基于OJ平臺(tái)的C程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)實(shí)踐探究

賀晶晶

摘 要： 以自主搭建的Online Judge（OJ）實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，采用混合式教學(xué)模式，教學(xué)過程中注重以O(shè)J具體問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上進(jìn)行小組討論、探究，強(qiáng)化鞏固理解教學(xué)內(nèi)容，課后利用OJ平臺(tái)開展拓展訓(xùn)練，提升學(xué)生計(jì)算機(jī)編程能力，提高學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞： OJ平臺(tái)； 混合式教學(xué)； 程序設(shè)計(jì)； 教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）06-58-04

C programming blended-learning practice based on OJ platform

He Jingjing

（Hunan Electrical college of Technology， Xiangtan， Hunan 411101， China）

Abstract： Based on the self-built Online Judge （OJ） experimental teaching platform， the blended learning mode is used in the teaching of C programming. The teaching mode pays attention to stimulate students' interest in learning with the specific problems on OJ platform， guides students discussing by group in class to strengthen the understanding of the content of teaching， and carrying out after-school training to improve students' programming ability， so as to improve the learning effect.

Key words： OJ platform； blended learning； programming； teaching practice

0 引言

C語言程序設(shè)計(jì)是高等學(xué)校理工科專業(yè)會(huì)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生掌握C語言的基本語法，了解程序設(shè)計(jì)思想和編程方法，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的程序設(shè)計(jì)、分析、編碼、測(cè)試等能力，以及解決一些實(shí)際問題的能力，為后續(xù)課程和從事軟件開發(fā)工作打下良好的基礎(chǔ)。通過此門課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)編程的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

然而，就目前高校學(xué)生的學(xué)情現(xiàn)狀分析看，大部分學(xué)生剛?cè)胄r(shí)基本沒有編程基礎(chǔ)或有一些簡(jiǎn)單的編程知識(shí)。因此針對(duì)多數(shù)沒有編程基礎(chǔ)的學(xué)生，采用什么方法開展教學(xué)才能達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)，成為教師一直以來不斷探索的課題。本文提出一種基于OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)方法，能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力，從而提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平。

1 傳統(tǒng)教學(xué)的問題與混合式教學(xué)優(yōu)勢(shì)分析

傳統(tǒng)的C程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)主要分為理論知識(shí)講解和上機(jī)練習(xí)。學(xué)生先理解C語言的基本語法和編程思想，然后按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求完成實(shí)驗(yàn)題目，編寫源代碼。傳統(tǒng)的教學(xué)中存在如下問題，第一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容題目單一，學(xué)生編程思維比較局限；第二，學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢查難以及時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)問題；第三，學(xué)生教師交流互動(dòng)少，學(xué)生遇到問題無法及時(shí)解決，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不濃厚，學(xué)習(xí)效果不佳。

根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題，結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展和對(duì)教學(xué)實(shí)踐的不斷探索，越來越多的教育研究工作者將注意力放在將傳統(tǒng)教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相結(jié)合，形成一種新的學(xué)習(xí)模式——混合式學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)模式逐漸成為大學(xué)課堂教學(xué)的主要改革方向[1]。

所謂“混合式教學(xué)”（Blending Learning）是將傳統(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)（eLearning）的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性[2]。

混合式教學(xué)方式對(duì)老師提出更好的要求需要其在課程設(shè)計(jì)和知識(shí)講授中，將課堂教學(xué)與信息技術(shù)進(jìn)行良好的融合，教學(xué)過程中使用“線下”（Offline）與“線上”（Online）的有機(jī)結(jié)合，并根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)達(dá)到一個(gè)合理的學(xué)時(shí)分配。

筆者以自主開發(fā)的Online Judge（OJ）為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在C程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)過程中，引入混合式教學(xué)理念，結(jié)合線上、線下教學(xué)模式，以O(shè)J上的問題為核心與載體，在課堂內(nèi)、外的自主學(xué)習(xí)中，以及在小組合作學(xué)習(xí)中，凸現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性、實(shí)踐性，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力，并改革計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)考核方式，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

2 Online Judge教學(xué)平臺(tái)簡(jiǎn)介

Online Judge系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱OJ）是一個(gè)在線的判題系統(tǒng)。用戶可以在線提交程序多種程序（如C、C++）源代碼，系統(tǒng)對(duì)源代碼進(jìn)行編譯和執(zhí)行，并通過預(yù)先設(shè)計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)程序源代碼的正確性。目前著名的OJ國(guó)外有RQNOJ、URAL等。國(guó)內(nèi)著名的題庫有北京大學(xué)題庫、浙江大學(xué)題庫、電子科技大學(xué)題庫、杭州電子科技大學(xué)題庫等[3]。

網(wǎng)絡(luò)上的主流各大Online Judge系統(tǒng)，擁有豐富的試題庫，用戶注冊(cè)一個(gè)ID，然后用自己熟悉的編程語言（一般有Pascal/C/C++/Java）編寫源代碼提交測(cè)試即可，會(huì)立刻返回信息顯示你的程序正確性[4]。

筆者搭建了一個(gè)C程序設(shè)計(jì)課程的OJ平臺(tái)，教師能夠方便地在OJ添加和完善C程序設(shè)計(jì)課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)題目。利用OJ學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生編寫大量的程序，通過調(diào)試應(yīng)用，提高自身利用計(jì)算機(jī)分析問題和解決問題的能力，養(yǎng)成自學(xué)動(dòng)手的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，較大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師也可以隨時(shí)查看學(xué)生實(shí)踐的情況，極大地減少了教師作業(yè)批改的負(fù)擔(dān)，提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

3 基于OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)模式改革

3.1 搭建自主設(shè)計(jì)的OJ課程平臺(tái)

首先建立自己課程的OJ平臺(tái)，用戶分為“教師”、“學(xué)生”角色。“教師”角色的用戶，能夠方便地在OJ添加和完善各類問題，主要是C程序設(shè)計(jì)課程相關(guān)的題目。利用 OJ平臺(tái)，教師可以隨時(shí)查看學(xué)生實(shí)踐的情況，極大地減少了教師作 業(yè)批改的負(fù)擔(dān)，提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

筆者實(shí)際教學(xué)中上傳C程序設(shè)計(jì)課程的課后習(xí)題，如圖1所示。教學(xué)中，為了更好地利用OJ平臺(tái)，先建立學(xué)習(xí)小組，在學(xué)生課程學(xué)習(xí)之前，以網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布方式將相關(guān)的練習(xí)平臺(tái)推薦給學(xué)生；上課時(shí)利用學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生作為小老師，利用學(xué)習(xí)小組，選定小組長(zhǎng)，組長(zhǎng)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)能主動(dòng)解答所在組成員學(xué)習(xí)過程中遇到的問題；并督促組員去OJ平臺(tái)做題和完成教師布置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每做一題會(huì)有相應(yīng)積分，此分?jǐn)?shù)作為期末平時(shí)成績(jī)的一部分，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力。

3.2 基于OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)實(shí)施

⑴ 基于OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)思路

混合式教學(xué)模式的主要思路是將各類學(xué)習(xí)資源混合，學(xué)習(xí)方式混合，不同學(xué)習(xí)工具混合教學(xué)。在各類學(xué)習(xí)資源混合方面，C程序設(shè)計(jì)課程教師要善于將各類教學(xué)資源整合，例如課本資源、課程網(wǎng)絡(luò)在線資源、教師自己整理加工的學(xué)習(xí)資源和網(wǎng)上優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源；在學(xué)習(xí)方式混合方面，教師要將傳統(tǒng)的面對(duì)面課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)相結(jié)合；在不同學(xué)習(xí)工具的混合教學(xué)方面，教師要合理利用世界大學(xué)城網(wǎng)絡(luò)空間、OJ實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、微信、QQ群教學(xué)等等。

在上述理論的支持下，筆者提出基于OJ平臺(tái)的C程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)設(shè)計(jì)框架（如圖2所示），按照這個(gè)框架， 混合式教學(xué)過程體現(xiàn)構(gòu)建混合式教學(xué)環(huán)境、混合式教學(xué)實(shí)施、混合式教學(xué)評(píng)價(jià)等三個(gè)階段進(jìn)行，并且在實(shí)施過程中隨時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。

[① 搭建OJ教學(xué)平臺(tái)][② 面對(duì)面翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)][③ 基于OJ實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)][③ OJ平臺(tái)使用作品展示匯報(bào)，面對(duì)面交流學(xué)習(xí)][④ OJ平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、學(xué)生使用率評(píng)價(jià)][將學(xué)習(xí)資料放在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)習(xí)者根據(jù)需要學(xué)習(xí)這些知識(shí)][師生交互、學(xué)生之間交互學(xué)習(xí)][學(xué)生利用OJ平臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐編程練習(xí)，提高編程能力][通過OJ平臺(tái)完成實(shí)踐編程任務(wù)，并展示匯報(bào)、交流學(xué)習(xí)心得][利用OJ平臺(tái)的學(xué)生實(shí)操數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，作為學(xué)生考核一部分，占期末總成績(jī)的40%，其他平時(shí)30%、期末30%]

⑵ 基于OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)實(shí)施過程

利用構(gòu)建好的OJ平臺(tái)，同時(shí)建立教學(xué)論壇方便交流、討論，將OJ上的問題作為核心和載體，以學(xué)生為主體進(jìn)行自主探索學(xué)習(xí)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生既可以在課堂內(nèi)又可以在課堂外進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，實(shí)施模式如圖3所示。

[課前，教師搭建OJ平臺(tái)，上傳課程實(shí)驗(yàn)資料及拓展資源][課前，學(xué)生熟悉OJ平臺(tái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容導(dǎo)學(xué)，小作業(yè)測(cè)試][課中，教師主導(dǎo)教學(xué)，共性問題討論，答疑、交流、小組案例報(bào)告][課后，學(xué)生與教師進(jìn)入課程交流群進(jìn)行主題式討論及OJ平臺(tái)資源再學(xué)習(xí)]

⑶ 利用OJ數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行混合式教學(xué)評(píng)價(jià)

當(dāng)學(xué)生基本完成實(shí)踐操作之后，要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。在傳統(tǒng)的C程序設(shè)計(jì)課程考核中，教師主要按學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，這種考核方式，對(duì)學(xué)生來說沒有壓力，存在相互抄襲的現(xiàn)象。現(xiàn)在基于OJ上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行程序的編寫、調(diào)試、修改、提交程序，學(xué)生能實(shí)時(shí)得到評(píng)測(cè)結(jié)果和最新排名，根據(jù)OJ平臺(tái)的參與度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并且期末上機(jī)考試可在OJ系統(tǒng)上進(jìn)行，每個(gè)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試，體現(xiàn)測(cè)評(píng)合理性。

⑷ 基于OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)實(shí)施效果

在實(shí)際教學(xué)班級(jí)中我們對(duì)2個(gè)班級(jí)的C程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了對(duì)比分析，其中，計(jì)算機(jī)1班學(xué)生人數(shù)28 人，進(jìn)行了OJ平臺(tái)教學(xué)模式改革試點(diǎn)；計(jì)算機(jī)2班學(xué)生人數(shù)30人，未引入在線學(xué)習(xí)等混合式教學(xué)改革，這兩個(gè)班在課程考核情況對(duì)比分析中，1班的編程實(shí)踐考核通過率為88.6%，2班的編程實(shí)踐考核通過率為76.4%。通過學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)問卷調(diào)查分析，通過實(shí)踐教學(xué)模式改革班級(jí)的學(xué)生，學(xué)習(xí)興趣、積極性、實(shí)踐能力等各方面都得到較大的提高，體現(xiàn)出混合式教學(xué)模式改革的初步成效。

C程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，我們利用OJ實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行混合式教學(xué)，以O(shè)J上的具體問題進(jìn)行問題驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。要求學(xué)生在閱讀OJ上的實(shí)驗(yàn)題目后，思考求解方法，查閱、整理資料，當(dāng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)遇到阻礙時(shí)，教師再進(jìn)行面對(duì)面課堂討論、引導(dǎo)思考，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)包括以強(qiáng)化鞏固理解C程序設(shè)計(jì)知識(shí)為目的的學(xué)習(xí)支持活動(dòng)，以及促進(jìn)小組成員協(xié)作交流、知識(shí)建構(gòu)為目的的互動(dòng)交流活動(dòng)。

4 結(jié)束語

基于OJ平臺(tái)的C程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)，有助于解決傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生缺乏實(shí)踐操作的條件、自主學(xué)習(xí)缺乏、師生之間缺少交流等問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

通過教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生認(rèn)為OJ平臺(tái)的混合式教學(xué)模式有用而且有趣味，一方面優(yōu)化了自己的學(xué)習(xí)方法，并能為自己提供更多的反思機(jī)會(huì)和編程操作的時(shí)間，一些模棱兩可抓不住重點(diǎn)的問題經(jīng)過OJ平臺(tái)上的小測(cè)驗(yàn)等能夠得以“做中學(xué)”，“玩中學(xué)”，從而更好掌握計(jì)算機(jī)技能，另一方面，通過這種模式進(jìn)一步展示同學(xué)之間一起合作、討論研究，提高了個(gè)人交流合作的能力，進(jìn)而加深對(duì)知識(shí)的理解、記憶，提高了學(xué)習(xí)效果，教師也提高了工作效率。

總的來說，利用OJ實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的在線學(xué)習(xí)是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，能有效促進(jìn)課程教學(xué)改革，并提升教學(xué)質(zhì)量。

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