工程教育認證背景下基于BOPPPS模型的C語言課程教學(xué)改革

彭玉青 侯向丹 李智 袁玉倩 劉洪普

摘 要：為了滿足工程教育認證的以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進的理念，教師針對計算機類C語言程序設(shè)計課程在教學(xué)過程中存在的問題，在分析該課程教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)生能力培養(yǎng)要求的基礎(chǔ)上，運用BOPPPS模型，對C語言程序設(shè)計課程教學(xué)活動重新設(shè)計，改變原來“滿堂灌”的方法，采用多種形式的教學(xué)模式，利用課上課下的及時測評，全面掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生快速整合所學(xué)知識，積極主動地融入教學(xué)過程中，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程教育認證;BOPPPS模型;C語言;課程改革

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：11673-9132（2019）32-0005-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.32.001

一、引言

工程教育專業(yè)認證給我國高等教育帶來了機遇和挑戰(zhàn)，一方面，它能促使我們提高教學(xué)質(zhì)量，讓畢業(yè)生取得國際認可的從業(yè)資格證;另一方面，高等教育工作者要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以認證的理念重新審視教學(xué)過程，從教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式上進行改革，以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進，關(guān)注學(xué)生的能力培養(yǎng)，尤其是解決復(fù)雜工程問題的能力，培養(yǎng)出符合工程認證標準的畢業(yè)生[1]。

C語言程序設(shè)計作為一門計算機專業(yè)最早接觸的程序設(shè)計語言課程，其教學(xué)目標是通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)面向結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計方法，具備計算機基本科學(xué)問題的分析和數(shù)據(jù)表達能力，提高學(xué)生的程序設(shè)計能力，初步達到利用計算機解決復(fù)雜工程問題的計算思維能力[2-3]。

目前，C語言程序設(shè)計課程是在新生入學(xué)后第一學(xué)期開設(shè)的，學(xué)生使用的學(xué)習(xí)方法還停留在高中階段，還沒有形成用計算機處理問題的思維方式。另外，教師的教學(xué)理念陳舊，教學(xué)方法單一，過分注重知識的傳授，忽視了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。再加上課程考核方式單一，缺乏對整個教學(xué)過程的監(jiān)督和考核，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，雖然掌握了各知識點的概念和C語言的語法、結(jié)構(gòu)，但在知識點的靈活應(yīng)用、算法設(shè)計方法和調(diào)試分析上還缺乏求解工程實際問題的科學(xué)思維能力、算法設(shè)計能力和編程實現(xiàn)能力。

針對上述問題，課程組教師認真對照工程教育認證的標準以及本課程對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，重新梳理了教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方法，采用BOPPPS模型對課程的教學(xué)活動進行了重新設(shè)計，構(gòu)建了課上課下教學(xué)模式和C語言在線題庫，完善了課程考核方法，加強了全過程的學(xué)習(xí)監(jiān)測過程和編程能力訓(xùn)練，通過兩年的實踐檢測，學(xué)生的計算思維能力、算法設(shè)計能力和程序編程能力得到了明顯的提升。

二、基于BOPPPS模型的教學(xué)設(shè)計

BOPPPS模型是由北美地區(qū)高校教學(xué)技能培訓(xùn)機構(gòu)Instructional Skills Workshop（ISW）提出的一種有效的課程設(shè)計模式，旨在提高教師的授課技能，它分為以下6個階段[4]-[5]。

引入階段提出問題，從而引出教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生興趣;目標階段明確教學(xué)目標，讓學(xué)生明白自己應(yīng)該達到的學(xué)習(xí)效果;前測階段了解學(xué)生的知識儲備;參與式學(xué)習(xí)階段通過教師設(shè)計教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主動性，參與討論，分析、解決問題，并將解決方案表達、演示出來;后測階段評價學(xué)習(xí)效果，開展開放式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力;總結(jié)階段總結(jié)教學(xué)過程中的問題，為后續(xù)的課程內(nèi)容提供設(shè)計思路。

這種課程設(shè)計模式正好與工程教育認證強調(diào)的理念是一致的，通過以上6個階段，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，包括學(xué)習(xí)能力、分析問題能力、團隊合作能力、表達和溝通能力等。

圍繞提高學(xué)生計算思維能力、算法設(shè)計能力和程序編程能力的課程目標，以BOPPPS模型的基本要素為設(shè)計框架，結(jié)合在線題庫，構(gòu)建了C語言課程的課上課下教學(xué)模型[6]。如圖1所示。（見附圖）

（一）課前階段

課前階段包含引入、目標、前測三部分。

首先是引入，設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情境、懸念或問題，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，從而引入教學(xué)內(nèi)容。

其次就是明確教學(xué)目標。教學(xué)目標是教師開展教學(xué)的依據(jù)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的目標。在設(shè)計教學(xué)目標時教師要考慮在什么條件下，學(xué)什么內(nèi)容，達到什么樣的水平，讓學(xué)生知道課程內(nèi)容應(yīng)該怎樣應(yīng)用，學(xué)習(xí)效果應(yīng)該如何評價。

再次是進行課前摸底，以問題的形式評測學(xué)生現(xiàn)有的學(xué)習(xí)水平和先期的知識儲備，了解他們學(xué)習(xí)的情緒、心態(tài)和知識技能的具體程度，從而指導(dǎo)后續(xù)的教學(xué)安排，做到有的放矢、因材施教。

除此之外，在課前階段，教師還要向?qū)W生提供一些輔助和指導(dǎo)，包括講解知識點的微視頻、學(xué)習(xí)材料、在線題庫等，并記錄學(xué)生的問題和反饋，及時給予輔導(dǎo)。

（二）課中階段

課中階段就是參與式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生帶著課前階段的問題聽課、主動思考，改變以往的被動式學(xué)習(xí)狀態(tài)，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念。

本階段可采用分組式討論、問題驅(qū)動、任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)等多種形式，讓每個學(xué)生都有相應(yīng)的分工，擔任不同的角色，完成不同的任務(wù)。教師在整個過程中把握方向，關(guān)注每個組或每個人的學(xué)習(xí)動態(tài)，對可能出現(xiàn)的問題提供指導(dǎo)，記錄學(xué)生的參與程度及學(xué)習(xí)效果，并給予評價，作為日后的打分依據(jù)。

（三）課后階段

課后階段包括后測和總結(jié)。

后測就是學(xué)生學(xué)習(xí)后，對教學(xué)效果進行評價，通過提問、測驗等多種手段了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成效以及是否達成教學(xué)目標，給出階段成績，并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況設(shè)計后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容。

總結(jié)就是教師幫助學(xué)生總結(jié)課堂內(nèi)容，整合學(xué)習(xí)要點，歸納教學(xué)目標中難點和重點的思維方式及解決方案，同時引出下次課程內(nèi)容。

在整個教學(xué)設(shè)計過程中，由于將課堂教學(xué)活動延伸到課前、課中和課后，原本的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式都要重新設(shè)計，哪些內(nèi)容放在課前讓學(xué)生自學(xué)或預(yù)習(xí)，哪些內(nèi)容放在課中需要重點講解和討論，哪些內(nèi)容放在課后需要學(xué)生思考和歸納，問題怎樣引入，如何設(shè)計課程中的參與方式等等，都需要教師認真思考和反復(fù)斟酌。

三、課程評價考核方案及課程資源

（一）課程評價考核方案

為了全面掌握學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果，并強化過程管理，須改革原來的課程考核辦法，針對BOPPPS模型的設(shè)計過程，在教學(xué)過程中設(shè)立多個監(jiān)測點跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而及早發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，提供及時的指導(dǎo)。為了突出學(xué)生平時的表現(xiàn)，課程的最終成績由平時成績和期末成績組成，其中平時成績占50%，期末考試成績占50%。平時成績的核算主要依據(jù)學(xué)生平時的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)效果，即BOPPPS模型設(shè)計過程中的各考核點。

這樣的考核方式加強了平時學(xué)習(xí)過程的管理和監(jiān)測，能及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的問題，并給予指導(dǎo)，從多個角度、多個方面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，使考核變得更合理、更公正、更有效。

（二）課程輔助資源的構(gòu)建

因為課堂教學(xué)過程涉及多個環(huán)節(jié)，包括課前的自學(xué)、課中的討論、課后的復(fù)習(xí)，為了給予學(xué)生更多更好的幫助，需要構(gòu)建不同形式的資源平臺。課程組錄制了部分教學(xué)內(nèi)容的視頻，包含課前導(dǎo)引、難點講解、實驗講授的相關(guān)內(nèi)容，以供學(xué)生課前、課后學(xué)習(xí);開發(fā)了課后拓展學(xué)習(xí)App，引導(dǎo)學(xué)生改變課下學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果;搭建了在線考試系統(tǒng)和題庫，以供學(xué)生平時練習(xí)和最終考試;課中環(huán)節(jié)則采用“雨課堂”，通過設(shè)計問題、任務(wù)、測試等多種形式加強學(xué)生參與式學(xué)習(xí)。

四、結(jié)語

基于工程教育認證標準，對C語言程序設(shè)計課程進行了教學(xué)改革?；贐OPPPS模型，對課程的教學(xué)過程進行了設(shè)計，通過6個階段充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，學(xué)生成為課堂的主體，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

運用啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、案例式教學(xué)等先進的教學(xué)方法進行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果;通過改革考核方法，改變單一的考核方式，加強學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督，扭轉(zhuǎn)了學(xué)生重結(jié)果輕過程的思想，提升了對學(xué)生全方位的能力培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]鄧娜，陳旭，王春枝.針對工程教育認證的軟件工程課程教學(xué)思考與探索[J].計算機教育，2017（7）：41.

[2]教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實施方案[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]郭銀章，王麗芳.基于項目任務(wù)驅(qū)動的C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革與實踐[J].計算機教育，2017（2）：41.

[4]陳衛(wèi)衛(wèi)，鮑愛華，李清.基于BOPPPS模型和問題驅(qū)動教學(xué)法培養(yǎng)計算思維的教學(xué)設(shè)計[J].工業(yè)和信息化教育，2014（6）：8.

[5]鄧娜，王春枝，葉志偉，張明武.工程認證環(huán)境下基于BOPPPS模型的數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)設(shè)計[J].計算機教育，2017（12）：113.

[6]魏唯，白洪濤，劉威，姜楠.BOPPPS模型與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的C語言課程教學(xué)模式探究[J].教育教學(xué)論壇，2018（3）：132.

[責任編輯 李愛莉]

作者簡介：彭玉青（1969.5— ），女，漢族，湖南永順人，教授，研究方向：圖像處理。

侯向丹（1976.10— ），女，北京人，副教授，研究方向：圖像處理。

李智（1981.5— ），女，遼寧人，講師，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘。

袁玉倩（1981.5— ），天津人，講師，研究方向：語音信號處理與模式識別。

劉洪普（1977.8— ），男，河北張家口人，講師，研究方向：計算機視覺與機器人定位導(dǎo)航。

課題項目：本文系河北省計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)綜合改革試點項目。