在新冠病毒疫情期間“程序設(shè)計基礎(chǔ)（C/C++）”實驗課線上教學的探索與思考

宋初一，姜靜清，明 珠，張 妍，劉那仁格日樂，王秀清

（1.內(nèi)蒙古民族大學 數(shù)理學院，內(nèi)蒙古 通遼028043；2.內(nèi)蒙古民族大學 計算機科學與技術(shù)學院，內(nèi)蒙古 通遼028043；3.內(nèi)蒙古民族大學 工學院，內(nèi)蒙古 通遼028043）

自2020 年初以來，新冠病毒疫情迅速在全國乃至全球蔓延. 針對新冠病毒疫情，國家主席習近平親自指揮、親自部署，千萬人口的武漢封城，全國2.86萬醫(yī)護人員人支援武漢，取得了巨大的勝利. 為了有效降低因人員聚集而引發(fā)交叉感染的風險，保障師生健康安全，教育部要求各個高校延遲開學［1]. 本著“停課不停學、停課不停教”原則，按照教育部的要求，各高校都開始使用了線上教學模式. 2月3日上午10點，清華大學全校5萬名師生同上一堂網(wǎng)課，吹響了線上教學的號角. 內(nèi)蒙古民族大學全面部署了線上教學工作，在學生不到校的情況下，開展線上教學. 本學期作者承擔的是2018 級數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)蒙授班級的“程序設(shè)計基礎(chǔ)（C/C++）”課程. C 語言是理工科學生必須掌握的一門程序設(shè)計語言.“程序設(shè)計基礎(chǔ)（C/C++）”課程包括理論課和實驗課兩個部分. 理論課講授數(shù)據(jù)類型、語法規(guī)則、程序結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，實驗課上學生在老師的指導下上機編程，完成實驗項目，加深和鞏固所學知識，因此理論課和實驗課同等重要.

通常，講授C語言課程時，教師通過黑板板書、課件及師生課堂互動等線下教學方式進行［2]. 自從爆發(fā)新冠肺炎疫情以來，學生無法到校，傳統(tǒng)的線下教學模式受到了巨大的挑戰(zhàn). 如何充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源開展線上教學活動，創(chuàng)新教育教學方式方法，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果，成為一線教師急需解決的現(xiàn)實問題. 通過網(wǎng)上查閱資料、摸底和調(diào)研等，騰訊課堂和釘釘進入備選授課平臺，通過與授課班級學生的進一步溝通，發(fā)現(xiàn)每個同學都有微信，通過微信號可以直接登錄騰訊課堂，所以本學期課程最終選擇騰訊課堂作為直播教學平臺，這樣比較好的解決了理論課的教學問題.

1 疫情期間實驗課的授課

通過騰訊課堂解決了理論課的問題，但比較棘手的是實驗課的授課［3]. 因為實驗課要求學生在電腦上編寫程序，完成實驗項目. 2018級數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)蒙授班級共有37名學生，通過調(diào)查，該班級有電腦（臺式電腦、筆記本電腦、平板電腦）的10人，占比為27%，還有73%的同學沒有電腦，但是每人都有智能手機. 經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)，智能手機上可以安裝C語言編譯器APP，也能編寫和運行C程序［4]，這樣就解決了沒有電腦同學的編程工具問題.

為更好地完成實驗任務，把學生分成5 組，每組選出一個組長，組長是班級里學習成績前5 名的同學，負責組織該組的實驗課學習. C語言課程共72學時，其中理論課58學時，實驗課14學時. 實驗課按學校教務系統(tǒng)排好的課程表進行，一共完成7次實驗. 下面以“二維數(shù)組”實驗項目為例，探索實驗課的線上教學. 實驗課的教學采用學校優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學綜合平臺，實驗環(huán)節(jié)分為5個步驟：

步驟1. 在學校優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學綜合平臺上提前一周布置實驗課的實驗內(nèi)容，如圖1所示.

【實驗】二維數(shù)組實驗

（1）求出該矩陣所有元素的和.（2）求出該矩陣中最小元素的值以及最小元素所在的行號和列號.

此實驗項目中所包含的知識點為：數(shù)據(jù)類型、二維數(shù)組的定義和初始化、二維數(shù)組元素的訪問、if 語句和打擂臺算法. 學生拿到實驗項目后，復習基本概念、語法，選擇數(shù)據(jù)類型，設(shè)計算法、畫流程圖，如圖2所示，在紙上寫出程序代碼，如圖3所示.

步驟2.學生進行實驗

學生用電腦或手機編寫程序，在寫程序過程中出現(xiàn)問題時，首先在自己的本組內(nèi)進行討論，組長負責將出現(xiàn)的問題和解決的方法總結(jié)后發(fā)到班級的C語言微信群里. 如果組內(nèi)無法解決，組長也把問題提交到班級的C語言微信群里，與班級的其他同學進行討論. 如果還是解決不了，教師幫助給予解決. 教師

對在實驗過程中積極主動、表現(xiàn)好的、能解決問題的學生在班級C語言微信群里表揚，平時成績加15分.

步驟3.實驗源代碼和程序運行結(jié)果的提交

學生在電腦或手機上寫完程序，經(jīng)過調(diào)試和運行，將最終的源程序（圖4）和程序運行結(jié)果（圖5）提交到學校優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學平臺上，如圖6所示，同時完成本次實驗的實驗報告.

步驟4.批改實驗項目

教師在網(wǎng)絡(luò)教學平臺上批改學生實驗項目，如圖7、圖8所示.

步驟5.實驗總結(jié)

給每個學生的實驗項目打分，總結(jié)學生程序中普遍存在的問題. 例如，在查找最小值程序中，大部分學生使用了多余的if語句.說明學生對二維數(shù)組元素訪問掌握不牢固，把數(shù)組元素和數(shù)組整體混淆了. 二維數(shù)組的所有元素訪問是通過雙層for循環(huán)來實現(xiàn)的，這是一個最常用的典型方法. 最后實驗項目完成好的同學在班級C語言微信群里表揚，對個別抄襲別人程序的同學提出嚴厲批評，公布最好的程序源代碼.

2 問卷調(diào)查

通過7個實驗項目，學生把C語言的數(shù)據(jù)類型、運算符、程序控制的三種結(jié)構(gòu)（順序、選擇、循環(huán)）、數(shù)組（一維、二維）、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、文件等重要概念復習強化，并在程序中進行實現(xiàn). 實驗課結(jié)束后，用問卷星軟件做了學生對實驗課網(wǎng)上教學滿意度調(diào)查［5-6]. 發(fā)出調(diào)查問卷共37份，收回有效問卷32份. 統(tǒng)計結(jié)果見表1和表2.

表1 學生對線上教學的滿意程度Tab.1 Student satisfaction with online teaching

表2 線上教學對學生的影響Tab.2 The effect of online teaching on student

從問卷調(diào)查表的統(tǒng)計結(jié)果可以看到，學生對實驗課網(wǎng)上教學比較滿意，但學生還是希望到學校，在課堂上進行面對面的線下學習模式或線上與線下結(jié)合的模式. 同時學生也看到了線上教學的好處，能培養(yǎng)自學能力和自控能力. 沒聽懂的內(nèi)容可以反復觀看，自己調(diào)整學習進度. 還可以通過互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)的資源，例如中國大學MOOC. 智能手機上可以安裝各種教學平臺的APP，例如，釘釘、騰訊課堂、騰訊會議、學習通、智慧樹等，為學生和老師提供了多種選擇. 學生對線上和線下相結(jié)合的學習方式也比較認可.

3 結(jié)束語

新冠病毒疫情對人類的生活學習產(chǎn)生了巨大的影響，尤其是教育行業(yè)經(jīng)受了嚴重挑戰(zhàn). 作者在這個非常時期，探索了線上實驗課教學模式，與同行們一起探討.