蔡慶華，江健生

（安慶師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽安慶246133）

信息技術(shù)的快速發(fā)展，不僅改變了人類生產(chǎn)生活方式和獲取知識與能力的途徑，也影響著教育事業(yè)的發(fā)展。2017年開始，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索工程教育的中國新模式[1]。2018年，在成都舉辦的全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上，教育部進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)要發(fā)展新興工科、改造傳統(tǒng)工科，統(tǒng)一部署了新工科的建設(shè)方案[2]。隨著新工科建設(shè)方案的實(shí)施，許多新的教學(xué)理論、方法與模式在高校本科教學(xué)過程中得到了研究與實(shí)施。

“C語言程序設(shè)計(jì)”一般是計(jì)算機(jī)專業(yè)第一學(xué)期開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，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)算思維能力的課程，具有內(nèi)容抽象、邏輯嚴(yán)密、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。雖然老師和學(xué)生對本門課程在整個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)中的地位很清楚，但是教學(xué)效果一直不是很理想。在長期的教學(xué)過程中，因個(gè)體差異，有些學(xué)生在經(jīng)歷高考獲得成功后存在思想松懈、學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確和學(xué)習(xí)方法不當(dāng)?shù)葐栴}；而受教學(xué)大綱、課時(shí)、考核方式和學(xué)生數(shù)等因素的影響，老師在教學(xué)過程中存在照本宣科、教學(xué)吸引力不夠、了解學(xué)生不足及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)不及時(shí)等問題。

為適應(yīng)我校本科大類招生方案實(shí)施和新工科人才培養(yǎng)的需要，“C語言程序設(shè)計(jì)”課程不僅要培養(yǎng)學(xué)生思考、分析、解決實(shí)際問題的工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力，還要與新的技術(shù)和應(yīng)用相結(jié)合，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新的計(jì)算思維能力，同時(shí)，還要通過本課程配套的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和各類程序競賽，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

CDIO(構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與運(yùn)作)工程教育模式[3]提出了一個(gè)涵蓋12條標(biāo)準(zhǔn)的教育指導(dǎo)原則，集中體現(xiàn)“做中學(xué)”和基于項(xiàng)目教學(xué)的工程教育理念。從CDIO的指導(dǎo)思想出發(fā)，我們提出一種新的C語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方案，以提升相關(guān)課程的教學(xué)、推動(dòng)專業(yè)工程教育的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

1 創(chuàng)新模式的課堂組織

“C語言程序設(shè)計(jì)”課程不僅要學(xué)習(xí)C語言的基本語法，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的編程能力，是理論與實(shí)驗(yàn)一體化的課程。隨著我校2018培養(yǎng)方案2.0版的實(shí)施，我們在平時(shí)的教學(xué)過程中，將理論課和實(shí)驗(yàn)課各自分開，均有相應(yīng)的大綱和教學(xué)要求。

1.1 理論課教學(xué)

理論課我們積極推廣“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)?；诜D(zhuǎn)課堂的“C語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)流程分課前準(zhǔn)備（教材任務(wù)安排和學(xué)生觀看視頻）、課堂教學(xué)（教師重難點(diǎn)分析及編程能力訓(xùn)練）和課后教學(xué)（學(xué)生完成作業(yè)和復(fù)習(xí)以及教師檢查）3個(gè)階段。實(shí)際教學(xué)過程分為線上學(xué)習(xí)和線下兩部分實(shí)施。

線上部分，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下安排學(xué)習(xí)進(jìn)度和內(nèi)容，觀看教學(xué)視頻和作業(yè)。研究表明，人類在知識獲取過程中學(xué)習(xí)效率最高的持續(xù)時(shí)間一般在6～7分鐘，若超過這個(gè)時(shí)間，學(xué)習(xí)和記憶效率會(huì)快速衰減。因此，根據(jù)這一認(rèn)知規(guī)律我們對課程的知識點(diǎn)進(jìn)行分解，每個(gè)MOOC視頻錄制的時(shí)長一般不超過10分鐘，內(nèi)容安排以介紹一個(gè)語法知識點(diǎn)和一個(gè)例題為主。

我們在前期課程建設(shè)的基礎(chǔ)上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲批并積極建設(shè)省級課程類質(zhì)量工程項(xiàng)目，安徽省MOOC項(xiàng)目“C語言程序設(shè)計(jì)”和精品資源共享課程項(xiàng)目“C語言程序設(shè)計(jì)”。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(gè)角度出發(fā)，將“C語言程序設(shè)計(jì)”課程的知識點(diǎn)碎片化，整個(gè)課程我們一共錄制有50個(gè)小視頻，每個(gè)視頻后均配有作業(yè)，用于鞏固所學(xué)知識。MOOC視頻已掛在安徽省網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中心平臺(tái)和安徽省C語言程序設(shè)計(jì)精品課程網(wǎng)站，課程資源已基本建設(shè)到位。

線下教學(xué)過程中，相對于傳統(tǒng)教學(xué)模式，老師簡化C語言語法的教學(xué)，將重點(diǎn)放在算法分析和思路講解中，著重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問題的編程能力。在具體操作過程中，我們設(shè)計(jì)了許多與實(shí)際生活聯(lián)系緊密的案例，一共有40個(gè)，它們是求三角形面積、小數(shù)四舍五入運(yùn)算、素?cái)?shù)判斷、求矩陣最大值、計(jì)算最大公約數(shù)、模擬撲克發(fā)牌、企業(yè)員工考勤等[4]。例如在學(xué)習(xí)“第2章數(shù)據(jù)類型”時(shí)，我們通過“求學(xué)生期末考試平均分”案例展開分析，一般而言學(xué)生的分?jǐn)?shù)是一個(gè)整數(shù)，而平均分應(yīng)是小數(shù)。如果選擇其他類型數(shù)據(jù)，將不同程序運(yùn)行得到的結(jié)果進(jìn)行比較和分析，讓學(xué)生理解如何去選擇數(shù)據(jù)類型，從而掌握不同類型數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中如何存儲(chǔ)和處理。在學(xué)習(xí)“第12章文件操作”時(shí)，我們以“通信錄管理”案例展開分析，將傳統(tǒng)方式即程序運(yùn)行時(shí)通過鍵盤輸入和顯示器輸出數(shù)據(jù)與用文件操作輸入輸出數(shù)據(jù)方式進(jìn)行對比，說明使用文件操作進(jìn)行輸入輸出數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，從而讓學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)，能合理地去選取數(shù)據(jù)的輸入輸出方式。

1.2 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，同樣也分線上和線下過程。我們錄制了許多操作調(diào)試C語言程序的視頻，要求學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課之前通過精品課程網(wǎng)站提前觀看，提前掌握相應(yīng)的操作方法。同時(shí)，將要求學(xué)生每次完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求放到網(wǎng)站，讓學(xué)生做好準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)課中，要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)在線提交實(shí)驗(yàn)文檔，上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果和源程序代碼，程序上傳后系統(tǒng)自動(dòng)判斷對錯(cuò)，并給出分?jǐn)?shù)。這將教師從監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)學(xué)生完成作業(yè)情況中解放出來，使其專心去指導(dǎo)學(xué)生理解解題思路和解決編譯調(diào)試程序過程中出現(xiàn)的問題，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效果。

2 課外教學(xué)安排

Online Judge系統(tǒng)（簡稱OJ）是一個(gè)在線的判題系統(tǒng)。用戶可以在線提交多種程序（如C、C++）源代碼，系統(tǒng)對源代碼進(jìn)行編譯和執(zhí)行，并通過預(yù)先設(shè)計(jì)的測試數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)源程序代碼的正確性。

學(xué)生每次新課前，通過觀看MOOC視頻，預(yù)習(xí)了解學(xué)習(xí)內(nèi)容。在每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容學(xué)習(xí)完后，登錄安慶師范大學(xué)在線OJ系統(tǒng)，完成相應(yīng)編程作業(yè)，在一定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)作業(yè)完成情況，形成作業(yè)報(bào)告，便于老師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。目前，我們已經(jīng)按照教材章節(jié)內(nèi)容和課程培養(yǎng)目標(biāo)，以及OJ系統(tǒng)的特點(diǎn)，布置了8次作業(yè)，它們是順序結(jié)構(gòu)編程、選擇結(jié)構(gòu)編程、循環(huán)結(jié)構(gòu)編程、函數(shù)編程、數(shù)組編程、指針與字串編程、結(jié)構(gòu)體編程和文件編程。每次作業(yè)一般有8到15個(gè)編程題，題目安排一般由易到難，最后幾題是提高題，大多是與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的問題，如猴子選大王、計(jì)算器模擬實(shí)現(xiàn)、萬年歷的輸出、圓周率的計(jì)算等，主要是為程序設(shè)計(jì)競賽選拔選手。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)和前幾屆學(xué)生相比，19級計(jì)算機(jī)類學(xué)生的編程能力有明顯提高。

為解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，我們建立了C語言課程學(xué)習(xí)QQ群和微信群，組織學(xué)生開展線上討論，師生之間可以及時(shí)交流。對于有共性的問題，老師或?qū)W習(xí)較好的同學(xué)可以統(tǒng)一回復(fù)，以保障學(xué)習(xí)效果。

3 課程評價(jià)及后期安排

以往傳統(tǒng)教學(xué)模式中，課程考核一般以期末考試為主，平時(shí)表現(xiàn)和作業(yè)完成情況為輔。期末考試的比重約占到總成績的70%～80%。僅憑一張?jiān)嚲砘蛞淮慰荚嚱Y(jié)果不能真實(shí)完整地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)和知識掌握情況，對于全面評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果缺乏足夠的說服力，不利于人才培養(yǎng)。

為建立以能力為導(dǎo)向的C語言程序設(shè)計(jì)課程綜合評價(jià)機(jī)制[6]，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)的統(tǒng)一評價(jià)，加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核力度，我們制定了綜合的課程考核方案。在2019級計(jì)算機(jī)類的培養(yǎng)方案中引入了全新的課程評價(jià)體系，期中期末考試不再使用試卷進(jìn)行筆試，而是采用自主研發(fā)的上機(jī)考試系統(tǒng)，題型主要是編程題、程序填空和程序改錯(cuò)題，重點(diǎn)考查學(xué)生程序閱讀和編程能力。課程總評價(jià)以O(shè)J作業(yè)、期中考試、平時(shí)考勤、實(shí)驗(yàn)完成情況和期末考試成績按一定比例組合成最終成績，所有考核過程的成績均有原始數(shù)據(jù)，取消隨機(jī)打分和送分現(xiàn)象。這種過程考核，促使學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中，要努力做到最好，避免了期末考試突擊，激發(fā)了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的熱情，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐和編程能力。

在C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是課程教學(xué)的最終目的。能力的培養(yǎng)不是僅靠知識傳授與轉(zhuǎn)移就能獲得的，通常要通過從編寫小程序到開發(fā)大項(xiàng)目的全面實(shí)踐，讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中體會(huì)、總結(jié)和領(lǐng)悟，在深入的訓(xùn)練中得到全面的鍛煉，才能最終得到提高?！癈語言程序設(shè)計(jì)”課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，要求學(xué)生提交一個(gè)小的信息管理系統(tǒng)，如職工工資管理系統(tǒng)、高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、學(xué)生成績管理系統(tǒng)、校友信息管理系統(tǒng)、在線點(diǎn)餐系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)管理系統(tǒng)等[5]。

組織學(xué)生參加各級程序設(shè)計(jì)學(xué)科比賽，從而提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的編程能力。程序設(shè)計(jì)競賽是政府教育主管部門和科技協(xié)會(huì)針對計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用需求和學(xué)生能力培養(yǎng)而舉辦的一種綜合性賽事。競賽可以對學(xué)生的學(xué)科綜合能力進(jìn)行全方位檢驗(yàn)，注重考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的意識和能力，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、提高學(xué)習(xí)積極性、增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。因此將程序設(shè)計(jì)競賽與課程教學(xué)有機(jī)融合，能夠有效推動(dòng)課程教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。C語言教學(xué)團(tuán)隊(duì)在2019級新生教學(xué)過程中，開展了“新生宏晶杯”程序設(shè)計(jì)競賽，有149位同學(xué)參加，大多數(shù)同學(xué)成績均不錯(cuò)，取得了較好的效果，并為參加省級程序設(shè)計(jì)競賽選拔隊(duì)員做了準(zhǔn)備。

4 結(jié)束語

C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的最終目標(biāo)就是在有限的時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐編程能力。所以，本課題研究的重點(diǎn)是如何讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)好，又能大大縮短學(xué)習(xí)的時(shí)間，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。解決這一問題的方法在于充分利用多種教學(xué)媒體和教學(xué)手段，在每一節(jié)課的教學(xué)過程中，教師精心準(zhǔn)備各種教學(xué)資源，設(shè)計(jì)貼近大學(xué)生思維熱點(diǎn)的案例，只有這樣做才能激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接受新知識，從而利用學(xué)會(huì)的新知識去解決問題。為了客觀評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在“C語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，我們摒棄了重視期末考試、輕視教學(xué)過程考核的方式，采用過程型與鑒定型并重的考核方式，建立多維度評價(jià)體系，對學(xué)生進(jìn)行全方位評價(jià)。

今后，我們將進(jìn)一步結(jié)合我校學(xué)生的特點(diǎn)以及學(xué)科競賽的經(jīng)歷，總結(jié)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，完善教學(xué)內(nèi)容、方法與手段，提高自己的教學(xué)水平，為提升計(jì)算機(jī)類學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用能力和綜合創(chuàng)新能力，更加切合社會(huì)、企業(yè)對新工科人才的需求做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。