基于ACM平臺的C語言實驗課程教學(xué)實踐

陳榮欽　王愛冬　應(yīng)建健

摘 要 以建構(gòu)主義教學(xué)理論為指導(dǎo)思想，“臺州學(xué)院在線程序設(shè)計綜合實驗平臺”為橋梁的C語言實驗課程，突破傳統(tǒng)實驗課程教學(xué)考幾個方面的弊端，在教學(xué)各個環(huán)節(jié)中引入計算機自動評判方法，把傳統(tǒng)的以“教師為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成以“學(xué)生為中心”的趣味性和競爭性的自主學(xué)習(xí)過程，有效地將課內(nèi)外教學(xué)和過程考核有機結(jié)合，極大地提高了教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞 建構(gòu)主義 ACM平臺 C語言實驗課程 程序設(shè)計

中圖分類號：G424?文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.01.064

C Language Experimental Course Teaching

Practice Based on ARM Platform

CHEN Rongqin， WANG Aidong， YING Jianjian

Abstract Constructivism teaching theory as the guiding ideology， "Taizhou University online program design comprehensive experimental platform" for the C language experimental curriculum bridges， breaking the traditional experimental teaching curriculum test several aspects of the drawbacks， the introduction of computers in all aspects of automatic evaluation method teaching， to put into traditional "teacher-centered" teaching mode "student-centered" self-learning process interesting and competitive， effectively combine inside and outside process of teaching and examination courses， and teaching efficiency is greatly improved.

Key words constructivism; ACM platform; C Language experimental course; program design; self learning

1 理論背景

建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上并具有較強指導(dǎo)意義的教學(xué)方法有目標驅(qū)動教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和項目驅(qū)動教學(xué)法。目標驅(qū)動教學(xué)法是以目標為主線，學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的一種教學(xué)方法。嚴惠新（2012）敘述了目標驅(qū)動法在“計算機基礎(chǔ)”教學(xué)過程的設(shè)計原則和實施過程。張紅波等（2011）以課程知識應(yīng)用、企業(yè)需求和學(xué)生就業(yè)相關(guān)需求為目標，結(jié)合學(xué)生主觀感受的體驗式課程教學(xué)模式，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效利用了課堂時間，十分值得借鑒。同樣，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法也頗受歡迎。所謂任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，就是以學(xué)生為中心，以任務(wù)為驅(qū)動的一種探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)模式。其教學(xué)理念就是針對教學(xué)目標，教師設(shè)計教學(xué)任務(wù)，將所要學(xué)的概念、技能蘊含在所要解決的任務(wù)之中。黃美瓊（2012）分析了“任務(wù)驅(qū)動，案列教學(xué)”教學(xué)法的實施方法和優(yōu)勢，并進行了教學(xué)設(shè)計舉例。此外，（卞琛，2008）認為項目驅(qū)動教學(xué)法也是一種探究式教學(xué)模式，就是讓學(xué)生在一個典型的信息處理的“項目”的驅(qū)動下，展開教學(xué)活動。引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“項目”，從而得到清晰的思路、方法和知識的脈絡(luò)。胡孟杰等（2013） 針對程序設(shè)計課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，以強化實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，探索項目驅(qū)動教學(xué)法在程序設(shè)計課程教學(xué)中的運用。總之，三種理論殊途同歸，都突出學(xué)生的主體性地位，強調(diào)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，對C語言實驗課程的教學(xué)都具有實質(zhì)性的指導(dǎo)意義。

2 傳統(tǒng)實驗課教學(xué)模式的弊端和分析

通過對C語言實驗課程教學(xué)的初步調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)目前大部分C語言實驗課程教學(xué)還是采用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，這種教學(xué)模式普遍存在以下幾個方面的問題。

2.1 “教”的模式落后

（1）教師布置的實驗任務(wù)往往是實驗指導(dǎo)書上的內(nèi)容，學(xué)生容易依樣畫葫蘆完成實驗，缺少對問題的分析以及實驗框架設(shè)計過程，對后續(xù)的項目設(shè)計能力培養(yǎng)尤為不利。（2）實驗課程通常只要求完成規(guī)定題目，實驗數(shù)目和題目數(shù)目均受到限制，由此造成了學(xué)生“代碼量”嚴重不足，限制了程序設(shè)計能力的提高。（3）教師之間“各自為政”缺乏信息共享，沒有利用好現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)資源和先進的教學(xué)方法，工作量大，但教學(xué)效果差。（4）教師除了在課堂上教學(xué)外，無法在課余時間監(jiān)督和管理學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

2.2 “學(xué)”的方法不佳

（1）學(xué)生學(xué)習(xí)以“教師為中心”。只有在課堂上請教教師，但教師精力有限，往往無法在課堂解決所有學(xué)生的問題。由于缺乏交流平臺，師生和生生之間很難形成良好的溝通交流機制。（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)較為“被動”。低年級的學(xué)生普遍存在“被動性”接受知識的習(xí)慣，無法主動從互聯(lián)網(wǎng)上搜集到優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源并自主學(xué)習(xí)，需要教師在實驗課程中給予引導(dǎo)。（3）由于低年級學(xué)生缺乏明確的目標，學(xué)習(xí)興趣普遍不濃。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)，計算機游戲更具有趣味性和挑戰(zhàn)性，易引起學(xué)生的興趣，從而讓學(xué)生沉迷其中，荒廢了學(xué)業(yè)。（4）學(xué)生之間缺乏良性的競爭環(huán)境，學(xué)生的實驗成績往往在課程結(jié)束時才能知道。在完成實驗內(nèi)容的前提下，大部分學(xué)生沒有深入探索的動力。而且實驗課程沒有良好的激勵機制，學(xué)生之間又缺乏良性競爭，最終會影響整體教學(xué)質(zhì)量。

2.3 “考”的機制不合理

傳統(tǒng)實驗教學(xué)主要通過考勤、實驗操作、實驗報告成績、實驗考試幾個方面來衡量，這些指標缺乏“過程性”，教師只能在課堂或者一次考試中來考查學(xué)生，難以準確地衡量學(xué)生的真實能力和水平。因此，實驗課程的期末考試應(yīng)該通過實驗操作來衡量。但由于缺乏優(yōu)秀的平臺，目前的實驗考試往往因難以實施未被納入課程考核，或者直接以卷面考試來代替。而卷面考試則往往以客觀題為主，反映的只是學(xué)生死記硬背的能力，無法體現(xiàn)學(xué)生分析和解決問題的能力。

3 基于ACM平臺的實驗課程教學(xué)探索和實踐

數(shù)據(jù)表明，結(jié)合ACM在線平臺開展訓(xùn)練有助于程序設(shè)計競賽成績的提高。為了進一步擴大學(xué)生受益面，通過將ACM平臺與C語言實驗教學(xué)相結(jié)合，有效克服了傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，整體上大大促進了學(xué)生的程序設(shè)計水平。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 資源共享，趣味引導(dǎo)，評判及時

（1）教師直接在實驗平臺上布置實驗任務(wù)。平臺中的實驗任務(wù)本身來源于實際生活，極具趣味性。學(xué)生完成的題目提交到平臺并由平臺自動進行正確性檢測后，實時地將結(jié)果反饋給學(xué)生。學(xué)生在接受到錯誤結(jié)果后可以繼續(xù)修改并提交。這種方式避免了教師手工批改的“滯后性”和“不準確性”，也減輕了教師課堂的工作量，起到了輕負高質(zhì)的作用。（2）教師可在平臺中按照教學(xué)進度安排班級競賽，競賽題目具有各種難度值，充分考慮教師資源共享，為教師提供高效的題目選擇方案。區(qū)分度良好的競賽能保證學(xué)生在完成實驗基本任務(wù)后，繼續(xù)探索難題，成為推動教學(xué)的主要手段。（3）教師可在教學(xué)過程中引入“獎罰機制”。對于積極做題、參加競賽、撰寫解題報告的學(xué)生，平臺會自動如實地給予積分獎勵。而對于抄襲實驗代碼、實驗報告的學(xué)生，教師要及時提醒并扣除積分作為懲罰，從而真正增加學(xué)生的“代碼量”。系統(tǒng)對于用戶提交的代碼可以進行相似度檢測，檢測的結(jié)果都在平臺中公示，保證學(xué)生學(xué)習(xí)的開放性和公平性。（4）教師可通過實驗平臺實時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。平臺提供了班級學(xué)生的整體排名情況及每場競賽的排名情況和積分獎罰情況等。教師可以查看班內(nèi)學(xué)生每次提交的結(jié)果及其源代碼，實時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并有針對性地為學(xué)生解決存在的問題。

3.2 自主學(xué)習(xí)，不斷挑戰(zhàn)，監(jiān)督有力

（1）通過實踐，學(xué)生改變了“以教師為中心”的學(xué)習(xí)習(xí)慣。當平臺返回錯誤結(jié)果后，學(xué)生首先會思考原因，修正后再次提交。碰到棘手問題時，才考慮請教他人，包括班內(nèi)同學(xué)、高年級學(xué)生、平臺中的外校用戶和任課教師等。平臺中可以查看所有完成該題的用戶，也提供了“論壇”、“討論板”、“在線交流群”、“站內(nèi)郵箱”和QQ群等多種交流方式。通過交流，既學(xué)習(xí)了程序設(shè)計，又進一步提高了溝通能力和團隊協(xié)作能力，為后續(xù)項目實戰(zhàn)能力奠定了堅實基礎(chǔ)。（2）平臺包含了大量不同難度的中英文題目，為學(xué)習(xí)提供了現(xiàn)成的豐富資源。主動學(xué)習(xí)的學(xué)生可以在平臺中尋找相應(yīng)水平的題目進行練習(xí)。對于“被動學(xué)習(xí)”的學(xué)生，除了完成實驗所規(guī)定的題目外，還可根據(jù)列出的參考題目進行后續(xù)練習(xí)。平臺也將根據(jù)學(xué)生的歷史數(shù)據(jù)，智能化地推薦適合練習(xí)的題目，幫助學(xué)生循序漸進學(xué)習(xí)，切實打好程序設(shè)計基礎(chǔ)。（3）平臺具備極大的挑戰(zhàn)性和趣味性。做題便會快速激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，能夠使其找到類似游戲的競爭感、成就感以及交友合作的快樂。平臺還提供了“趣味競賽”、“通關(guān)游戲”、“有獎競猜”等娛樂功能，進一步提高了平臺的趣味性。（4）平臺提供了平時成績實時換算功能，將學(xué)生的積分和做題情況等折算成學(xué)生的平時成績，并給出了班級內(nèi)部排名。學(xué)生可以實時了解自己平時的學(xué)習(xí)狀況并及時加強練習(xí)，提高了學(xué)習(xí)的動力。整個過程體現(xiàn)了開放性和公平性。平臺提供的代碼檢測和積分機制為公平性提供了有力的保障。

3.3 過程評價，實時記錄，科學(xué)公正

實驗課程重視過程考核，體現(xiàn)實踐能力，形成合理、科學(xué)的實驗考核方法。

（1）平時成績不僅在于考勤和實驗課內(nèi)的表現(xiàn)，更重要的是在于課余時間的表現(xiàn)。通過平臺，教師不僅可記錄學(xué)生的考勤以及課內(nèi)表現(xiàn)，學(xué)生課余學(xué)習(xí)的工作量、質(zhì)量也能被客觀實時地自動記錄和評判。平時成績與完成的正確解題數(shù)、參加競賽情況、積分等掛鉤，實時變化，充分反映學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，通過學(xué)期累計客觀考查學(xué)生學(xué)習(xí)過程。（2）實驗報告通過平臺來提交和批改。教師可快速查看班級學(xué)生報告的提交情況，經(jīng)平臺及時批改后，教師可對報告提交不及時的學(xué)生發(fā)送提醒信息。（3）實驗考試（包括期中/末考試）采取類似競賽的考核方式。整個考試過程由計算機自動判別并實時更新排名，每個學(xué)生都在緊張有序的做題中度過。考試中的源碼可通過相似度檢測，有效避免“抄襲作弊”等現(xiàn)象，使整個考試過程客觀、公正、科學(xué)、合理。

4 總結(jié)

在建構(gòu)主義教學(xué)理論指導(dǎo)下，基于C語言程序設(shè)計平臺，使C語言實驗教學(xué)改革試行取得了寶貴經(jīng)驗和成果。借助ACM平臺，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力都得到了有效發(fā)揮，學(xué)會充分利用課內(nèi)外時間，整合和挖掘?qū)W習(xí)資源，及時和他人溝通交流，有效地提高了程序設(shè)計能力。希望通過不斷修正和完善教學(xué)方法，進一步提高C語言實驗課教學(xué)的有效性，為國家輸送更多高質(zhì)量的計算機人才。

參考文獻

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