论文部分内容阅读
摘要：针对C语言程序设计课程教学中存在的问题，提出了基于项目式和案例式相结合的混合式教学改革模式。通过程序设计在线评判系统，加强了实践教学环节，提高了学生编程能力。通过课程网站和在线测试系统，丰富了学习资源，提高了学生学习兴趣。教学结果表明，教学效果有明显提高。
关键词：C语言；程序设计；教学改革；教学模式
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）30-0176-02
C语言程序设计是计算机科学与技术、软件工程、通信工程等专业的必修课程，是数据结构、面向对象程序设计、JAVA程序设计、计算机网络等后续专业课的先导课程，在计算机相关专业的课程体系中起着重要作用[1]。本课程的教学目的是使学生掌握面向过程的程序设计方法与技巧，训练基本程序设计的能力，为进一步学习后续专业课程和将来从事应用软件开发奠定良好基础。在传统的以语法知识为主线的教学中，常出现学生上课能听懂，却无法独立编写程序，动手能力差，学习兴趣不高的现象。而该课程是学生接触的第一门专业课，课程的教学效果直接影响后继课程的学习自信和学习热情。因此，加强C语言程序设计课程的教学改革，提高课程教学质量，是当前专业课程改革的一项重点任务。
1 教学中存在的问题
在C语言程序设计的实际教学过程中主要面临以下问题。
1）学生基础参差不齐
在教学过程中首先遇到的问题是学生基础参差不齐[2]。主要可分成三类，第一类是在高中阶段甚至更早时间就已学习过C语言，如在上大学之前参加过中小学信息应用技术大赛的学生。这类学生在大學学习时，认为老师课堂上讲的内容都已学习过，经常不认真听课，不按时完成作业，甚至旷课。而大学的教学要求与高中阶段是有较大的不同，最终导致这部分学生在期末综合考评时，常出现不及格的现象。第二类学生是高中理科基础好，虽没有接接触过C语言，但他们接受能力强，上课认真听讲，课后能按时完成作业，上机能独立设计与调试源程序，能按正常教学进度学习。这部分学生学习积极，能保质保量地完成教师布置的任务，期末综合考评时，表现优秀的基本是第二类的学生。第三类学生是基础差，之前基本没有接触过计算机。这部分学生学习吃力，难以跟上正常教学进度，上机实验无从下手。相比已接触过C语言的同学，理论与实践学习存在差距，使得他们对课程缺乏学习自信。
2）实践教学效果不理想
理论教学与实践教学是两个相互依存、相互促进的教学体系[3]。在课程设置上，C语言的实践学时与课堂理论学时应达到1：1，使学生通过上机实践来检验理论学习的效果，通过实践培养学习兴趣。在传统的教学中，实践学时得不到保证。并且受实践条件限制，学生编写的程序无法检验其正确性，程序错误得不到老师的及时解答，使得学生无所适从，不能按时完成实践任务，导致上机实践难以达到理想效果。
3）获得实用学习资源有限
在信息化时代，信息以惊人速度在增长，使得学生在网络中搜索学习资源时，往往是得到大量无用的垃圾信息，需要花大量时间去甄别有用的学习资源。而且网络中很多资源是必须注册付费的，使得学生望而却步。同时，学生在理论学习与程序编写过程遇到问题时缺少信息交流平台。
因此，笔者秉承应用型的办学理念，结合我校C语言程序设计课程的教学实际，针对以上问题，在教学模式、实践教学、网络教学、考核评价方面展开了教学改革研究与实践，并取得了良好成效。
2 改革探索与实践
2.1 混合式教学模式改革
针对不同基础和接受能力的学生，在实际教学中采用了基于项目式和基于案例式的混合教学模式。
1）基于项目式的教学模式
项目驱动教学法起源于建构主义学习理论，它鼓励学生通过真实的工程项目，以项目需求激发起学生的好奇心，并使学生通过项目主动学习知识，并构建知识体系[4]。基于项目式的教学是属于探究式的教学方法，非常适合曾接触过C语言的第一类学生。通过工程项目，将课程知识点蕴含于项目的各阶段中，驱动学生以阶段性需求为目标，主动学习相关知识并探寻解决方案。学生通过问题的解决获得成就感，从而激发学习热情。项目式教学主要包括以下4个阶段。
第一阶段为准备项目。应依据学生的实际能力和教学目标要求选择难度适中，具有一定代表性，在日常学习和工作中容易接触的工程项目。如果项目难度太大，学生无法完成，容易挫伤学生积极性；如果项目难度过小，达不达训练的目的，也无法激发学习动力。选择好项目后，将项目划分为若干个相互独立又相互联系的功能模块，使每个功能模块都包含大部分的知识点。
第二阶段为学生分组。学生根据自己的兴趣爱好，自由分组。每组人数4-7名，每个小组指定一名组长，组长必须是曾接触过C语言或接受过培训的学生。组长的职责是负责整个项目的开发进度和小组成员间的任务安排，并定期向老师汇报进度；小组成员在组长的带领下，合作开发、相互交流、取长补短，共同完成任务。既锻炼了学生开发能力，又培养了团队合作精神。
第三阶段是为项目实现。由于普遍存在急于看到项目成果的心理，导致学生会想方设法地解决遇到的各类问题。学生不再完全依赖教师和课本，将主动地去图书馆翻资料，到网上找资源。学生带着项目需求学习，由传统的被动接受知识转变为主动学习。通过完整项目的开发，将课程知识联系在一起，融会贯通。教师主要工作是为学生提供建议；帮助学生修订计划；协助解决程序设计中的难题；监控项目进度。
第四阶段为项目评价。当临近学期期末，需要对每个小组的作品进行项目评价。组长展示作品并汇报项目总体情况、遇到的问题、解决的方法、收获等内容；小组成员汇报个人任务、个人完成情况、心得体会等内容。教师根据每个项目的完成情况进行点评，对于完成较好的作品应当表扬与鼓励，并引导参加学科竞赛。对于存在缺陷的作品，针对不足提出完善建议。教师根据每个学生的表现，给予平时分奖励。 2）基于案例式的教学模式
基于案例式的教学是通过案例向学生传授知识的教学方法，其目的是培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力[5]。针对以前没有接触中C语言的学生采用案例式教学模式。案例式教学是将课程知识设计成若干个教学案例。教师通过案例分析，自然地引出教学内容。教学过程分为四个步骤：第一是案例分析，讲述具体案例，分析案例的背景和存在的问题，提出解决方案；第二是知识讲解，讲解案例所涉及的课程知识，重点讲述程序设计的思想和方法，并在代码的编写过程中，穿插讲解C语言语法规则；第三是课堂练习，在知识讲解完后，及时提出与之相似的情景案例，让学生独立思考解决方法，并在课堂上开展讨论，对于积极发言和表现优秀的同学，给予平时分奖励。这样可有效激发学生的学习动力；第四是上机实践，要求学生根据课堂提出的解决方案，编写能正确运行的源程序，培养学生的动手能力。在整个教学过程中，教师不再是理论知识的灌输者，而是扮演设计者和激励者的角色，循序渐进地引导学生通过案例掌握课程知识，有利于培养学生发现问题和解决问题的能力。
在案例式的教学过程中，案例的质量是影响教学效果的关键因素。设计案例时应遵循以下原则：第一是针对性原则，依据教学大纲和学生特点，有针对性地设计案例，既要符合学生实际，又要有的放矢；第二是可接受性原则，案例难度要适中，学生既能接受，也有难度，是需要经过努力才能掌握；第三是渐进性原则，要求设计的案例符合循序渐进的认识规律，使学生能够通过案例学习，系统地掌握课程知识。
2.2 实践教学改革
实践教学的目的是培养学生的程序阅读和程序编写能力，使学生具有良好的程序设计素养，提升服务社会的能力。在以往的实践教学中，主要存在程序正确性得不到验证、问题得不到及时解答、上机时间得不到保證等问题。因此，我们在实践性教学过程中，引入了程序设计在线评判系统。该系统主要包括在线提交程序、实时评判、在线讨论、做题排名等功能。通过该系统，教师把实验、作业、比赛等题目和要求在线发布；学生在线提交程序进行实时评判，及时了解程序的正确性。并且针对同一个题目，可以多次提交程序。该系统既可以保证评判结果的实时性和公平性，也可大大减轻教师批改程序代码的工作负担。使得教师把精力重点关注学生的完成情况，及时发现学生存在的问题，有针对性地通过系统提供的讨论区与学生交流。学生也可不受时间、地域限制，随时随地通过系统完成学习任务。学生在系统中完成题目越多，排名将不断上升，从而产生学习的成就感。每一次课程结束前，教师针对共性题目和共性错误进行汇总，然后通过讨论区集中发布，并集中讲解错误发生的原因、解决方案等，从而有效地提高实践教学效果。
2.3 网络教学改革
在信息化时代，应该充分利用网络，为学生提供丰富的学习资源，扩展学生视野。因此，我们搭建了C语言程序设计精品资源共享课程网站，利用该网站为学生提供了课程标准、教学计划、实验教案、教学课件、电子教材、模拟试题、教学视频等教学资源。为了让学生了解更多的相关知识，网站还提供了拓展资料。学生根据个人情况，利用网站提供的教学资源进行个性化地学习。同时，为了学生更好地检测自己的学习情况，了解课程知识的掌握情况，对每章节的知识点设计了试题库，开发了在线测试系统。学生选择好章节后，系统将自动抽取一定数量的题目，让学生在线测试。测试完成后能及时查看测试成绩和错误题目，有利于学生对理论知识的自我检测。
2.4 考核评价改革
完善的课程评价机制能体现公平性与公正性，有利于课程质量监控和激励学生学习潜能。为了有效地进行课程评价，我们采用了过程考核与结果考核相结合的评价模式。其中过程考核占30%，结果考核占70%。在过程考核中，学生学习态度和上课考勤各占5%，它们包括项目的完成情况、参考讨论、回答问题的奖励分数；平时作业和实验总评各占10%，其中实验总评包括程序设计、代码调试、实验报告等内容的评价。在结果考核中，主要是期末考试的卷面成绩。期末考试主要包括填空题、选择题、判断题、程序阅读题、程序改错题、程序编写题等题型，综合考查学生的编程能力、应用能力、解决实际问题能力。
3 改革成效分析
选择连续两届软件工程专业的不同班级为研究对象，其中2016级的学生没有参加教学改革，而2017级的学生参加了教学改革。其中，期末考试的试题大都来源于实际，与培养、检验学生应用知识分析问题、解决问题关系密切相关，试题内容基本覆盖了教学大纲中的教学重点和难点，两届试题的难度相同。两届学生期末总评成绩分布情况如图1所示。
由图1可知，2016级优良率为64.28%，而2017级的为76.26%，提高12%左右；2016级的平均分为72.3，而2017级的平均分为76.1，平均分提高近4分；2016级的及格率为91.1%，而2017级的及格率为94.9%。从上面比较分析可知，参加教学改革的班级与没有参加教学改革的相比，成绩的优良率、平均分、及格率都有所提高，说明本文提出的教学改革思路与措施具有一定的成效。
4 结语
没有一成不变的教学模式，只有结合教学实际，找到教学中存在的问题，有针对性地提出教学方案，才能真正提高C语言的教学质量。我们以应用型人才为培养目标，提出了基于项目式和案例式的混合教学模式改革，并依托校园网，建立了C语言课程网站、程序设计在线评判系统、在线测试系统，并应用于实际的教学中。教学实践表明，这种教学改革方案效果明显。接下来，我们将进一步验证和完善本文提出的教学改革方案，以期进步提高C语言程序设计课程的教学质量。
参考文献：
[1] 钟美.培养应用型人才为目标的C语言教学改革[J].计算机教育，2013（16）：55-58.
[2] 吴永芬，陈卫卫，李志刚，等.面向创新实践能力培养的C语言程序设计实践教学改革[J].计算机教育，2014（3）：88-91，96.
[3] 王军英，马红梅.C语言程序设计教学存在的问题与对策[J].教育理论与实践，2015，3（15）：63-64.
[4] 黎孟雄.项目驱动法在管理信息系统教学中的应用研究[J].计算机教育，2007（3）：44-46.
[5] 胡枫.《C 语言程序设计》的案例式教学的设计[J].青海师范大学学报（自然科学版），2010（4）：48-51.
【通联编辑：张薇】
关键词：C语言；程序设计；教学改革；教学模式
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）30-0176-02
C语言程序设计是计算机科学与技术、软件工程、通信工程等专业的必修课程，是数据结构、面向对象程序设计、JAVA程序设计、计算机网络等后续专业课的先导课程，在计算机相关专业的课程体系中起着重要作用[1]。本课程的教学目的是使学生掌握面向过程的程序设计方法与技巧，训练基本程序设计的能力，为进一步学习后续专业课程和将来从事应用软件开发奠定良好基础。在传统的以语法知识为主线的教学中，常出现学生上课能听懂，却无法独立编写程序，动手能力差，学习兴趣不高的现象。而该课程是学生接触的第一门专业课，课程的教学效果直接影响后继课程的学习自信和学习热情。因此，加强C语言程序设计课程的教学改革，提高课程教学质量，是当前专业课程改革的一项重点任务。
1 教学中存在的问题
在C语言程序设计的实际教学过程中主要面临以下问题。
1）学生基础参差不齐
在教学过程中首先遇到的问题是学生基础参差不齐[2]。主要可分成三类，第一类是在高中阶段甚至更早时间就已学习过C语言，如在上大学之前参加过中小学信息应用技术大赛的学生。这类学生在大學学习时，认为老师课堂上讲的内容都已学习过，经常不认真听课，不按时完成作业，甚至旷课。而大学的教学要求与高中阶段是有较大的不同，最终导致这部分学生在期末综合考评时，常出现不及格的现象。第二类学生是高中理科基础好，虽没有接接触过C语言，但他们接受能力强，上课认真听讲，课后能按时完成作业，上机能独立设计与调试源程序，能按正常教学进度学习。这部分学生学习积极，能保质保量地完成教师布置的任务，期末综合考评时，表现优秀的基本是第二类的学生。第三类学生是基础差，之前基本没有接触过计算机。这部分学生学习吃力，难以跟上正常教学进度，上机实验无从下手。相比已接触过C语言的同学，理论与实践学习存在差距，使得他们对课程缺乏学习自信。
2）实践教学效果不理想
理论教学与实践教学是两个相互依存、相互促进的教学体系[3]。在课程设置上，C语言的实践学时与课堂理论学时应达到1：1，使学生通过上机实践来检验理论学习的效果，通过实践培养学习兴趣。在传统的教学中，实践学时得不到保证。并且受实践条件限制，学生编写的程序无法检验其正确性，程序错误得不到老师的及时解答，使得学生无所适从，不能按时完成实践任务，导致上机实践难以达到理想效果。
3）获得实用学习资源有限
在信息化时代，信息以惊人速度在增长，使得学生在网络中搜索学习资源时，往往是得到大量无用的垃圾信息，需要花大量时间去甄别有用的学习资源。而且网络中很多资源是必须注册付费的，使得学生望而却步。同时，学生在理论学习与程序编写过程遇到问题时缺少信息交流平台。
因此，笔者秉承应用型的办学理念，结合我校C语言程序设计课程的教学实际，针对以上问题，在教学模式、实践教学、网络教学、考核评价方面展开了教学改革研究与实践，并取得了良好成效。
2 改革探索与实践
2.1 混合式教学模式改革
针对不同基础和接受能力的学生，在实际教学中采用了基于项目式和基于案例式的混合教学模式。
1）基于项目式的教学模式
项目驱动教学法起源于建构主义学习理论，它鼓励学生通过真实的工程项目，以项目需求激发起学生的好奇心，并使学生通过项目主动学习知识，并构建知识体系[4]。基于项目式的教学是属于探究式的教学方法，非常适合曾接触过C语言的第一类学生。通过工程项目，将课程知识点蕴含于项目的各阶段中，驱动学生以阶段性需求为目标，主动学习相关知识并探寻解决方案。学生通过问题的解决获得成就感，从而激发学习热情。项目式教学主要包括以下4个阶段。
第一阶段为准备项目。应依据学生的实际能力和教学目标要求选择难度适中，具有一定代表性，在日常学习和工作中容易接触的工程项目。如果项目难度太大，学生无法完成，容易挫伤学生积极性；如果项目难度过小，达不达训练的目的，也无法激发学习动力。选择好项目后，将项目划分为若干个相互独立又相互联系的功能模块，使每个功能模块都包含大部分的知识点。
第二阶段为学生分组。学生根据自己的兴趣爱好，自由分组。每组人数4-7名，每个小组指定一名组长，组长必须是曾接触过C语言或接受过培训的学生。组长的职责是负责整个项目的开发进度和小组成员间的任务安排，并定期向老师汇报进度；小组成员在组长的带领下，合作开发、相互交流、取长补短，共同完成任务。既锻炼了学生开发能力，又培养了团队合作精神。
第三阶段是为项目实现。由于普遍存在急于看到项目成果的心理，导致学生会想方设法地解决遇到的各类问题。学生不再完全依赖教师和课本，将主动地去图书馆翻资料，到网上找资源。学生带着项目需求学习，由传统的被动接受知识转变为主动学习。通过完整项目的开发，将课程知识联系在一起，融会贯通。教师主要工作是为学生提供建议；帮助学生修订计划；协助解决程序设计中的难题；监控项目进度。
第四阶段为项目评价。当临近学期期末，需要对每个小组的作品进行项目评价。组长展示作品并汇报项目总体情况、遇到的问题、解决的方法、收获等内容；小组成员汇报个人任务、个人完成情况、心得体会等内容。教师根据每个项目的完成情况进行点评，对于完成较好的作品应当表扬与鼓励，并引导参加学科竞赛。对于存在缺陷的作品，针对不足提出完善建议。教师根据每个学生的表现，给予平时分奖励。 2）基于案例式的教学模式
基于案例式的教学是通过案例向学生传授知识的教学方法，其目的是培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力[5]。针对以前没有接触中C语言的学生采用案例式教学模式。案例式教学是将课程知识设计成若干个教学案例。教师通过案例分析，自然地引出教学内容。教学过程分为四个步骤：第一是案例分析，讲述具体案例，分析案例的背景和存在的问题，提出解决方案；第二是知识讲解，讲解案例所涉及的课程知识，重点讲述程序设计的思想和方法，并在代码的编写过程中，穿插讲解C语言语法规则；第三是课堂练习，在知识讲解完后，及时提出与之相似的情景案例，让学生独立思考解决方法，并在课堂上开展讨论，对于积极发言和表现优秀的同学，给予平时分奖励。这样可有效激发学生的学习动力；第四是上机实践，要求学生根据课堂提出的解决方案，编写能正确运行的源程序，培养学生的动手能力。在整个教学过程中，教师不再是理论知识的灌输者，而是扮演设计者和激励者的角色，循序渐进地引导学生通过案例掌握课程知识，有利于培养学生发现问题和解决问题的能力。
在案例式的教学过程中，案例的质量是影响教学效果的关键因素。设计案例时应遵循以下原则：第一是针对性原则，依据教学大纲和学生特点，有针对性地设计案例，既要符合学生实际，又要有的放矢；第二是可接受性原则，案例难度要适中，学生既能接受，也有难度，是需要经过努力才能掌握；第三是渐进性原则，要求设计的案例符合循序渐进的认识规律，使学生能够通过案例学习，系统地掌握课程知识。
2.2 实践教学改革
实践教学的目的是培养学生的程序阅读和程序编写能力，使学生具有良好的程序设计素养，提升服务社会的能力。在以往的实践教学中，主要存在程序正确性得不到验证、问题得不到及时解答、上机时间得不到保證等问题。因此，我们在实践性教学过程中，引入了程序设计在线评判系统。该系统主要包括在线提交程序、实时评判、在线讨论、做题排名等功能。通过该系统，教师把实验、作业、比赛等题目和要求在线发布；学生在线提交程序进行实时评判，及时了解程序的正确性。并且针对同一个题目，可以多次提交程序。该系统既可以保证评判结果的实时性和公平性，也可大大减轻教师批改程序代码的工作负担。使得教师把精力重点关注学生的完成情况，及时发现学生存在的问题，有针对性地通过系统提供的讨论区与学生交流。学生也可不受时间、地域限制，随时随地通过系统完成学习任务。学生在系统中完成题目越多，排名将不断上升，从而产生学习的成就感。每一次课程结束前，教师针对共性题目和共性错误进行汇总，然后通过讨论区集中发布，并集中讲解错误发生的原因、解决方案等，从而有效地提高实践教学效果。
2.3 网络教学改革
在信息化时代，应该充分利用网络，为学生提供丰富的学习资源，扩展学生视野。因此，我们搭建了C语言程序设计精品资源共享课程网站，利用该网站为学生提供了课程标准、教学计划、实验教案、教学课件、电子教材、模拟试题、教学视频等教学资源。为了让学生了解更多的相关知识，网站还提供了拓展资料。学生根据个人情况，利用网站提供的教学资源进行个性化地学习。同时，为了学生更好地检测自己的学习情况，了解课程知识的掌握情况，对每章节的知识点设计了试题库，开发了在线测试系统。学生选择好章节后，系统将自动抽取一定数量的题目，让学生在线测试。测试完成后能及时查看测试成绩和错误题目，有利于学生对理论知识的自我检测。
2.4 考核评价改革
完善的课程评价机制能体现公平性与公正性，有利于课程质量监控和激励学生学习潜能。为了有效地进行课程评价，我们采用了过程考核与结果考核相结合的评价模式。其中过程考核占30%，结果考核占70%。在过程考核中，学生学习态度和上课考勤各占5%，它们包括项目的完成情况、参考讨论、回答问题的奖励分数；平时作业和实验总评各占10%，其中实验总评包括程序设计、代码调试、实验报告等内容的评价。在结果考核中，主要是期末考试的卷面成绩。期末考试主要包括填空题、选择题、判断题、程序阅读题、程序改错题、程序编写题等题型，综合考查学生的编程能力、应用能力、解决实际问题能力。
3 改革成效分析
选择连续两届软件工程专业的不同班级为研究对象，其中2016级的学生没有参加教学改革，而2017级的学生参加了教学改革。其中，期末考试的试题大都来源于实际，与培养、检验学生应用知识分析问题、解决问题关系密切相关，试题内容基本覆盖了教学大纲中的教学重点和难点，两届试题的难度相同。两届学生期末总评成绩分布情况如图1所示。
由图1可知，2016级优良率为64.28%，而2017级的为76.26%，提高12%左右；2016级的平均分为72.3，而2017级的平均分为76.1，平均分提高近4分；2016级的及格率为91.1%，而2017级的及格率为94.9%。从上面比较分析可知，参加教学改革的班级与没有参加教学改革的相比，成绩的优良率、平均分、及格率都有所提高，说明本文提出的教学改革思路与措施具有一定的成效。
4 结语
没有一成不变的教学模式，只有结合教学实际，找到教学中存在的问题，有针对性地提出教学方案，才能真正提高C语言的教学质量。我们以应用型人才为培养目标，提出了基于项目式和案例式的混合教学模式改革，并依托校园网，建立了C语言课程网站、程序设计在线评判系统、在线测试系统，并应用于实际的教学中。教学实践表明，这种教学改革方案效果明显。接下来，我们将进一步验证和完善本文提出的教学改革方案，以期进步提高C语言程序设计课程的教学质量。
参考文献：
[1] 钟美.培养应用型人才为目标的C语言教学改革[J].计算机教育，2013（16）：55-58.
[2] 吴永芬，陈卫卫，李志刚，等.面向创新实践能力培养的C语言程序设计实践教学改革[J].计算机教育，2014（3）：88-91，96.
[3] 王军英，马红梅.C语言程序设计教学存在的问题与对策[J].教育理论与实践，2015，3（15）：63-64.
[4] 黎孟雄.项目驱动法在管理信息系统教学中的应用研究[J].计算机教育，2007（3）：44-46.
[5] 胡枫.《C 语言程序设计》的案例式教学的设计[J].青海师范大学学报（自然科学版），2010（4）：48-51.
【通联编辑：张薇】