高職Ｃ語(yǔ)言教學(xué)改革中教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：在對(duì)C語(yǔ)言這樣一門(mén)高職學(xué)生較難學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)施教學(xué)改革的過(guò)程中，通過(guò)整合Moodle和OnlineJudge系統(tǒng)等構(gòu)筑了C語(yǔ)言教學(xué)網(wǎng)站，給學(xué)生提供了全面交互的教學(xué)環(huán)境。這對(duì)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，充分利用信息技術(shù)輔助教學(xué)的整個(gè)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和使用Ｃ語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有積極的作用。

關(guān)鍵詞：Ｃ語(yǔ)言；教學(xué)系統(tǒng)；Moodle；OnlineJudge

0 引言

《Ｃ語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》是包括高職院校在內(nèi)的高等院校廣泛開(kāi)展的信息電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的編程基礎(chǔ)課。在國(guó)家、省級(jí)的計(jì)算機(jī)二級(jí)考試中，大多數(shù)考生也選擇Ｃ語(yǔ)言類(lèi)考題。經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，高校Ｃ語(yǔ)言的教材體系結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容的組織都已經(jīng)較為成熟。面對(duì)高職學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，學(xué)習(xí)自主性較差的現(xiàn)狀，如何激發(fā)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)信心，以適應(yīng)高職院校高技能應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)，是擺在每個(gè)Ｃ語(yǔ)言教學(xué)改革探索者面前的問(wèn)題。Ｃ語(yǔ)言課程只靠“教本位”的模式而忽視學(xué)生的主體性是很難取到較好的教學(xué)效果的，因此筆者在對(duì)Ｃ語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)改革的過(guò)程中，除針對(duì)高職學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生現(xiàn)狀進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)之外，還注重搭建網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，利用各種資源營(yíng)造Ｃ語(yǔ)言的學(xué)習(xí)環(huán)境來(lái)發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，切實(shí)提高他們自學(xué)的能力和Ｃ語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試的能力。下面筆者將對(duì)教學(xué)改革過(guò)程中的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和各類(lèi)Ｃ語(yǔ)言教學(xué)資源的整合應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)和探討。

1 目前存在的問(wèn)題

首先，傳統(tǒng)的授課方式需要改進(jìn)。Ｃ語(yǔ)言目前的授課方式還是“教本位”的方式，課程以教師為中心，教師在講臺(tái)上講授，學(xué)生被動(dòng)地在臺(tái)下聽(tīng)，要達(dá)到“學(xué)本位”的效果還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

其次，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性還有待提高。高職學(xué)生的現(xiàn)狀決定了他們的學(xué)習(xí)能力和積極性都較薄弱，面臨Ｃ語(yǔ)言這樣的本身就有一定難度又需要大量練習(xí)的課程，學(xué)生離開(kāi)課堂上45分鐘填鴨式的教學(xué)后，如果課下不進(jìn)行練習(xí)，很難學(xué)好Ｃ語(yǔ)言。

2 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1962年，格拉澤明確地提出“教學(xué)系統(tǒng)”概念并要求對(duì)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)已經(jīng)經(jīng)歷了近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，其理論和實(shí)踐發(fā)展到今天，已經(jīng)和現(xiàn)代教育技術(shù)、學(xué)習(xí)理論的最新進(jìn)展緊密地聯(lián)系在了一起。教學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展體現(xiàn)在教學(xué)改革的各個(gè)方面。

“Ｃ語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程改革也體現(xiàn)了當(dāng)代教學(xué)設(shè)計(jì)發(fā)展的三大趨勢(shì)。

第一，注重信息技術(shù)與教育理念的整合。筆者通過(guò)利用多媒體、交互性的站點(diǎn)系統(tǒng)豐富了任務(wù)環(huán)境，強(qiáng)化了學(xué)生采用多種方法來(lái)解決問(wèn)題的技能，把學(xué)生解決難題的行動(dòng)過(guò)程可視化，使他們直接參與建模和模擬任務(wù)等過(guò)程。通過(guò)借助Moodle系統(tǒng)的支撐，這些過(guò)程的實(shí)施變得輕松而有條理。

第二，注重各種因素整合下的學(xué)習(xí)環(huán)境的建構(gòu)。戴維·喬納森在其建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論中指出學(xué)習(xí)不是傳輸?shù)倪^(guò)程，也不是接受的過(guò)程。學(xué)習(xí)需要意志的、有意圖的、積極的、自覺(jué)的、建構(gòu)的實(shí)踐，該實(shí)踐包括互動(dòng)的意圖一行動(dòng)一反思活動(dòng)。知識(shí)和技能通常是在個(gè)體運(yùn)用知識(shí)和技能的“情境(context)”中獲得的。在課堂授課方面，教師一方面注重營(yíng)造輕松、和諧的課堂氣氛，使得學(xué)生樂(lè)于接受知識(shí)；另一方面，借助精心設(shè)計(jì)的多媒體課件，形象、動(dòng)態(tài)地展示各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。而在課后，如何構(gòu)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生自覺(jué)地、建構(gòu)地學(xué)習(xí)是各種學(xué)習(xí)組織所面臨的問(wèn)題。針對(duì)高職學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)自主能力較差的現(xiàn)狀，我們借助Moodle和OnlineJudge系統(tǒng)搭建了一個(gè)輕松愉快的7*24小時(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，通過(guò)經(jīng)常性的聯(lián)系來(lái)維持一定程度上的互相關(guān)心和理解，從而形成學(xué)習(xí)Ｃ語(yǔ)言課程這一群體的歸屬感和社會(huì)情感紐帶，及時(shí)地拉近教師與學(xué)生的距離，使得學(xué)生在自學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題能及時(shí)得到解決，一定程度上刺激了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

第三，注重新的評(píng)估理念和方法。評(píng)估需要超越對(duì)局部技能和離散的知識(shí)點(diǎn)的關(guān)注，而要把推動(dòng)學(xué)生進(jìn)步的更復(fù)雜的方面包含進(jìn)來(lái)。筆者正在嘗試把課程、教學(xué)、實(shí)施和評(píng)估進(jìn)行總體規(guī)劃，而Moodle和OnlineJudge系統(tǒng)成為評(píng)估的重要工具。根據(jù)教學(xué)大綱的規(guī)定，學(xué)生成績(jī)由理論考試和平時(shí)成績(jī)兩部分組成。理論考試的測(cè)試評(píng)估中，無(wú)論從題型還是難度，都是向二級(jí)考試的要求靠攏。目前二級(jí)考試的考核趨勢(shì)，已經(jīng)漸漸地向如何用Ｃ語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的方向轉(zhuǎn)變。而平時(shí)成績(jī)部分，借助Moodle和OnlineJudge系統(tǒng)，可以較精確地表征每個(gè)同學(xué)的實(shí)踐學(xué)習(xí)情況，特別是學(xué)生的學(xué)習(xí)能力以及利用Ｃ語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3 課程網(wǎng)站建設(shè)

Ｃ語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程網(wǎng)站，主要面向教師和學(xué)生用戶(hù)，涵蓋了教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)網(wǎng)站系統(tǒng)發(fā)布教學(xué)大綱、講義和教案、多媒體視頻課件、經(jīng)典案例、相關(guān)資料下載等，可以布置作業(yè)、進(jìn)行答疑、自助考試練習(xí)、開(kāi)展專(zhuān)題討論、建立專(zhuān)屬聊天室、書(shū)寫(xiě)博客等，還可以結(jié)合“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的方式讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)等。圖1為站點(diǎn)功能圖。

在該系統(tǒng)中，有三個(gè)核心功能部分，分別是站點(diǎn)系統(tǒng)，Moodle系統(tǒng)和OnlineJudge系統(tǒng)。三個(gè)系統(tǒng)使用統(tǒng)一的身份認(rèn)證，達(dá)到了多系統(tǒng)整合統(tǒng)一的目的。圖2為邏輯層次圖。

3．1 站點(diǎn)系統(tǒng)

這是用戶(hù)主要接觸的界面系統(tǒng)，在站點(diǎn)系統(tǒng)中，除實(shí)現(xiàn)了一些基本的站點(diǎn)功能，如站點(diǎn)新聞、課程資料、在線(xiàn)學(xué)堂、下載等外，更重要地，站點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了Moodle和OnlineJudge的界面整合，使得用戶(hù)在訪(fǎng)問(wèn)課程站點(diǎn)時(shí)，感覺(jué)不到是在異構(gòu)的站點(diǎn)中進(jìn)行切換，例如系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的功能導(dǎo)航和統(tǒng)一的登錄界面等。

3．2 Moodle系統(tǒng)

Moodle是Modular Object-Oriented Dynamic LearningEnvironment(模塊化面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境)的縮寫(xiě)。它是一個(gè)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)遵從“社會(huì)建構(gòu)主義教育學(xué)(social ConstructionistPedagogy)”的課程管理系統(tǒng)(CMS)，一套免費(fèi)、開(kāi)放源代碼的軟件包。它協(xié)助教育者創(chuàng)建有效的在線(xiàn)學(xué)習(xí)社區(qū)。它的適應(yīng)性很強(qiáng)，可以提供一名教師多至5萬(wàn)名學(xué)生的大學(xué)教育。Moodle在全球已經(jīng)有了20萬(wàn)的注冊(cè)用戶(hù)，提供了175個(gè)國(guó)家75種語(yǔ)言包，是全球廣泛采用的教育系統(tǒng)。

Moodle系統(tǒng)是以課程教學(xué)為中心的。在課程開(kāi)展過(guò)程中，Moodle可以配合靈活的課程活動(dòng)配置，如博客、論壇、測(cè)驗(yàn)、資源、投票、問(wèn)卷調(diào)查、作業(yè)、聊天、專(zhuān)題討論、程序教學(xué)等，并且提供了全面的用戶(hù)日志和跟蹤，如統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)生的活動(dòng)，顯示圖形報(bào)告，包括每個(gè)模塊的細(xì)節(jié)(最后訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間、閱讀次數(shù))，還有參與的討論等，匯編為每個(gè)學(xué)生的詳細(xì)的“故事”，為評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提供了廣泛而切實(shí)的依據(jù)。

3．3 OnlineJudge系統(tǒng)

OnlineJudge系統(tǒng)是從ACM/ICPC競(jìng)賽的評(píng)判系統(tǒng)移植而來(lái)的。近年來(lái)隨著全國(guó)各高校ACM競(jìng)賽活動(dòng)的展開(kāi)，出現(xiàn)了大量在線(xiàn)題庫(kù)，ACM網(wǎng)站層出不窮。國(guó)外的有UVA，Ural，SGU，USACO等著名網(wǎng)站，國(guó)內(nèi)浙江大學(xué)、北京大學(xué)都有自己的OnlineJudge。

OnlineJudge系統(tǒng)可以發(fā)布問(wèn)題集，讓學(xué)生通過(guò)在線(xiàn)提交Ｃ語(yǔ)言程序源代碼解決問(wèn)題，還可以安排競(jìng)賽，并且可以提供成績(jī)排名。

對(duì)于高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，過(guò)多時(shí)間花在A(yíng)CM競(jìng)賽上，既不符合高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，也不適合當(dāng)前學(xué)生的現(xiàn)狀。但是，借助這樣的系統(tǒng)，將題目難度降低到高職學(xué)生能解決的程度，正迎合了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)的趨勢(shì)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)的案例設(shè)置，讓學(xué)生通過(guò)Ｃ語(yǔ)言程序解決具體的實(shí)際任務(wù)，提高了Ｃ語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試的能力。

3．4 異類(lèi)站點(diǎn)整合

(1)Tomcat和Apache整合

在整個(gè)Ｃ語(yǔ)言課程網(wǎng)站中，站點(diǎn)系統(tǒng)是筆者使用Tom-cat+JSP+Access實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)站系統(tǒng)，OnlineJudge系統(tǒng)是筆者移植更改自北京大學(xué)OnlineJudge(PKU)的系統(tǒng)，采用Tom-cat+Servlet+MySQL為主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)，Moodle系統(tǒng)使用的是Apache+PHP+MySQL的系統(tǒng)。要讓以上三個(gè)站點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)，必須將Tomcat和Apache整合在一起。作為一脈相承的Apache和Tomcat，使用Mod_jk模塊對(duì)webserver進(jìn)行通信，而通信的協(xié)議是AJPl2，AJPl3或者JNI協(xié)議中的一種。整合過(guò)程就是讓apache的httpd.conf文件調(diào)用mod_jk.conf文件，mod_jk.conf文件又調(diào)用了workers.properties文件，進(jìn)而配置好各自的虛擬主機(jī)。

(2)OnlineJudge和Moodle系統(tǒng)整合

筆者在移植的過(guò)程中，刪除了OnlineJudge的登錄系統(tǒng)，使用Moodle系統(tǒng)的登錄系統(tǒng)進(jìn)行身份驗(yàn)證，使得OnlineJudge系統(tǒng)中的排名(RankList)呈現(xiàn)的是Moodle用戶(hù)，提供了教師評(píng)估學(xué)生解決問(wèn)題能力的依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前OnlineJudge系統(tǒng)已經(jīng)引入數(shù)十個(gè)實(shí)際問(wèn)題和500余個(gè)案例源碼，Moodle系統(tǒng)已經(jīng)輔助進(jìn)行了兩個(gè)學(xué)期的c語(yǔ)言課程教學(xué)，已應(yīng)用于多個(gè)專(zhuān)業(yè)的Ｃ語(yǔ)言教學(xué)中，并針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生特性和培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整課程活動(dòng)的配置。

就兩個(gè)學(xué)期6個(gè)班級(jí)的使用情況來(lái)看，學(xué)生在使用系統(tǒng)初期可能會(huì)有適應(yīng)過(guò)程，但經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的熟悉之后，就能較順暢地使用各種功能，通過(guò)如博客、論壇、測(cè)驗(yàn)、資源、投票、問(wèn)卷調(diào)查、作業(yè)、聊天、專(zhuān)題討論、程序教學(xué)等多種方式，較大程度地提高了學(xué)習(xí)的能力和使用c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、分析實(shí)際問(wèn)題的能力，二級(jí)考試的通過(guò)率也有了一定提高，教學(xué)效果明顯。