基于翻轉(zhuǎn)課堂的線上線下混合式C語言程序設(shè)計教學(xué)改革*

◆張白 高洋

1 前言

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)已經(jīng)難以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這迫使任課教師必須結(jié)合學(xué)生現(xiàn)狀開展相關(guān)的教學(xué)改革，提高課堂對學(xué)生的吸引力。2020年一段時間內(nèi)，因受到新冠疫情的影響，學(xué)生甚至無法進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)。因此，高校需要完善線下教學(xué)的不足，應(yīng)對各種條件下的課程教學(xué)。

C語言程序設(shè)計是理工科大學(xué)生一門重要的基礎(chǔ)課程，是其學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、云計算等行業(yè)的興起，社會對大學(xué)生的編程能力要求越來越高。同時隨著學(xué)科交叉的不斷深入，很多非計算機(jī)專業(yè)都要求學(xué)生具有一定的編程能力。因此，C語言基礎(chǔ)的好壞，對很多學(xué)生以后進(jìn)行相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有很大影響。

在新工科教學(xué)改革背景下，各工科專業(yè)對本科生培養(yǎng)方案進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整[1-3]。以北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)為例，該專業(yè)對原有培養(yǎng)方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性調(diào)整，增加了編程語言類課程，如Java、Python、手機(jī)APP開發(fā)等。增加編程語言類課程，必然導(dǎo)致其他課程課時的壓縮。作為基礎(chǔ)課程，C語言程序設(shè)計新的培養(yǎng)方案從原有的64課時壓縮至40課時。針對這種情況，如何在有限的課時內(nèi)完成課程內(nèi)容的有效傳授，如何讓學(xué)生能夠?qū)語言的相關(guān)知識融會貫通，這是一個非常大的挑戰(zhàn)，需要任課教師尋求新的教學(xué)方法來應(yīng)對當(dāng)前的教學(xué)困境。

現(xiàn)在教學(xué)方法與手段不斷更新，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)被其他課程廣泛應(yīng)用。本文主要研究翻轉(zhuǎn)課堂下的C語言程序設(shè)計線上線下混合式教學(xué)，教學(xué)過程以北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院2019級學(xué)生為對象開展。

2 C語言程序設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀

教學(xué)理念傳統(tǒng)教學(xué)以教師“教”為中心，在教學(xué)過程中教師多以講授課程內(nèi)容為主，課堂提問沒有針對性，難以起到提升學(xué)生興趣的作用。在C語言教學(xué)中，學(xué)生第一次接觸編程類語言，基礎(chǔ)薄弱，而教師大多采用“填鴨式”或者“滿堂灌”的教學(xué)方式。由于課程內(nèi)容多，教師會先講授內(nèi)容，讓學(xué)生在課下或者實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)再增加編程實(shí)踐。

北方民族大學(xué)屬于民族院校，大部分學(xué)生在上大學(xué)前接觸計算機(jī)的機(jī)會較少，大一開課后普遍對C語言程序設(shè)計課程具有一定的畏懼心理。傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式使學(xué)生感到上課枯燥乏味，學(xué)生在做編程實(shí)驗(yàn)時又普遍存在太多的問題，難以理清頭緒，導(dǎo)致學(xué)習(xí)動力不足，積極性受到嚴(yán)重打擊。同時，C語言實(shí)際應(yīng)用起來靈活多變，一個題目會有多種解法，對學(xué)生邏輯思維的要求較高。而教師對知識點(diǎn)分散講授，對培養(yǎng)學(xué)生的邏輯性思維幫助有限，學(xué)生難以達(dá)到靈活應(yīng)用C語言的要求。以固定例題為要求進(jìn)行編程實(shí)踐時，固定的題目要求、固定的編程思路限制了學(xué)生的思維與創(chuàng)造性。當(dāng)前，智能手機(jī)讓部分學(xué)生的注意力從課堂轉(zhuǎn)移到其他新鮮事物上。如何積極轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，成為教師必須面對的問題。

評價方式傳統(tǒng)教學(xué)評價主要以期末的閉卷考試作為評價依據(jù)，對實(shí)踐編程能力沒有作出實(shí)際要求，導(dǎo)致部分學(xué)生只以期末考試為主要目標(biāo)，考前突擊現(xiàn)象嚴(yán)重，死記硬背，大量從網(wǎng)上搜尋題庫進(jìn)行練習(xí)。這種評價方式導(dǎo)致的結(jié)果是學(xué)生成績普遍不理想，對于更為重要的實(shí)踐編程能力，一部分學(xué)生仍然是門外漢。教師在指導(dǎo)編程實(shí)驗(yàn)的時候，從程序編寫、調(diào)試到最終的結(jié)果分析，完整地開展教學(xué)，但是部分學(xué)生在課程結(jié)束后連基本的數(shù)學(xué)計算、排序等C語言功能都無法掌握，這和課程要求有非常大的差距。

學(xué)生對課堂教學(xué)重視程度不足部分學(xué)生學(xué)習(xí)的第一目標(biāo)是順利拿到學(xué)分，具有“60分萬歲”的心態(tài)。大量學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性不足，平時不注重對知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)與積累，作業(yè)抄襲現(xiàn)象較普遍，考前主要采用應(yīng)試突擊的辦法，這對課堂教學(xué)而言明顯不利。課堂教學(xué)互動需要學(xué)生積極參與，被動式的教學(xué)互動必然需要花費(fèi)更多的教學(xué)時間，而如果課堂教學(xué)過程中加入互動環(huán)節(jié)多，教學(xué)內(nèi)容又難以完成。因此，如何吸引學(xué)生在課堂教學(xué)過程中集中精力，成為任課教師迫切需要解決的問題之一。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)時間越來越少當(dāng)前，培養(yǎng)方案修改后，新的課程引入較多，舊的課程刪減較少，更多是采用壓縮課程課時的方式。這樣造成學(xué)生學(xué)習(xí)課程門數(shù)增加，自然而然就會面臨自主學(xué)習(xí)時間減少的情形。同時，部分課程開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，要求學(xué)生課下學(xué)習(xí)、課上解答問題，這種方式占用了學(xué)生大量時間。另外，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)社交平臺也擠占了學(xué)生大量時間[4]。綜合而言，學(xué)生自主學(xué)習(xí)時間面臨越來越少的情況。

課時壓縮嚴(yán)重北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院2019版C語言程序設(shè)計教學(xué)大綱對課程進(jìn)行了很大調(diào)整，將教學(xué)課時從原有的64課時調(diào)整至40課時，對上機(jī)實(shí)踐課時壓縮了24課時，這嚴(yán)重影響了對學(xué)生編程能力的培養(yǎng)。為了適應(yīng)新版教學(xué)大綱，各任課教師需要調(diào)整教學(xué)思路，在壓縮課時的情況下保證教學(xué)質(zhì)量。

線上教學(xué)資源的利用率低由于疫情的影響，2020年春季學(xué)期電氣信息工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)的C語言程序設(shè)計課程開展線上教學(xué)，前期采用微課方式將所有教學(xué)視頻錄制并上傳至學(xué)習(xí)通平臺。但學(xué)生依賴教師的講解，即使是相同的內(nèi)容，仍然需要教師重新在線講解一次，學(xué)生將線上資源更多地應(yīng)用在復(fù)習(xí)階段。如果采用隨堂測試督促學(xué)生提前觀看教學(xué)視頻，又容易擠占線上教學(xué)課時，因此需要平衡隨堂測試次數(shù)與教學(xué)課時，在保障教學(xué)內(nèi)容的前提下有序開展隨堂測試，激勵學(xué)生課下觀看微課視頻。

3 教學(xué)改革與實(shí)踐

線上線下混合式教學(xué)理念混合式教學(xué)是以學(xué)生“學(xué)”為中心，通過線上線下結(jié)合的方式，能夠讓學(xué)生有效獲得知識與提升的能力。以學(xué)生“學(xué)”為中心，并不是像單對單輔導(dǎo)一樣以學(xué)生為中心，而是以讓學(xué)生提升學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力為核心。線上線下混合式教學(xué)充分利用線上教學(xué)的時間靈活性與線下教學(xué)的溝通及時性，以線上教學(xué)補(bǔ)充線下教學(xué)的不足，有助于學(xué)生提高時間利用率與學(xué)習(xí)效率，最終達(dá)到掌握課程知識的目的。

線上教學(xué)線上教學(xué)主要偏重于學(xué)生自學(xué)，教師將課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)以微課的形式進(jìn)行視頻講解，讓學(xué)生首先能夠把握住課程的脈絡(luò)，能夠?qū)φn程內(nèi)容提出疑問。教師通過線上課程的要求，讓學(xué)生完成線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且通過線上布置的測試題來檢驗(yàn)學(xué)生對課程內(nèi)容的熟悉與掌握程度。

在C語言程序設(shè)計課程學(xué)習(xí)中，很多細(xì)節(jié)問題貫穿于學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)，學(xué)生需要仔細(xì)把握，可以通過反復(fù)觀看PPT視頻講解加深印象，在實(shí)際操作中避免出現(xiàn)低級失誤[5]。教師在理論知識講解中側(cè)重于講解編程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛的知識點(diǎn)，對應(yīng)用不廣的知識點(diǎn)也進(jìn)行講解，但不要求學(xué)生在課上進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)。這樣既抓住了重點(diǎn)，也節(jié)約了有限的課堂教學(xué)時間。此外，教師可以通過各種經(jīng)典例題的編程演示視頻，詳細(xì)介紹其中使用到的語法知識與程序結(jié)構(gòu)，梳理編程思路，引導(dǎo)學(xué)生建立編程邏輯思維。為了不限制學(xué)生的自主探索，教師重點(diǎn)講解里面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與邏輯過程，拓展學(xué)生的邏輯思維能力，讓學(xué)生在編程實(shí)踐中積極思考探索不同的算法。

線下教學(xué)基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式開展線下教學(xué)，將課堂交還給學(xué)生，教師主要進(jìn)行編程實(shí)踐輔導(dǎo)與針對錯誤的講解。同時考慮到本課程課時有限的現(xiàn)狀，開展有限度的翻轉(zhuǎn)課堂，避免給學(xué)生帶來過多的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。觀看理論知識點(diǎn)講解視頻，要求學(xué)生提前學(xué)習(xí)，對實(shí)踐編程實(shí)例講解視頻不作強(qiáng)制要求，教師在線下教學(xué)過程中將理論知識點(diǎn)融合進(jìn)實(shí)踐編程實(shí)例中，學(xué)生在做實(shí)踐練習(xí)過程中就完成理論知識的復(fù)習(xí)以及實(shí)踐應(yīng)用。

評價方式由于是線上線下混合式教學(xué)方式，注重結(jié)合的效果，因此，平時成績占比需要側(cè)重線上自主學(xué)習(xí)，線下教學(xué)更多是解決學(xué)生實(shí)踐編程問題，并對普遍存在的問題進(jìn)行分析與講解。同時，為了兼顧部分學(xué)習(xí)積極性不足的學(xué)生，教師在編程例題講解過程中引入C語言語法，將理論知識與實(shí)踐編程有機(jī)結(jié)合起來，不再割裂語法要求與編程實(shí)踐?？己吮壤秊槠綍r成績10%、實(shí)驗(yàn)成績20%、編程實(shí)踐成績20%、期末筆試成績50%。在可以面對面進(jìn)行課堂教學(xué)后，引入小組教學(xué)方式，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生之間的互動以及師生之間的互動。平時成績與實(shí)驗(yàn)成績的引入，既強(qiáng)調(diào)了線上教學(xué)視頻學(xué)習(xí)的重要性，也加強(qiáng)了學(xué)生對小組討論的重視程度，有助于學(xué)生編程實(shí)踐能力的提升。

4 結(jié)論

北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院通過本輪線上線下教學(xué)改革，將線上教學(xué)作為輔助教學(xué)手段，以線下教學(xué)為主，開展相關(guān)專業(yè)C語言程序設(shè)計課程教學(xué)。線上教學(xué)資源給學(xué)習(xí)積極性高的學(xué)生帶來顯著效果，這些學(xué)生對課程知識的掌握程度較往屆學(xué)生有明顯提高。對于學(xué)習(xí)積極性不高的學(xué)生，在測試前和考試前的突擊復(fù)習(xí)階段，線上教學(xué)資源也為他們提供了最好的復(fù)習(xí)資料?；诜D(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，構(gòu)建以微課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)通線上教學(xué)平臺，根據(jù)課程內(nèi)容提供獨(dú)立的理論教學(xué)講解與編程實(shí)例講解微視頻，幫助學(xué)生課前快速預(yù)習(xí)相關(guān)知識，使得學(xué)生花費(fèi)較少時間即可完成對課程內(nèi)容的預(yù)習(xí)。同時調(diào)整線下理論教學(xué)思路，將知識點(diǎn)融入編程實(shí)例中，幫助學(xué)生在編程實(shí)踐中理解并掌握C語言語法。2019級學(xué)生的上機(jī)編程能力與考試成績較往屆有了較大提高。后期線上教學(xué)設(shè)置一定的基本任務(wù)點(diǎn)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生開展自主線上學(xué)習(xí)。線下教學(xué)過程更多以學(xué)生實(shí)踐編程為主，教師針對學(xué)生的編程實(shí)踐問題進(jìn)行解答，并根據(jù)班級學(xué)生的問題情況進(jìn)行集中講授，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)為主、教為輔的課堂教學(xué)。