地方院校C語言程序設計課程建設與實踐

姚敦紅，張 顯，劉毅文

（懷化學院計算機科學與工程學院，湖南懷化 418000）

0 引言

懷化學院是地方型院校，辦學定位是建設成為區(qū)域性高水平應用型大學［1］。C 語言程序設計作為計算機類專業(yè)核心基礎課程，在教學過程中應圍繞學校辦學定位和IT 行業(yè)需求，秉承立德樹人、培養(yǎng)能力、提高素質的教學理念，提升課程的“兩性一度”，以滿足計算機類應用型人才培養(yǎng)對工程知識、問題分析及設計開發(fā)的要求，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。但因地域、生源、師資等因素影響，地方院校的C 語言程序設計課程建設還存在以下問題亟待解決：①學生自主學習資源匱乏，課程知識、練習、訓練和復習鞏固的平臺較少；②缺乏有效提升學生計算思維能力、編程實踐能力和創(chuàng)新能力的方法；③考核方法缺乏參照對比、多校共研共建模式未能有效建立；④實現課程立德樹人目標無路徑。

為了解決上述問題，懷化學院計算機科學與工程學院教學團隊通過多年的不懈努力，逐步形成了一種符合校情的基于“學練訓闖”四位一體的“三課堂四貫通五結合”的高級語言程序設計課程教學模式。通過實踐證明，該教學模式在實際教學過程中能夠取得較好的教學效果，學生的積極性顯著提高。

1 相關研究

近年來，不同學者從不同的角度出發(fā)，對C 語言程序設計課程實施了符合自身需求的建設與改革。

在課程資源建設方面。孫偉［2］進行了教學資源融合建設。葉景等［3］依托產教融合“智慧學習工場”，對MOOC課程的教學資源進行了建設與應用。

在精品課程建設方面。高爽等［4］從教學現狀出發(fā)，結合翻轉課堂教學經驗，提出了線上線下精品課程建設策略。張競丹等［5］針對課程教學現狀，探討了課程精品課程建設的目標、內容、特色等。

在混合式教學改革方面。李炳超等［6］開展了線上線下混合式教學的探索與實踐。王春梅等［7］從課程建設目標、課程體系、教學方法、課程考核與評價等方面具體闡述了課程建設與實施情況。

在課程思政的建設方面。張立銘等［8］將思政教育融入課程教學，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。沈桂蘭［9］將知識傳授與價值引導有機統(tǒng)一，將課程思政建設落到實處。劉洪普等［10］在課程教學中實施PBL 教學法，實現了課程思想政治教學。

在教學模式構建方面。呂穎達等［11］提出了基于CDIO的C 語言程序設計教學模式。葉長青等［12］提出了基于OBE 理念的線上線下混合式教學模式，以提升學生的自主性和實踐動手能力。

綜上所述，各學者從不同角度對C 程序設計課程的建設進行了改革，均取得了不錯的成效，也為課程建設提供了豐富的建設思路，但上述方法均具有一定的偏向性，適用性不強。為此，本文從課程目標、教師團隊、課程資源、教學內容、教學設計、考核評價等方面對C 語言程序設計課程建設進行系統(tǒng)性建設，以解決教學過程中所面臨的問題。

2 教學目標與課程建設

2.1 教學目標

根據懷化學院辦學定位、IT 行業(yè)需求及亟待解決的教學問題，本文確定了課程教學應達成以下3 個目標：①掌握C 語言基本語法、程序設計基本流程、典型算法基本思路、程序基本結構、程序調試基本方法，并且具備良好的程序設計風格；②面對計算機復雜的工程問題，能夠選擇合適的數據結構確定算法，并使用C 語言實現，切實培養(yǎng)學生的邏輯思維、分析問題、解決問題和編程實踐能力；③使學生具備閱讀與編寫程序、團隊協(xié)作精神、創(chuàng)新應用和終生學習4項基本素質。

2.2 課程建設

為了有效解決教學過程中的問題并達成教學目標，從教學團隊、課程資源、教學內容與組織實施、改革考核機制4個方面進行課程建設。

2.2.1 教學團隊

為保障課程建設的順利實施，培養(yǎng)或引進一支年齡與職稱結構較為合理的教學團隊。在教學過程中，持續(xù)推進課程建設，改進教學方法，以學生為中心，培養(yǎng)學生的工程理念與精益求精的工匠精神。

2.2.2 課程資源

首先需要進行課程資源建設，通過懷化學院計算機科學與工程學院教學團隊多年的不懈努力，在資源建設方面已取得了較好的成果：①在超星網絡教學平臺上建有100余個課程講解視頻、500 余道隨堂練習題和眾多精品課程，供學生課前預習和課后鞏固；②建有30 余個課程重難點微課，用于輔助學生理解課程的重、難點問題；③建設包含5 500 多道編程題的ACM 在線評判系統(tǒng)，設定了答題積分制度，要求學生在課外自主至少完成1 000 積分的題量；④建設包含2 000 多道題的計算機基礎理論教學系統(tǒng)，其中包括選擇、判斷、填空、程序閱讀、程序設計、函數編寫等題型，用于布置課堂實訓和課外作業(yè)；⑤采用創(chuàng)新訓練平臺實施課外闖關編程實踐，用于提升學生的編程實踐能力和應用創(chuàng)新能力；⑥創(chuàng)建在線PTA 考試系統(tǒng)實施3 校聯考（湖南農大、吉首大學、懷化學院）。通過以上6 個方面打造了多元化的網絡教學方案，為課程教學改革提供了有力的保障，如圖1所示。

2.2.3 教學內容與組織實施

團隊對課程教學內容進行重塑，將原來15 個知識模塊重構為10 個能力模塊，并將原來的知識傳授轉變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)和素質養(yǎng)成，如圖2所示。

在課堂教學組織實施上，采用“三課堂四貫通五結合”的教學模式。其中，“三課堂”指的是將課堂劃分為理論課堂、實訓課堂和創(chuàng)新實踐課堂；“四貫通”指的是將教學資源、信息技術、多元評價、價值引領貫通課堂教學過程；“五結合”指的是采用線上線下相結合、課內知識學習與課外自主實踐相結合、教師精講與學長指導相結合、能力培養(yǎng)與價值塑造相結合、知識傳授與品行提升相結合。以此搭建以學生為中心，有利于實現學生能力培養(yǎng)、價值塑造和品行提升的育人生態(tài)環(huán)境，如圖3所示。

運用“學練訓闖”四位一體的教學策略，采用啟發(fā)式、對比式、講練式、問答式、討論式等教學方法實現“學中理解”的教學目標，精心設計課后作業(yè)，使學生在網絡平臺上完成作業(yè)達到“練中強化”的目的。在實訓課程上，采用示范講解、實踐操作、實時輔導、系統(tǒng)評價等手段實現“訓中鞏固”。課外通過創(chuàng)新訓練平臺布置的闖關程序題，提高學生的自主學習能力、分析與解決問題能力和創(chuàng)新能力，實現“闖中創(chuàng)新”，如圖4所示。

Fig.1 Diversified network teaching resources圖1 多元化網絡化教學資源

Fig.2 Reconstruction of teaching content圖2 教學內容重構

2.2.4 改革考核機制

懷化學院與湖南省兩所高校共建立了“1234”課程聯考運行機制。具體的，“1”是指提升學生創(chuàng)新實踐能力的目標；“2”是指聯考課程考試試卷包括理論考試和實踐考試兩部分；“3”是指聯考過程分為考前共商聯考方案、同一考試平臺進行考試和考后及時總結分析三步?！?”是指各單位鼓勵并支持課程聯考、建立聯考教務工作平臺、積極打造聯考考試平臺和各單位定期舉辦聯考課程教學改革經驗研討會，交流課程教學經驗4個保障。

此外，在成績評價改革方面，既要注重課程考核多樣化，又要注重過程性考核。其中，課程考核多樣化構建了三校聯考機制，實現了教考分離，考核內容充分體現了學生對所學知識的掌握程度與實踐能力。目前，設定綜合成績由平時成績（40%）和期考成績（60%）構成，平時成績又由出勤（10%）、作業(yè)（25%）、實訓（25%）、課堂表現（含問答與討論）（15%）、自主學習與實踐（15%）及課程項目設計（10%）構成。

Fig.3 Teaching mode圖3 教學模式

Fig.4 Four in one teaching strategy圖4 四位一體教學策略

3 課程建設特色與創(chuàng)新

3.1 課程建設特色

（1）利用多元化、網絡化的教學資源完善課堂教學、實踐和自主學習體系，提升了課程的高階性，加深了學生對課程知識的理解，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（2）秉承立德樹人教育理念，以培養(yǎng)能力、提升素質為教學目標，采用互動式信息化課堂，將演示式、討論式、比較式、問答式等教學方法有機結合，充分調動了學生的積極性，培養(yǎng)了學生主動思考能力和精益求精的工匠精神，使學生從被動學習轉變?yōu)橹鲃訉W習。

（3）與湖南省兩所高校構建了課程聯考與共研共建機制，以便于協(xié)同推進課程建設、提高課程教學質量和創(chuàng)新考試途徑，開辟了課程多校共建、共研、共考新模式。

3.2 創(chuàng)新點

（1）構建了“三課堂四貫通五結合”的教學模式。在課堂上精講課程的重難點內容，課后學生基于網絡平臺資源完成課程實踐。利用信息化的課堂和教學資源，使學生充分理解學習內容，實現了對學生的能力培養(yǎng)、素質養(yǎng)成和價值引領。

（2）提出了“學中理解、練中強化、訓中鞏固、闖中創(chuàng)新”“四位一體”的教學策略。該策略不僅突出了學生的主體地位，還提升了學生分析和解決問題的能力、團隊協(xié)作能力、工匠精神與創(chuàng)新意識。

4 實踐結果

四位一體的“三課堂四貫通五結合”的教學模式，顯著提升了學生的考試成績。如圖5 所示，在三校聯考中懷化學院學生的考試成績與湖南農大、吉首大學齊頭并進，充分體現了課程教學改革的重要性。

Fig.5 Comparison of passing rate of three schools joint examination圖5 三校聯考及格率比較

通過將信息技術與課堂教學緊密結合，形成了適應信息化條件下學生認知規(guī)律和能力發(fā)展需求的新型教學模式［13］，學生的自主學習和創(chuàng)新實踐能力的顯著提升。2017至2020 年申請專利與軟件著作權分別為13 項、33 項、65項、85項，逐年呈現上升趨勢。

近年來學生申請大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目獲批國家級12 項、省級31 項、校級96 項。學生在參加各類程序設計競賽中取得了優(yōu)異的成績，近五年取得的獎項高達157 項。并且，師生共同完了成懷化特色產業(yè)創(chuàng)新服務平臺、果蔬商貿物流信息平臺、基層組織網格化管理信息服務平臺、教育局義務教育公辦學校中小學入學在線服務平臺等20余個項目。

5 問題與改進措施

雖然課程改革已取得一定的成效，但仍存在以下5 個方面的問題亟待解決：①急需培養(yǎng)一批工程實踐能力強的高水平教學隊伍；②重塑教學內容，使之滿足工程教育認證對新工科人才培養(yǎng)的要求；③構建項目化教學方法與手段；④開發(fā)新形態(tài)數字課程資源；⑤提升學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力［14］。

針對以上問題，今后課程建設的方向與改進措施包括：①通過產學研合作等手段，強化教師工程實踐能力，全面提升教師的工程意識、產業(yè)敏感度和教學組織能力，并增強教師的課程思政和工程教育理念；②保證教學內容的高階性和創(chuàng)新性，保障知識的系統(tǒng)性和挑戰(zhàn)度，使之滿足工程教育專業(yè)認證、區(qū)域經濟發(fā)展和產業(yè)轉型升級的需要；③推廣與實施項目式教學，注重綜合性項目訓練，切實提升學生解決復雜工程問題的能力；④整合校內外實踐資源，開發(fā)新形態(tài)數字課程，持續(xù)優(yōu)化課堂教學、實踐應用和學生自主學習體系；⑤緊密結合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與課程教育，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、工程思維、批判性思維和數字化思維［15］，激發(fā)學生技術創(chuàng)新潛能。

通過持續(xù)實施課程建設，使教學隊伍工程化、教學內容項目化、教學資源新形態(tài)化、課堂教學優(yōu)質化和課程建設有效化，成為集工程性、開放性和服務地方區(qū)域經濟發(fā)展特色于一體的一流課程。

6 結語

課程建設需根據各學校辦學定位及行業(yè)需求，結合區(qū)域經濟發(fā)展需要、支撐專業(yè)人才培養(yǎng)中的要求等方面進行實情規(guī)劃。懷化學院計算機科學與工程學院在高級語言程序設計課程的建設與改革中，較好地結合了地方院校辦學定位、行業(yè)需求和畢業(yè)要求，形成了“學練訓闖”四位一體的“三課堂四貫通五結合”的課程教學模式，具有鮮明的特色，顯著提升了學生的創(chuàng)新實踐能力，課程建設取得了階段性成功［16］。下一步，要在實踐過程中根據新問題、新要求不斷改革教學模式。