒng)性和連貫性，案例的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)教學(xué)質(zhì)量的影響巨大。案例的規(guī)模難于把控，規(guī)模過(guò)大涵蓋的知識(shí)點(diǎn)過(guò)多，難以在有限課堂時(shí)間內(nèi)完成，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的整體理解和掌握，規(guī)模過(guò)小又導(dǎo)致知識(shí)點(diǎn)過(guò)于分散，使案例變成了對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)講解的例題，失去了綜合案例教學(xué)的意義。

（2）采用慕課教學(xué)而沒(méi)用翻轉(zhuǎn)課堂[3]，慕課價(jià)值沒(méi)有得到充分體現(xiàn)。雖然采用慕課能夠使學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，但由于互動(dòng)較少，教師不容易掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果，所有的知識(shí)點(diǎn)無(wú)論學(xué)生是否在自主學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握，都必須在課堂教學(xué)中講授一遍，對(duì)那些已經(jīng)通過(guò)自主學(xué)習(xí)掌握知識(shí)點(diǎn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，重復(fù)講授就完全沒(méi)有意義了，浪費(fèi)課堂時(shí)間，同時(shí)也容易影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）學(xué)生只會(huì)應(yīng)對(duì)考試，不具備綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。由于C 語(yǔ)言課程知識(shí)點(diǎn)多且零散，同時(shí)教學(xué)學(xué)時(shí)較少，而且面向的又是沒(méi)有任何專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的大一新生，為了確保學(xué)生能正常跟上課程節(jié)奏并掌握課程知識(shí)，課堂教學(xué)往往只能以講授語(yǔ)法知識(shí)和簡(jiǎn)單應(yīng)用為主，對(duì)C 語(yǔ)言的高級(jí)應(yīng)用和解決實(shí)際復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的訓(xùn)練幾乎沒(méi)有時(shí)間涉及，從而導(dǎo)致學(xué)生只會(huì)應(yīng)對(duì)考試，缺乏靈活應(yīng)用的能力，難以達(dá)成課程的教學(xué)目標(biāo)。

1 開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)目標(biāo)與思路

1.1 確定教學(xué)目標(biāo)

C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)、通信、電子等專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)和工程應(yīng)用開(kāi)發(fā)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)影響。對(duì)絕大多數(shù)第一次接觸程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程的大一新生而言，課程具有較大難度。因此，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)計(jì)算思維的形成，引入線上線下相結(jié)合，主動(dòng)學(xué)習(xí)和問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué)理念，開(kāi)展基于慕課的C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革十分必要。為實(shí)施好教學(xué)改革，確定教學(xué)目標(biāo)如下：①充分發(fā)揮慕課教學(xué)資源的作用，把課堂教學(xué)與慕課相結(jié)合；②利用碎片化時(shí)間完成基礎(chǔ)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率；③靈活利用課堂教學(xué)時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)的理解與應(yīng)用；④以案例為導(dǎo)向，提高課堂教學(xué)效果。

1.2 明確教學(xué)思路

課程采用按知識(shí)點(diǎn)難度分級(jí)的梯度教學(xué)法[4]，教學(xué)內(nèi)容不是簡(jiǎn)單的按章節(jié)劃分，而是按難度劃分，所有知識(shí)點(diǎn)按難度劃分為“易，中，難”3個(gè)等級(jí)，相應(yīng)地把教學(xué)進(jìn)程劃分為3 個(gè)階段，第1 階段只講授所有標(biāo)記為“易”的知識(shí)點(diǎn)而不涉及另外兩部分內(nèi)容，第2 階段講授難度為“中”的部分，最后講授難度為“難”的部分。

基本過(guò)程是首先通過(guò)課前任務(wù)單引導(dǎo)學(xué)生利用慕課資源完成自主學(xué)習(xí)，然后根據(jù)課前學(xué)習(xí)情況反饋來(lái)確定課堂教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合慕課內(nèi)容設(shè)計(jì)課堂教學(xué)案例，盡量使課堂教學(xué)內(nèi)容與慕課內(nèi)容保持相關(guān)性與連續(xù)性；接著根據(jù)知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)用例的特點(diǎn)，采用提問(wèn)、討論、演示、體驗(yàn)等方式來(lái)展開(kāi)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程；最后借助在線判題系統(tǒng)利用課后編程題來(lái)鞏固和檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和訓(xùn)練應(yīng)用能力。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)資源設(shè)計(jì)

1）知識(shí)樹(shù)構(gòu)建。

C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門(mén)課程包含的知識(shí)點(diǎn)較多，知識(shí)點(diǎn)的難易程度跨度較大，入門(mén)容易精通難，特別是應(yīng)用它來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題更難。在教學(xué)中，無(wú)論對(duì)于教師或?qū)W生而言，隨著教學(xué)進(jìn)程的推進(jìn)，容易偏離“培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)的思維，把C 語(yǔ)言作為解決問(wèn)題的工具”這一核心教學(xué)目標(biāo)，反而把重心偏離到C 語(yǔ)言的語(yǔ)法基礎(chǔ)知識(shí)講解和驗(yàn)證上去了。為此，應(yīng)首先把課程包含的所有知識(shí)點(diǎn)劃分出來(lái)，組成一棵包含83 個(gè)知識(shí)點(diǎn)的完整知識(shí)樹(shù)，然后根據(jù)歷屆學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度為每個(gè)知識(shí)點(diǎn)標(biāo)記上“易、中、難”三個(gè)等級(jí)中的一個(gè)，最后得到標(biāo)記為“易”的知識(shí)點(diǎn)43 個(gè)，標(biāo)記為“中”的知識(shí)點(diǎn)26 個(gè)，標(biāo)記為難的知識(shí)點(diǎn)14 個(gè)，為后續(xù)按梯度展開(kāi)教學(xué)做好準(zhǔn)備。

2）任務(wù)單設(shè)計(jì)。

任務(wù)單的作用主要是引導(dǎo)學(xué)生課前利用豐富的慕課、在線自測(cè)系統(tǒng)、在線課堂等數(shù)字資源完成自主學(xué)習(xí)，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)反饋個(gè)人的學(xué)習(xí)情況。任課教師綜合學(xué)生的反饋信息，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而有針對(duì)性地組織課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效果。因此，任務(wù)單中主要包括當(dāng)前的學(xué)習(xí)任務(wù)、數(shù)字資源鏈接、個(gè)人完成情況、問(wèn)題反饋等4 個(gè)部分。

3）課前自測(cè)題設(shè)計(jì)。

課前自測(cè)的主要目標(biāo)是檢測(cè)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法、C 語(yǔ)言基本語(yǔ)法規(guī)則、運(yùn)行環(huán)境、編譯與調(diào)試等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，不涉及復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。因此，課前自測(cè)以判斷、選擇、填空等客觀題型為主，利用超星泛雅平臺(tái)提供的課程作業(yè)功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判題和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在沒(méi)有顯著加大教師工作量的情況下迅速掌握第一手資料。通過(guò)課前自測(cè)，任課教師可以較真實(shí)地掌握學(xué)生對(duì)課前任務(wù)單所下達(dá)的任務(wù)要求實(shí)際掌握情況，有利于教師有針對(duì)性地組織課堂教學(xué)。

4）教學(xué)案例設(shè)計(jì)。

良好的案例設(shè)計(jì)有利于開(kāi)展問(wèn)題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)過(guò)程，在案例中可以涵蓋多個(gè)課程知識(shí)點(diǎn)，把抽象的知識(shí)融入到具體的案例中可以增強(qiáng)課堂趣味性，促使學(xué)生主動(dòng)思考。學(xué)生圍繞問(wèn)題展開(kāi)小組討論，在自主探究中發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，教師作為課堂的組織者和參與者，在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)參與師生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生向正確的方向思考即可。為了保持案例的一致性、系統(tǒng)性和連貫性，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中可以圍繞同一個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)案例，由簡(jiǎn)入深，逐漸推進(jìn)，到課程結(jié)束時(shí)成為一個(gè)完整的項(xiàng)目案例，最終涵蓋課程的所有知識(shí)點(diǎn)。

5）課堂教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。

單一的課堂教學(xué)模式并不一定適合應(yīng)對(duì)所有的情況。例如課程剛開(kāi)始時(shí)，由于學(xué)生剛從中學(xué)進(jìn)入大學(xué)，還沒(méi)辦法快速擺脫高中階段那種傳統(tǒng)的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方法，如果一開(kāi)始就完全采用學(xué)生小組討論、相互提問(wèn)、互助答疑，教師引導(dǎo)、解答、點(diǎn)評(píng)、構(gòu)建知識(shí)體系這種完全以學(xué)生為主體的全新課堂教學(xué)組織方式，部分學(xué)生是難以適應(yīng)的，因此為了讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)良好的過(guò)渡，盡快適應(yīng)大學(xué)的課堂教學(xué)模式，我們可以隨著教學(xué)進(jìn)程的推進(jìn)，由傳統(tǒng)的以教師講授為主的課堂教學(xué)組織方式逐漸過(guò)渡到以學(xué)生為主體的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)組織方式，確保課堂教學(xué)效果。

因此課堂教學(xué)過(guò)程可以包含知識(shí)點(diǎn)講解、案例講解、教師提問(wèn)、課堂練習(xí)、小組討論、互助答疑、教師答疑、學(xué)生點(diǎn)評(píng)等多種環(huán)節(jié)與形式。通過(guò)合理的組合，努力營(yíng)造一個(gè)師生“對(duì)話式”的教學(xué)場(chǎng)景，活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。

6）課后自主練習(xí)設(shè)計(jì)。

課后練習(xí)是鞏固課堂教學(xué)成果，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能解決問(wèn)題能力的必要手段。與課前自測(cè)不同，課后練習(xí)不再以檢測(cè)學(xué)生對(duì)語(yǔ)法知識(shí)的掌握程度為出發(fā)點(diǎn)，此時(shí)更重要的是引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，在應(yīng)用中去加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，所以主要以編程題為主。毫無(wú)疑問(wèn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力是存在個(gè)體差異的，有的學(xué)生能很快很輕松地理解并靈活應(yīng)用各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而有的學(xué)生卻學(xué)得較艱難。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，在設(shè)計(jì)課后自主練習(xí)時(shí)，以教學(xué)周為單位，每周發(fā)布3 套練習(xí)題，其中必做基礎(chǔ)題1 套，必做拓展應(yīng)用題1 套，選做提高題1 套，學(xué)生可以根據(jù)自身實(shí)際在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有選擇性地完成。為了減輕任課教師的工作量，即時(shí)準(zhǔn)確地掌握每個(gè)學(xué)生的實(shí)際完成情況，便于教師發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，所有的課后自主練習(xí)題都發(fā)布在PTA 實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)上，利用該平臺(tái)提供的豐富資源和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，幫助任課教師實(shí)現(xiàn)高效、客觀、便捷的課后自主練習(xí)發(fā)布與管理。

2.2 教學(xué)流程設(shè)計(jì)

基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的相關(guān)理論和實(shí)踐，結(jié)合教師、學(xué)生的實(shí)際情況和C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如圖1 所示的基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施流程。

C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施流程基于預(yù)先準(zhǔn)備好的慕課資源和訓(xùn)練題庫(kù)，采用“兩段”式教學(xué)，即課堂活動(dòng)和課后活動(dòng)兩個(gè)階段。課堂活動(dòng)包括課前檢驗(yàn)、授課和課后檢驗(yàn)。課前檢驗(yàn)的方式包括提問(wèn)、課堂測(cè)驗(yàn)等。課前檢驗(yàn)的目的是確認(rèn)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)對(duì)知識(shí)的掌握情況，并據(jù)此對(duì)授課的內(nèi)容和方式進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)授課內(nèi)容的不同，授課方式可以是小組討論、案例講解、學(xué)生作業(yè)錯(cuò)誤解析、課堂訓(xùn)練等，其目的是幫助學(xué)生深入理解課程知識(shí)、解決學(xué)習(xí)訓(xùn)練中遇到的疑難問(wèn)題、進(jìn)行知識(shí)應(yīng)用能力訓(xùn)練等。課后檢驗(yàn)的方式也可以是課堂提問(wèn)、課堂測(cè)驗(yàn)等，其目的是檢查課堂教學(xué)效果。課后活動(dòng)由老師在課后完成，包括課后總結(jié)、課后自主學(xué)習(xí)安排和備課等。課后總結(jié)一般在課堂結(jié)束后立即進(jìn)行，主要總結(jié)課堂教學(xué)實(shí)施細(xì)節(jié)、課堂教學(xué)效果以及存在的不足。課后自主學(xué)習(xí)安排一般在授課當(dāng)天完成，主要是發(fā)布下次課之前的自主學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)指導(dǎo)和自主訓(xùn)練題目。備課通常在自主訓(xùn)練截止時(shí)間之后、下次課之前進(jìn)行，主要任務(wù)是根據(jù)學(xué)生自主訓(xùn)練中的表現(xiàn)和以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)確定下次課堂的教學(xué)內(nèi)容，選取課堂教學(xué)需要的案例、提問(wèn)題目、測(cè)驗(yàn)題目、討論話題等素材[5]。

圖1 基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施流程

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施情況與效果

從2017 年開(kāi)始小范圍的實(shí)施了C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革試點(diǎn)，2017 年選擇了2017 計(jì)科1 班、2017 計(jì)科2 班兩個(gè)班作為試點(diǎn)班級(jí)，2018 年選擇了2018 計(jì)科1 班、2018 計(jì)科2 班、2018 大數(shù)據(jù)3 個(gè)班作為試點(diǎn)班級(jí)。

期末考試成績(jī)是反映學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況的最直接指標(biāo)，為了了解基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施效果，以上述5 個(gè)班級(jí)和我校信息科學(xué)與工程學(xué)院同年級(jí)各專(zhuān)業(yè)未采用新模式的平行班級(jí)期末考試成績(jī)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證教學(xué)改革效果。

3.1 同年級(jí)試點(diǎn)和非試點(diǎn)班期末考試成績(jī)對(duì)比

圖2 列出的是2017—2018 第一學(xué)期參與改革試點(diǎn)的計(jì)科班與本學(xué)院其他沒(méi)有參與試點(diǎn)的平行班級(jí)成績(jī)情況。由圖2 可見(jiàn)，參與教改的計(jì)科班成績(jī)?cè)谄骄趾图案衤噬隙急绕渌捎脗鹘y(tǒng)教學(xué)方法的平行班級(jí)略高。由圖3 可見(jiàn)，參與教改的計(jì)科班和大數(shù)據(jù)班成績(jī)?cè)谄骄趾图案衤噬吓c其他非試點(diǎn)班級(jí)相比優(yōu)勢(shì)明顯。

圖2 2017 級(jí)試點(diǎn)與非試點(diǎn)班級(jí)成績(jī)對(duì)比

圖3 2018 級(jí)試點(diǎn)與非試點(diǎn)班級(jí)成績(jī)對(duì)比

3.2 同專(zhuān)業(yè)連續(xù)3 屆試點(diǎn)與非試點(diǎn)班期末考試成績(jī)對(duì)比

圖4 顯示了同一專(zhuān)業(yè)連續(xù)3 屆學(xué)生期末成績(jī)平均分和及格率的情況。2016 級(jí)計(jì)科班尚未實(shí)施教改，2017 級(jí)計(jì)科班和2018 計(jì)科班參與了教改，由圖4 可見(jiàn)，在實(shí)施了教改之后，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)谥鹉晏岣摺?/p>

圖4 2016 計(jì)科、2017 計(jì)科、2018 計(jì)科期末成績(jī)對(duì)比

4 結(jié) 語(yǔ)

吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院通過(guò)對(duì)C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革實(shí)踐表明，采用基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改變了以往傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，充分利用了學(xué)生課外碎片化時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也更為有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。對(duì)比傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用翻轉(zhuǎn)課堂后，學(xué)生成績(jī)有了顯著的提高，取得了預(yù)期的效果。為進(jìn)一步提高教學(xué)效果，努力做到因材施教，下一步應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，做好課前預(yù)習(xí)情況和課后自主練習(xí)結(jié)果的信息反饋與分析工作，根據(jù)反饋信息來(lái)明確學(xué)生的個(gè)體差異，然后按照學(xué)生的實(shí)際情況合理地安排學(xué)習(xí)任務(wù)，任課教師應(yīng)借助這些分析結(jié)果來(lái)組織課堂教學(xué)內(nèi)容，合理地選擇符合學(xué)生實(shí)際情況的教學(xué)方法。