張素真,楊學(xué)鋒,曹東燕,楊延玲
(德州學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院,山東 德州 253023)
C語(yǔ)言是全世界普及推廣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一,其語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、使用靈活、可移植性好、更接近計(jì)算機(jī)底層設(shè)計(jì)、執(zhí)行效率高,歷年在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域占據(jù)主流地位[1],因此,成為了高等學(xué)校非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)普遍開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程不僅是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ),也是學(xué)生以后從事編程行業(yè)必備的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)邏輯思維能力,為學(xué)生從業(yè)后拓展職業(yè)發(fā)展空間打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本研究從C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)、傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)及學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的特點(diǎn)出發(fā),分析了實(shí)際教學(xué)中存在的問(wèn)題,并結(jié)合MOOC網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn),進(jìn)一步探討如何將MOOC與傳統(tǒng)教學(xué)相融合,通過(guò)線上線下混合教學(xué)的模式來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及實(shí)際編程的能力。
C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是德州學(xué)院面向電子信息和物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的必修課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的前導(dǎo)課程是計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ),其后續(xù)課程有物聯(lián)網(wǎng)軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、射頻識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用、Java SE程序設(shè)計(jì)及實(shí)踐、Android程序設(shè)計(jì)及實(shí)踐、Android特色應(yīng)用開(kāi)發(fā)等專(zhuān)業(yè)課程,它不僅是電子信息類(lèi)和通訊類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程,也是計(jì)算機(jī)、軟件等各種專(zhuān)業(yè)等級(jí)資格考試中所要求的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一。
C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容繁多,主要包括基礎(chǔ)知識(shí)概述、選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、數(shù)組、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體與共用體、編譯預(yù)處理和文件等核心單元。每個(gè)核心單元中的知識(shí)點(diǎn)也很多,如:函數(shù)這一單元中就包含了函數(shù)的定義、函數(shù)的參數(shù)與函數(shù)值、函數(shù)的調(diào)用和變量的作用域與存儲(chǔ)類(lèi)型等內(nèi)容,而且每個(gè)知識(shí)點(diǎn)中的內(nèi)容還可以進(jìn)一步細(xì)分。該課程的教學(xué)目標(biāo)不僅要求學(xué)生了解算法的基本概念,掌握基本的語(yǔ)法知識(shí),還要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力及運(yùn)用C語(yǔ)言編程來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力[2]。以傳統(tǒng)教學(xué)方式通過(guò)有限的64學(xué)時(shí)來(lái)完成以上教學(xué)內(nèi)容并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo),無(wú)論是對(duì)學(xué)生還是對(duì)教師來(lái)說(shuō),都具有一定的挑戰(zhàn)性。
C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是大部分理工科的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,很多專(zhuān)業(yè)的開(kāi)課時(shí)間都設(shè)置在大一下學(xué)期或大二上學(xué)期。對(duì)于初進(jìn)大學(xué)的很多學(xué)生來(lái)說(shuō),此時(shí)還沒(méi)有形成自主學(xué)習(xí)的能力,而且C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)也是大部分學(xué)生接觸的第一門(mén)編程類(lèi)課程,無(wú)論是在學(xué)習(xí)方式,還是對(duì)課程的認(rèn)識(shí)上,都還需要一定的適應(yīng)過(guò)程。此外,C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容較多,C語(yǔ)言語(yǔ)法繁瑣,比較接近計(jì)算機(jī)的硬件底層,很容易讓初學(xué)者摸不到“門(mén)”,特別是指針部分的學(xué)習(xí)。指針是內(nèi)存空間的地址,在C語(yǔ)言中的應(yīng)用十分廣泛,利用指針可以有效表示各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),方便使用數(shù)組和字符串,能夠簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)各種函數(shù)之間的數(shù)據(jù)傳遞,使編寫(xiě)的程序高效而簡(jiǎn)練。但指針的使用復(fù)雜,難以理解,容易出錯(cuò),一旦發(fā)生錯(cuò)誤,其糾錯(cuò)相對(duì)也比較困難。指針不但是C語(yǔ)言學(xué)習(xí)的重點(diǎn),也是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中,經(jīng)常有學(xué)生表示指針這部分內(nèi)容特別抽象,很難理解,學(xué)習(xí)的時(shí)候有畏懼心理,以至于學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性都不高。
傳統(tǒng)課堂教學(xué)大多是以教師為主體,學(xué)生被動(dòng)接受的填鴨式教學(xué)。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)內(nèi)容繁雜,包括十幾個(gè)章節(jié),每個(gè)章節(jié)里面又有大量的概念和眾多的語(yǔ)法規(guī)則,涉及的算法很多且比較抽象,前后知識(shí)點(diǎn)之間的相關(guān)性較強(qiáng),加之有些學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不高,一旦某個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒(méi)掌握,就會(huì)對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)造成很大影響,部分學(xué)生越來(lái)越聽(tīng)不懂,以至于漸漸喪失了學(xué)習(xí)的自信心。
C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,大多都采用大班或合班上課的形式。由于上課學(xué)生人數(shù)眾多,教師不能兼顧到所有學(xué)生,不能全面掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的具體情況。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課時(shí)有限,一般周學(xué)時(shí)只有3個(gè)或4個(gè),而課程的教學(xué)內(nèi)容又很多,教師在課堂上花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行內(nèi)容講解,留給學(xué)生自己思考和探索的時(shí)間較少,很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生編程思維能力的訓(xùn)練,這也是目前學(xué)生實(shí)際編程能力普遍較弱的重要原因。
學(xué)生在智力、學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知能力等方面都存在差異。學(xué)生之間的智力差異是客觀存在的,從而直接影響其學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知能力。此外,學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)也存在差異,有些學(xué)生有很強(qiáng)的自我提高內(nèi)驅(qū)力,對(duì)C語(yǔ)言本身很感興趣,有很強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望,能主動(dòng)學(xué)習(xí),提前預(yù)習(xí),很好地完成教師布置的任務(wù),而有的學(xué)生更多依賴(lài)于外部動(dòng)機(jī),自己沒(méi)有學(xué)習(xí)愿望或?qū)W習(xí)愿望很弱,在課堂上主要表現(xiàn)為注意力不集中,學(xué)習(xí)不認(rèn)真、不努力。由以上的個(gè)體差異從而導(dǎo)致了學(xué)生認(rèn)知方式的差異,也就是掌握知識(shí)過(guò)程中的具體表現(xiàn)差異,如學(xué)生是否提前預(yù)習(xí)、聽(tīng)課是否認(rèn)真、課后是否復(fù)習(xí)、是否能很好地完成教師布置的作業(yè)以及在完成教師布置的任務(wù)之外能否更進(jìn)一步積極主動(dòng)拓展自己的知識(shí)面,等等。
不同學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的接受程度是不同的,有的學(xué)生學(xué)得又快又好,能當(dāng)堂掌握所學(xué)知識(shí),甚至課后積極主動(dòng)的進(jìn)一步擴(kuò)大自己的知識(shí)面,而有的學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識(shí)接受能力稍差,跟不上教師的節(jié)奏,難以掌握當(dāng)堂所學(xué)知識(shí)。在傳統(tǒng)教學(xué)中,因?yàn)榻虒W(xué)進(jìn)度及課時(shí)的限制,教師不可能反復(fù)多次講解,也不可能對(duì)每個(gè)學(xué)生都能做到因材施教,這就使得有些學(xué)生進(jìn)入了一步跟不上,步步跟不上的惡性循環(huán)。
MOOC簡(jiǎn)稱(chēng)為“慕課”,是英文Massive Open Online Course的首字母縮寫(xiě),其中文直譯為“大規(guī)模開(kāi)放在線課程”。MOOC是在互聯(lián)網(wǎng)大背景下發(fā)展起來(lái)的一種在線免費(fèi)課程,其目的是使學(xué)習(xí)者不受地域、年齡、學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)的限制,能夠根據(jù)自己的興趣自主地、有系統(tǒng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)[3-5]。MOOC自出現(xiàn)以來(lái)就形成了一股浪潮,受到了極大關(guān)注,國(guó)內(nèi)很多高校也都紛紛加入到MOOC建設(shè)中去。
針對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程本身的特點(diǎn),本研究分析了MOOC與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比所具有的優(yōu)勢(shì)及存在的缺點(diǎn)。MOOC通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將傳統(tǒng)課堂以在線學(xué)習(xí)的形式呈現(xiàn),為學(xué)員提供優(yōu)質(zhì)視頻、課件及教學(xué)資料,具有“大規(guī)模”“開(kāi)放”“在線”三個(gè)最主要的特征[6-7]。越來(lái)越多的商業(yè)機(jī)構(gòu)和高等院校都紛紛加入到MOOC建設(shè)的浪潮中,大大增加了網(wǎng)上課程的數(shù)量及種類(lèi),拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑,使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式有了更多的可能性和選擇性。
大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)很多高校都開(kāi)設(shè)了C語(yǔ)言相關(guān)的在線課程,如浙江大學(xué)翁愷老師的程序設(shè)計(jì)入門(mén)——C語(yǔ)言、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)進(jìn)階及哈爾濱工業(yè)大學(xué)蘇小紅老師的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)精髓,等等。中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)上有很多這樣的國(guó)家精品課程,學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好和需要選擇適合的課程。MOOC的課程是以短視頻的形式呈現(xiàn)的,其視頻長(zhǎng)度往往控制在20 min以內(nèi),主題鮮明,重點(diǎn)突出,特別適合C語(yǔ)言知識(shí)點(diǎn)繁雜的情況。傳統(tǒng)課堂教學(xué)每節(jié)課長(zhǎng)達(dá)45 min,學(xué)生很難保持始終如一的注意力,而MOOC時(shí)間較短,學(xué)生的注意力相對(duì)比較集中,可以很好地提高學(xué)習(xí)效率[8]。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,學(xué)生可以通過(guò)電腦、手機(jī)等多種終端隨時(shí)隨地進(jìn)行上網(wǎng),擺脫了課堂時(shí)間上的束縛,為更好地利用各種碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)提供了可能。和傳統(tǒng)教學(xué)相比,MOOC的另一大優(yōu)勢(shì)是它的可重復(fù)性。同一班級(jí)中,不同學(xué)生之間的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知能力是不同的,有的學(xué)生學(xué)習(xí)能力強(qiáng),接受比較快,可以跟上教師上課的節(jié)奏,而有的學(xué)生反應(yīng)比較慢,理解能力也比較差,課堂上跟不上教師的節(jié)奏,慢慢的,差距越來(lái)越大,以致失去學(xué)習(xí)的信心。若將MOOC引入教學(xué)中,每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都可以錄成相應(yīng)的視頻、音頻或其他類(lèi)型的可重復(fù)載體,學(xué)生可以針對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或某一個(gè)視頻進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí),不受時(shí)間和次數(shù)的限制。將MOOC引入傳統(tǒng)教學(xué),可以很好地解決學(xué)生學(xué)習(xí)能力差異與傳統(tǒng)統(tǒng)一式教學(xué)模式之間的矛盾。
除了上面說(shuō)到的各種優(yōu)點(diǎn),MOOC也存在缺點(diǎn)[9]。一是課程的監(jiān)管問(wèn)題。對(duì)于專(zhuān)注和求知欲強(qiáng)的學(xué)生而言,他們往往能自覺(jué)完成課前網(wǎng)上課程的學(xué)習(xí)任務(wù),但對(duì)于一些基礎(chǔ)較弱的學(xué)生而言,由于缺乏師生間的直接互動(dòng),加之本身的自制力較差,網(wǎng)上學(xué)習(xí)又有太多的誘惑,很容易注意力不集中。因此,在網(wǎng)課學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生的完成情況和學(xué)習(xí)效果都要打一個(gè)大大的問(wèn)號(hào);二是MOOC的互動(dòng)性不如傳統(tǒng)教學(xué)直接和有效。MOOC的互動(dòng)性主要體現(xiàn)在討論區(qū)及發(fā)帖提問(wèn),但無(wú)論是哪種方式,都沒(méi)有及時(shí)反饋的效果,而在學(xué)習(xí)過(guò)程中,及時(shí)反饋是非常重要的;三是MOOC的錄制往往需要投入很大的人力、物力及財(cái)力。如何在內(nèi)容上更能吸引學(xué)生,制作高質(zhì)量的課程,這對(duì)教學(xué)任務(wù)本身就十分繁重的教師來(lái)說(shuō)有一定難度。雖然可以選擇MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的已有課程,但這種課程往往有時(shí)間限制,在上課時(shí)間的選擇上受限制。
MOOC是一種新興的課程形式,既有網(wǎng)絡(luò)課程的獨(dú)特優(yōu)越性,又有網(wǎng)絡(luò)課程的一些弊端。要想將其運(yùn)用到教學(xué)過(guò)程中,還需要不斷進(jìn)行研究和探索。關(guān)于MOOC在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,針對(duì)前面對(duì)此課程的分析以及該課程在傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題和MOOC課程的特點(diǎn),可以將傳統(tǒng)教學(xué)和MOOC有效結(jié)合起來(lái),取長(zhǎng)補(bǔ)短,采用線上線下混合的方式充分發(fā)揮兩種教學(xué)形式的優(yōu)點(diǎn)。下面在教學(xué)的三個(gè)過(guò)程中分別加以討論。
教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,提前布置教學(xué)任務(wù),讓學(xué)生在網(wǎng)上觀看相應(yīng)的教學(xué)視頻,完成初步的、低層次的認(rèn)知過(guò)程,這一過(guò)程可以緩解課堂滿堂灌的問(wèn)題。至于所觀看的視頻,可以是教師本人錄制,也可以是網(wǎng)上各種MOOC平臺(tái)上的現(xiàn)有資源。雖然這個(gè)過(guò)程看似與傳統(tǒng)教學(xué)中的課前預(yù)習(xí)相似,但在這種混合式教學(xué)中卻是至關(guān)重要的,是混合式教學(xué)的關(guān)鍵。要想學(xué)生能自覺(jué)按時(shí)、按要求完成教師提前布置的自學(xué)任務(wù),那就面臨一個(gè)監(jiān)管的問(wèn)題,如何保證學(xué)生提前觀看視頻?建議采用學(xué)習(xí)小組的形式,小組以宿舍為單位集體觀看視頻并相互討論,小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)監(jiān)督。同時(shí),教師在錄制視頻時(shí)也要考慮如何能更吸引學(xué)生,如何在微信、微博和抖音等各種軟件中吸引那些求知欲不強(qiáng)、自制力不高的學(xué)生。針對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門(mén)課,建議以知識(shí)點(diǎn)為單位設(shè)計(jì)課程視頻,盡量短小精悍。如果知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容較多,可以適當(dāng)分解,但不能打斷課程的連續(xù)性和完整性。
課堂教學(xué)是以學(xué)生課前完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)為基礎(chǔ),教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生課前的學(xué)習(xí)情況有一個(gè)大致的了解。學(xué)生應(yīng)將觀看視頻過(guò)程中存在的問(wèn)題反饋給教師,教師要通過(guò)提問(wèn)進(jìn)一步了解學(xué)生掌握的情況。在此基礎(chǔ)上,教師將教學(xué)任務(wù)整體梳理一遍,使學(xué)生將獨(dú)立分散的知識(shí)點(diǎn)形成完整的知識(shí)體系,并通過(guò)適當(dāng)引導(dǎo)讓學(xué)生掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)。當(dāng)教師和學(xué)生之間進(jìn)行充分溝通且學(xué)生對(duì)知識(shí)有了深層次理解之后,進(jìn)入編程訓(xùn)練階段。教師要先根據(jù)程序?qū)嵗v解編程思想及編程過(guò)程中需要注意的語(yǔ)法規(guī)則,然后讓學(xué)生自主上機(jī)練習(xí),并通過(guò)改寫(xiě)程序進(jìn)一步加強(qiáng)訓(xùn)練。這個(gè)過(guò)程中,教師的主要任務(wù)是引導(dǎo)并幫助學(xué)生解決編程過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題,比如一些不易察覺(jué)的邏輯錯(cuò)誤,一些容易忽視的語(yǔ)法錯(cuò)誤,等等。通過(guò)不斷地練習(xí)和糾錯(cuò),逐步提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)并熟練編程的能力。
教師可根據(jù)上課的實(shí)際情況,布置一定的實(shí)踐任務(wù),比如根據(jù)教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)幾個(gè)趣味小程序,也可以完成MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上面的作業(yè)與練習(xí)以及每個(gè)章節(jié)后面的測(cè)驗(yàn)與作業(yè),或根據(jù)學(xué)生的情況將兩者結(jié)合起來(lái)。基于及時(shí)反饋在教學(xué)過(guò)程中的重要性,為了彌補(bǔ)MOOC難以在師生之間進(jìn)行有效及時(shí)反饋的弊端,教師可以建立一個(gè)班級(jí)QQ群,這樣就建立了師生之間實(shí)時(shí)有效的溝通渠道,學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到任何問(wèn)題都可以在群中提出,教師或同學(xué)都可以給出及時(shí)解答。通過(guò)這種有效的交流,學(xué)生的疑問(wèn)可以被高效解決。此外,通過(guò)學(xué)生的反饋教師能夠知道學(xué)生有沒(méi)有認(rèn)真去學(xué)習(xí)和思考;通過(guò)教師的反饋學(xué)生也能知道自己的答案對(duì)不對(duì),是否掌握了知識(shí)的要點(diǎn)。
基于C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中引入MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)線上和線下的混合式教學(xué)模式。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)和MOOC各自的優(yōu)缺點(diǎn),將兩者有效結(jié)合并給出了具體的方法和實(shí)施措施。MOOC平臺(tái)的引入增加了學(xué)生和認(rèn)知之間的鏈接通道,讓教師課上的時(shí)間更加充裕。這種方式能有效改變傳統(tǒng)教學(xué)教師滿堂灌,學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的現(xiàn)狀,也有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,進(jìn)而提高學(xué)生的計(jì)算思維能力和實(shí)際編程能力。