基于混合式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐與研究

桂林理工大學(xué)　楊呈永桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院　黎秋艷

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基于混合式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐與研究

桂林理工大學(xué)楊呈永
桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院黎秋艷

【摘要】C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程作為理工科院校開(kāi)設(shè)比較普遍的公共專業(yè)基礎(chǔ)課，在專業(yè)人才培養(yǎng)教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位。由于該課程具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性，除了掌握理論知識(shí)外，還要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐程序設(shè)計(jì)能力，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)就顯得非常重要。本文根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析，從理論基礎(chǔ)研究、方案設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)三個(gè)方面展開(kāi)了混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究與探索。實(shí)踐證明，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效的提高了教學(xué)效果，有一定推廣意義。

【關(guān)鍵詞】程序設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；混合教學(xué)

0　引言

C語(yǔ)言是國(guó)際計(jì)算機(jī)行業(yè)中比較流行的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程在我國(guó)高校本科教學(xué)的專業(yè)計(jì)劃中占有重要地位和作用，特別是大部分理工科院校都把C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)作為公共專業(yè)基礎(chǔ)課，也是理工科學(xué)生入門(mén)首選語(yǔ)言，為后續(xù)學(xué)習(xí)其他專業(yè)技能打下基礎(chǔ)。但是C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)作為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如果只是理論學(xué)習(xí)并不能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立編程的能力，學(xué)生必須理論和實(shí)踐緊密結(jié)合，通過(guò)大量的實(shí)踐上機(jī)訓(xùn)練，才能在實(shí)踐中掌握理論基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)的思想和方法，最終獨(dú)立設(shè)計(jì)編寫(xiě)程序的應(yīng)用能力。所以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)就成了本門(mén)課程的一個(gè)必要并且不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

為了提高學(xué)生C語(yǔ)言實(shí)踐編程能力，需要任課教師積極去探索和改進(jìn)教學(xué)方法。經(jīng)過(guò)筆者多年的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)歷，提出了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的構(gòu)建方案，即采用混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以有效的提高學(xué)生實(shí)踐編程動(dòng)手能力。

1　混合式學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)

“混合教學(xué)”（或混合式學(xué)習(xí)，Blended Learning）來(lái)源于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，它不是一個(gè)新概念，而是一個(gè)需不斷發(fā)展與擴(kuò)充的概念。于2000年12月在由美國(guó)當(dāng)代一流的教育專家和一流的技術(shù)專家起草的美國(guó)教育“技術(shù)白皮書(shū)”中提出觀點(diǎn)“E-learning”能很好地實(shí)現(xiàn)某些教育目標(biāo)，Blended Learning 其本義是各種學(xué)習(xí)方式的混合。MargaretDriscoll 2002認(rèn)為，混合學(xué)習(xí)指的是四個(gè)不同的概念：結(jié)合(combine)或混合(mix)多種網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)如實(shí)時(shí)虛擬教室、自定步調(diào)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、流式視頻、音頻和文本實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。國(guó)內(nèi)混合式學(xué)習(xí)最早是由何克抗教授在2003年12月召開(kāi)的全球華人計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用第七屆大會(huì)上首次正式倡導(dǎo)的概念。他認(rèn)為所謂Blended Learning就是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)。國(guó)際教育技術(shù)界在總結(jié)了將近十年的網(wǎng)絡(luò)教育實(shí)踐以后，提出了“混合式學(xué)習(xí)”是對(duì)“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)（E-learning）”深入思考之后提出的新概念。

混合式教學(xué)核心是在“合適的”的時(shí)間為“合適的”人采用“合適的”學(xué)習(xí)技術(shù)和為適應(yīng)“合適的”學(xué)習(xí)風(fēng)格而傳遞“合適的”技能來(lái)優(yōu)化與學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的學(xué)業(yè)成績(jī)；是將傳統(tǒng)面授教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方式，是學(xué)習(xí)資源和不同學(xué)習(xí)環(huán)境如教室和虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的混合；不同學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)風(fēng)格的混合。故采用混合式教學(xué)不僅從根本上改變教師的教學(xué)行為，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)造性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量。

2　混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1傳統(tǒng)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多采用教師指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的方式，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)課前把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)發(fā)給學(xué)生，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)學(xué)生照著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)做實(shí)驗(yàn)，教師在課堂現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后學(xué)生回去寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，然后提交給老師批閱。這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)于教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)面臨以下問(wèn)題：

對(duì)于教師來(lái)說(shuō)第一，教學(xué)方式單一化，在有限課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)按照一個(gè)班三四十個(gè)學(xué)生一起實(shí)驗(yàn)，2個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課經(jīng)常顧此失彼指導(dǎo)不到位。第二，作為一名負(fù)責(zé)的任課教師需要認(rèn)真批改預(yù)習(xí)報(bào)告和總結(jié)報(bào)告，一個(gè)老師通常要指導(dǎo)五六個(gè)批次150人以上的實(shí)驗(yàn)，這樣批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告工作量非常大。第三，根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?bào)告很難判斷是否抄襲，任課教師就很難監(jiān)控實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程質(zhì)量，自然也不能對(duì)學(xué)習(xí)者是否具備的有關(guān)知識(shí)與技能的基礎(chǔ)進(jìn)行分析以及對(duì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)與態(tài)度，不能教學(xué)對(duì)象進(jìn)行綜合分析就無(wú)法做到因材施教，教學(xué)效果難以提高。

對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)第一，通過(guò)調(diào)查和實(shí)踐在傳統(tǒng)模式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大部分同學(xué)都是普遍對(duì)學(xué)習(xí)C 語(yǔ)言程序這門(mén)課感到困難、枯燥無(wú)味、被動(dòng)式教學(xué)，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。第二，每個(gè)實(shí)驗(yàn)分配2個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，如果學(xué)生沒(méi)有課前預(yù)習(xí)和課后總結(jié)是不能全面掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的。第三，由于教學(xué)方式和課后輔助學(xué)習(xí)資源單一，大部分學(xué)生都不善于主動(dòng)與教師交流的習(xí)慣，使得學(xué)生在課后更不易得到老師及時(shí)的指導(dǎo)，學(xué)習(xí)效果非常不理想。一旦有某個(gè)知識(shí)點(diǎn)脫節(jié)就會(huì)造成整門(mén)課程學(xué)習(xí)的惡性循環(huán)。

2.2混合式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

結(jié)合筆者多年來(lái)C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，考慮到課程實(shí)踐影響因素的權(quán)重并組織專家評(píng)審組復(fù)審討論，歷經(jīng)多次修訂后得到混合式C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式即“雙混合、五階梯”。

“雙混合”指教師線上線下主導(dǎo)和學(xué)生線下線上主體混合，線下傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂和線上網(wǎng)絡(luò)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)混合，學(xué)生個(gè)體自主學(xué)習(xí)和協(xié)同學(xué)習(xí)相結(jié)合為主的教學(xué)模式。

“五階梯”是針對(duì)C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)的采用“階梯遞進(jìn)”思想每個(gè)實(shí)驗(yàn)每個(gè)學(xué)生都要經(jīng)歷五階段，即預(yù)備引導(dǎo)階梯實(shí)驗(yàn)、理論基礎(chǔ)階梯、設(shè)計(jì)引導(dǎo)階梯實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)引導(dǎo)階梯實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐考核階梯實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。在每一個(gè)階梯設(shè)置不同的階梯目標(biāo)并配有大量題庫(kù)除了完成規(guī)定任務(wù)目標(biāo)外還可以供學(xué)生反復(fù)線上練習(xí)作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)行為分析。這樣通過(guò)混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生就能時(shí)時(shí)掌握本門(mén)課每個(gè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)情況，任課老師也能整體掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

表1　混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)“五階梯”

2.3混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，用戶對(duì)象主要由管理員、教師、學(xué)生，各個(gè)角色具有主要功能模塊如下：

管理員：管理員主要是指課程實(shí)驗(yàn)的負(fù)責(zé)人。具體主要負(fù)責(zé)組織專業(yè)老師對(duì)實(shí)驗(yàn)課程大綱規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)方案和內(nèi)容設(shè)計(jì)管理。設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案后對(duì)實(shí)驗(yàn)分組、系統(tǒng)設(shè)置和學(xué)期、班級(jí)、用戶信息等基礎(chǔ)信息設(shè)置。對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行跟蹤及結(jié)課后能通過(guò)系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量分析，為下一次實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方案設(shè)計(jì)做出輔助決策。

教師：教師主要是針對(duì)自己所負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行管理。每個(gè)任課教師都可以參與題庫(kù)的建設(shè)，機(jī)考管理、最主要功能是針對(duì)每個(gè)學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行蹤，對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出本次考試各個(gè)知識(shí)點(diǎn)總的正確率，從而分析出本批學(xué)生在哪些方面知識(shí)掌握較好或較差，并根據(jù)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)階梯目標(biāo)及時(shí)督查促進(jìn)學(xué)生線上反復(fù)學(xué)習(xí)掌握實(shí)驗(yàn)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組質(zhì)量分析，為老師改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案提供輔助決策。

學(xué)生：學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)對(duì)象，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要根據(jù)混合式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)完成相應(yīng)的任務(wù)，并且根據(jù)對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和建議及時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，直到達(dá)到目標(biāo)為止。對(duì)于參加校考、區(qū)級(jí)等級(jí)考試、全國(guó)等級(jí)考試都設(shè)有目標(biāo)水平，學(xué)生可以在教學(xué)平臺(tái)里面反復(fù)練習(xí)直到達(dá)到預(yù)期考試水平為主。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程每個(gè)階梯在學(xué)習(xí)結(jié)束后，教學(xué)平臺(tái)都有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為教師教學(xué)服務(wù)和學(xué)生學(xué)習(xí)服務(wù)。例如在“理論基礎(chǔ)階梯”要求掌握一定的理論知識(shí)，這樣實(shí)驗(yàn)開(kāi)展起來(lái)才能達(dá)到事半功倍效果。首先任課老師建設(shè)初級(jí)入門(mén)水平的題庫(kù)供學(xué)生反復(fù)練習(xí)，方案設(shè)計(jì)本階段成績(jī)平時(shí)練習(xí)平均分占40%+實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試60%。平時(shí)練習(xí)平均分學(xué)生可以實(shí)驗(yàn)前提前反復(fù)練習(xí)獲得，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試只能在實(shí)驗(yàn)課由老師統(tǒng)一測(cè)試獲得。例如循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)題庫(kù)里面有while循環(huán)、do...while循環(huán)、for循環(huán)、循環(huán)嵌套、break和continue語(yǔ)句5大知識(shí)點(diǎn)題庫(kù)，每次練習(xí)分別從5個(gè)知識(shí)點(diǎn)隨機(jī)抽取5道題，每題4分，共20分，教學(xué)平臺(tái)記錄每次測(cè)試結(jié)果為老師提供教學(xué)決策和學(xué)生學(xué)習(xí)建議，效果如圖1所示：

圖1　實(shí)驗(yàn)階梯學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2013-2014學(xué)年上學(xué)期，課題組對(duì)2012級(jí)通信工程專業(yè)C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)7個(gè)班分成兩組，其中通信1、2、3、4班132人采用網(wǎng)絡(luò)混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)和通信5、6、7班96人采用傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，兩組教學(xué)各種考核的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　相同專業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)班級(jí)與不應(yīng)用班級(jí)教學(xué)考核情況

通過(guò)同年級(jí)相同專業(yè)實(shí)驗(yàn)組比較，采用混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)考核數(shù)據(jù)的合格率比傳統(tǒng)教學(xué)的要高10%。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)兩年的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將面授課堂與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)混合教學(xué)模式引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中改變了傳統(tǒng)單一實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，通過(guò)混合教學(xué)可以針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況跟蹤分析教師可以做出因材施教，指導(dǎo)更具有目的針對(duì)性。學(xué)生通過(guò)混合教學(xué)進(jìn)行階梯學(xué)習(xí)和舉一反三實(shí)踐，學(xué)生在階梯任務(wù)的指引下有了明確目標(biāo)，學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間更加自由和靈活，有效的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，自主學(xué)習(xí)的能力也得到了明顯的提高。

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楊呈永，男，廣西桂林人，碩士，講師，主要研究方向?yàn)閃eb智能開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：

基金項(xiàng)目：2013年廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（編號(hào)：2013C136）。