王青松，張?chǎng)午?，?建

(遼寧大學(xué) 信息學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110036)

0 引言

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》對(duì)于是否屬于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，都是一門基礎(chǔ)技術(shù)課程，講述了什么是C語(yǔ)言、有哪些數(shù)據(jù)類型及其使用技巧、程序流程控制、數(shù)組、函數(shù)、指針以及有關(guān)程序設(shè)計(jì)的方法等內(nèi)容.通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生更好地了解和應(yīng)用計(jì)算機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生今后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)奠定良好的、扎實(shí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言基礎(chǔ)[1].

該課程對(duì)于綜合性、靈活性、邏輯性要求較高，規(guī)則多，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)都具有較高難度.因此，探索《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)改革勢(shì)在必行.傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即LBL(Lecture-Based Learning)模式，遵循教師課堂講授，學(xué)生被動(dòng)接受，形成學(xué)生機(jī)械性接受、缺乏自主性和創(chuàng)新性的局面，學(xué)生掌握理論和算法，卻不知道在實(shí)踐中如何應(yīng)用.PBL(Problem-Based Learning)教學(xué)模式是以真實(shí)問(wèn)題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力[2-4].根據(jù)多年《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，綜合LBL和PBL兩種教學(xué)模式的特點(diǎn)，在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革實(shí)踐中，逐步引入PBL教學(xué)模式，提高學(xué)生綜合素質(zhì).

1 PBL教學(xué)法

基于問(wèn)題的教學(xué)方法(Problem-Based Learning，PBL)是一種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式.PBL不同于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，傳統(tǒng)教學(xué)將重點(diǎn)放在教師課堂教學(xué)，先傳授學(xué)生理論知識(shí)再解決問(wèn)題，這種單向輸出的模式下學(xué)生處于被動(dòng)，缺乏主動(dòng)性，難以對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生興趣，理解浮于表面，不知道在實(shí)踐中如何應(yīng)用.PBL是以學(xué)生為主體，學(xué)生具備專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)后，圍繞真實(shí)問(wèn)題自主尋求解決方案的一種學(xué)習(xí)模式.

在PBL教學(xué)模式中，教師的角色是問(wèn)題的提出者、課程的設(shè)計(jì)者以及結(jié)果的評(píng)估者.首先，教師根據(jù)期望傳授的知識(shí)提出問(wèn)題，設(shè)置于有意義的問(wèn)題情境中，同時(shí)，為防止打消學(xué)生探究的積極性，問(wèn)題與情境的設(shè)置要難度適中、貼近現(xiàn)實(shí)、有趣味，激發(fā)學(xué)生的興趣，引起學(xué)生的注意力；其次，教師根據(jù)問(wèn)題難易程度以及結(jié)合學(xué)生個(gè)人知識(shí)掌握情況，進(jìn)行分組和角色分配，學(xué)生活動(dòng)主要是小組內(nèi)部分工合作進(jìn)行；學(xué)生通過(guò)查閱資料、請(qǐng)教老師等方法，自主探索解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)，在解決問(wèn)題時(shí)真正完成對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，知識(shí)建構(gòu)和綜合運(yùn)用這兩個(gè)階段是相輔相成的，不斷調(diào)整、探討才能達(dá)到新的知識(shí)體系[5]；最后，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行成果匯報(bào)，由教師和學(xué)生對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程、教學(xué)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)、總結(jié).綜上整個(gè)過(guò)程概括為：提出問(wèn)題、角色分配、知識(shí)建構(gòu)、綜合運(yùn)用、評(píng)價(jià)和總結(jié)[6-7]如圖1所示.

2 PBL教學(xué)法在C語(yǔ)言中的應(yīng)用

C語(yǔ)言以其簡(jiǎn)潔、靈活、表達(dá)力強(qiáng)、產(chǎn)生的目標(biāo)代碼質(zhì)量高、可移植性好為基本特點(diǎn)而著稱于世，在高校中各專業(yè)都會(huì)開(kāi)設(shè)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，通過(guò)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生在以后學(xué)習(xí)、工作中，都能融會(huì)貫通使用這種思想和方法的能力，在本科教學(xué)計(jì)劃中占有舉足輕重的地位和作用[8].

根據(jù)多年《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生在剛接觸程序設(shè)計(jì)思想時(shí)存在困難，認(rèn)為內(nèi)容抽象難懂，在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以認(rèn)識(shí)到C語(yǔ)言的重要性，而且相對(duì)缺少對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的訓(xùn)練.結(jié)合實(shí)際課時(shí)安排，采取LBL教學(xué)模式和PBL教學(xué)模式相結(jié)合的方法，對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革.通過(guò)引入“真實(shí)問(wèn)題”為導(dǎo)向的實(shí)施教學(xué)，幫助學(xué)生們真正掌握C語(yǔ)言的算法，激發(fā)學(xué)生編寫程序的積極性，提高學(xué)生綜合運(yùn)用C語(yǔ)言解決問(wèn)題的能力.

2.1 模式設(shè)計(jì)

結(jié)合中國(guó)國(guó)情和高校課時(shí)安排情況，采取LBL教學(xué)模式和PBL教學(xué)模式相結(jié)合教學(xué).具體過(guò)程如圖2所示.

1)課堂學(xué)習(xí)：學(xué)生理解教材基礎(chǔ)知識(shí)為主.開(kāi)設(shè)班級(jí)學(xué)習(xí)群，教師在群內(nèi)及時(shí)共享課件，設(shè)置練習(xí)題，及時(shí)和學(xué)生形成互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.課堂學(xué)習(xí)：學(xué)生理解教材基礎(chǔ)知識(shí)為主.開(kāi)設(shè)班級(jí)學(xué)習(xí)群，教師在群內(nèi)及時(shí)共享課件，設(shè)置練習(xí)題，及時(shí)和學(xué)生形成互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

2)簡(jiǎn)單問(wèn)題：先以教材習(xí)題為主，鼓勵(lì)學(xué)生上機(jī)實(shí)踐練習(xí)，讓學(xué)生樹(shù)立信心，找到成就感、滿足感，把基礎(chǔ)實(shí)踐部分做好.

3)復(fù)雜問(wèn)題：提升問(wèn)題難度，可以由教師提出問(wèn)題或者教師給定范圍，由學(xué)生自主上網(wǎng)查找一些經(jīng)典問(wèn)題，通過(guò)雙人合作的方式，在短期時(shí)間內(nèi)解決.循序漸進(jìn)，讓學(xué)生積累程序設(shè)計(jì)和編程的經(jīng)驗(yàn).

在此過(guò)程中開(kāi)始引入計(jì)算機(jī)專業(yè)一體化平臺(tái)，將過(guò)去單一的試卷評(píng)價(jià)變成多元的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式，包括學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)編程作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)編程考試、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、最終試卷成績(jī)綜合評(píng)價(jià).網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的引入，可以對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)多元學(xué)業(yè)成績(jī)考核，并可根據(jù)學(xué)生的作業(yè)情況、平時(shí)測(cè)試情況對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)警.可以布置網(wǎng)上作業(yè)包括真實(shí)問(wèn)題的作業(yè).學(xué)生編寫代碼按時(shí)提交源代碼文件.提高與學(xué)生互動(dòng)性，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，往往能夠及時(shí)提交源代碼，比直接布置課后作業(yè)完成率要高很多.同時(shí)有平臺(tái)提供監(jiān)督機(jī)制，未完成的作業(yè)和抄襲的作業(yè)都可以檢查出來(lái).

4)真實(shí)問(wèn)題：PBL教學(xué)模式核心部分是問(wèn)題和情境設(shè)置.教師設(shè)置情境，提出真實(shí)問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)小組合作的方式協(xié)作學(xué)習(xí)，查閱資料、詢問(wèn)老師等途徑，在解決問(wèn)題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)的綜合運(yùn)用.

2.2 設(shè)計(jì)問(wèn)題

在《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的理論教學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)發(fā)規(guī)模較大的程序，使學(xué)生掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的基本方法；熟悉C程序開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，包括從分析問(wèn)題開(kāi)始，建立數(shù)據(jù)模型，劃分功能模塊，設(shè)計(jì)算法，編碼，調(diào)試和測(cè)試程序，撰寫文檔等；提高綜合應(yīng)用C語(yǔ)言的能力，強(qiáng)化編程和調(diào)試能力.通過(guò)理論教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)，為學(xué)生今后學(xué)習(xí)軟件專業(yè)課程創(chuàng)建較軋實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ).

基于引起學(xué)生興趣的目的，設(shè)計(jì)一個(gè)充滿趣味又貼近生活的問(wèn)題，比如在結(jié)構(gòu)體、指針等模塊學(xué)完后，讓學(xué)生完成一個(gè)學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng).

實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生理解算法的基本概念；正確使用常量、變量、運(yùn)算符與表達(dá)式、程序控制結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)、編譯預(yù)處理、指針、結(jié)構(gòu)體與共用體及文件等C語(yǔ)言要素進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；熟悉在一種C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行C程序設(shè)計(jì)的基本步驟；了解軟件工程的設(shè)計(jì)方法，采用模塊化設(shè)計(jì).

2.3 分析問(wèn)題

學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的成績(jī)信息進(jìn)行管理，其中包括學(xué)生信息、課程信息和選課信息.學(xué)生信息包括學(xué)號(hào)、姓名、性別和地址.課程信息包括課程號(hào)、課程名、學(xué)分和學(xué)時(shí).選課信息包括學(xué)號(hào)、姓名、課程號(hào)、課程名、學(xué)期和成績(jī).教師可以適當(dāng)?shù)貙?duì)學(xué)生給予提示：1)學(xué)生和選課信息可以使用結(jié)構(gòu)體數(shù)組存儲(chǔ)，課程信息使用鏈表存儲(chǔ)；2)使用switch語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)判斷選擇功能，控制流程的流轉(zhuǎn).

首先要明白，學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)的使用者是教師，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，功能模塊的設(shè)置的服務(wù)對(duì)象是教師；接下來(lái)，從功能模塊設(shè)置的角度進(jìn)行分析，系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生信息、課程信息、選課信息的增、刪、改、查，成績(jī)管理要具有成績(jī)的錄入、刪除和查詢.圖3給出了系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖.

2.4 解決問(wèn)題

經(jīng)過(guò)教師的引導(dǎo)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析后，學(xué)生對(duì)于模塊化設(shè)計(jì)思想有了知識(shí)建構(gòu)，接下來(lái)，教師進(jìn)一步提出畫出業(yè)務(wù)流程圖的要求，檢查發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生能夠獨(dú)立給出業(yè)務(wù)流程圖，存在少數(shù)學(xué)生畫出的流程圖存在問(wèn)題，但是通過(guò)引導(dǎo)能夠?qū)⑺悸肥崂砬逦?最后，由教師給出正確的系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖見(jiàn)圖4.

2.5 教學(xué)實(shí)踐效果分析

按照傳統(tǒng)教學(xué)模式下《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)計(jì)劃，本門課程的考核包含平時(shí)成績(jī)和期末考試，占比分別為20%和80%，其中平時(shí)成績(jī)指課堂考勤和實(shí)驗(yàn)作業(yè).在基于“真實(shí)問(wèn)題”為導(dǎo)向的教學(xué)模式下，引入計(jì)算機(jī)專業(yè)一體化平臺(tái)，課程考核對(duì)于考核方式和考核因素的占比都有調(diào)整，考核方式新增小組答辯和程序提交(包含代碼，課程設(shè)計(jì)文檔)，成績(jī)劃分到平時(shí)成績(jī)里面，由于PBL教學(xué)模式要求學(xué)生為主體，強(qiáng)化了學(xué)生在平時(shí)研究探討問(wèn)題的部分，所以提高平時(shí)成績(jī)比重到30%，作為對(duì)學(xué)生們的激勵(lì)，相應(yīng)的期末成績(jī)比重為70%.

參與PBL在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革實(shí)踐的是遼寧大學(xué)信息學(xué)院2018級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生，通過(guò)對(duì)17級(jí)和18級(jí)學(xué)生同期《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》成績(jī)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，基于“真實(shí)問(wèn)題”為導(dǎo)向的教學(xué)模式使得教學(xué)質(zhì)量顯著提升，學(xué)生的成績(jī)有了明顯提高，優(yōu)秀率(≥90)和良好率(≥80)都顯著高于17級(jí)學(xué)生，不及格率也明顯降低.圖5給出了17級(jí)和18級(jí)學(xué)生成績(jī)分布對(duì)比情況.

對(duì)結(jié)果分析認(rèn)為，優(yōu)秀率和良好率都提高的原因包括兩方面.一方面是由于引入了計(jì)算機(jī)專業(yè)一體化平臺(tái)，可以及時(shí)分析和預(yù)警學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，密切監(jiān)督學(xué)生課后作業(yè)的完成率，同時(shí)對(duì)于未完成的作業(yè)、抄襲的作業(yè)都可以檢查出來(lái)；另一方面和基于“真實(shí)問(wèn)題”為導(dǎo)向的教學(xué)模式的實(shí)施是密不可分的，不僅調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，而且給學(xué)生提供了將知識(shí)綜合運(yùn)用的機(jī)會(huì)，對(duì)所學(xué)掌握更牢固.

3 結(jié)束語(yǔ)

PBL教學(xué)模式以“真實(shí)問(wèn)題”作為驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，以學(xué)生作為主體，教師作為引導(dǎo)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和自主性，培養(yǎng)學(xué)生將教師講授的知識(shí)自主梳理建構(gòu)的習(xí)慣與能力，以及在將來(lái)實(shí)踐中對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力.但是，PBL教學(xué)模式的實(shí)施還是存在一定問(wèn)題.PBL教學(xué)法對(duì)于學(xué)生的基本素質(zhì)要求很高，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的接觸程度和接受能力存在差異，對(duì)新模式接納存在緩慢現(xiàn)象；而且PBL教學(xué)過(guò)程中要求教師對(duì)學(xué)生各方面的指導(dǎo)，新模式要求教師有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能靈活應(yīng)對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的各種問(wèn)題，能合理提出問(wèn)題；新模式需要學(xué)校的全面支持，教學(xué)資源要求較高，教師精力有限，需要小班化教學(xué)、指導(dǎo)教師充足、增加課時(shí)等.

在后續(xù)的教學(xué)改革實(shí)踐中，一方面，針對(duì)上述問(wèn)題會(huì)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，另一方面，期望將“真實(shí)問(wèn)題”為導(dǎo)向的教學(xué)模式推廣應(yīng)用到更多的其他專業(yè)課程中去，探索使用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)和挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的算法Apriori對(duì)每批次教學(xué)結(jié)果進(jìn)行分析，科學(xué)地調(diào)整教學(xué)模式，達(dá)到更好的教學(xué)效果.