面向“新工科”的线上线下交叉融合模式教学方法研究——以C语言程序设计课程为例

胡烈艳 李 聪

武汉城市学院，湖北 武汉 430075

为适应新的科技革命、产业变革和经济发展，国务院提出了新工科的概念，在课程建设中应主动服务国家创新驱动发展，加快工程教育的改革创新，培养出一批综合性、创新性的卓越技术人才。同时，新工科建设的提出不仅加速了高等学校专业建设的改革步伐，也进一步使新的教学理念、教学手段和教学模式在不断尝试、创新和完善。

武汉城市学院从2003年开始课程建设工作。已积累了多种教学资源，并形成课件库、试题库和案例库；为符合学校应用型人才培养要求，2014年增加了课程学时，加强了实践教学比例；2017年引入“超星学习通”创建了SPOC线上线下混合式教学平台，2019年依托湖北高校课程共享联盟开展了线上线下混合式教学。通过在线课程与线下教学的结合，学生的创新能力、实践能力和计算思维能力都有了较大的进步。

其中C语言程序设计课程在信息化教学中也取得了一定成绩，但对于这类实践性较高的课程，学生对课程知识的理解和动手实践操作应该是线上教学应该关注的重点。而实际上，学生在自主在线学习过程中，由于缺乏有效管理，教师无法了解学生的实际学习情况，也忽视了对学生实际动手能力的培养和计算思维能力的训练。因此，本文从教学内容、教学资源、教学模式以及考核方式四个方面对C语言程序设计课程进行改革研究，多方面多维度地从教学过程和产业过程中进行交叉融合，更加关注C语言程序设计的基本方法和编程技巧的讲解；培养学生养成程序设计的思维能力、解决问题的灵活思维方式以及较强的动手实践能力，锻炼学生利用计算机和程序设计来解决问题，为程序设计类课程的改造升级探索有效路径。

一、交叉融合教学模式

课程使用的线上线下交叉融合教学平台为“超星学习通”，为解决目前在C语言程序设计课程线上学习以及传统教学中的难题，首先，需要在“教”上面下功夫，增强课程的趣味性，从而提高学生学习程序设计的兴趣，“精”选内容，使课程的教学内容有趣化、多样化、形象化。把C语言程序设计的教学重点和教学难点分散在生动形象的精选案例中，因此在此次研究中将融合教学模式从四个方面进行设计，最终提高学生工程实践能力和实际应用水平。

（一）教学内容改革

C语言程序设计课程为大一开设的课程，他们大多没有任何程序设计基础，只有通过生活中的例子分析来逐渐引导提升思维模式转变；且对于英语水平较差的，我们需要对一些常用到的单词结合程序进行解释清楚；再者，本课程为实践应用型课程，需要着重培养学生的动手能力和编程思维，让学生养成以程序设计的思维方式解决问题，掌握程序设计的基本步骤和方法，熟悉常用的编程技巧，学会上机调试的整个过程，通过课程学习解决部分实际案例，培养其计算思维能力。结合新工科人才培养目标和学生的实际，对C语言程序设计课程的教学内容进行如下设计［2］，见表1。

表1 C语言程序设计教学内容设计

（二）线上资源优化

要实现线上线下和交叉融合和同步教学，需对平台资源进行优化和整合。整体分为三大步骤：

制作教学资源。视频精细化，根据教学大纲，针对52个知识点设计了教学微视频，上传到本门课程的教学平台学习通，课前微视频主要讲解基础内容，每个视频基本都是在10分钟左右，内容尽量简单易懂，让学生可以很好地预习基础知识。

组织教学资源。每个视频后都设计有相关知识点的过关测试，主要有选择、程序改错、程序填空，丰富题库资源，在课后练习中可直接引用题库里面的习题。

设计教学活动。习题练习中，客观题部分主要用于检验学生基础知识的掌握情况，如判断、选择题等，由系统自动评分，减少教师的工作量，评分结束后，学生可查看每个题目的详细解题思路，主观题部分，如程序阅读、程序设计等主要检验学生实际动手能力和计算思维能力，此部分由教师进行线上批阅，从而了解每个学生对知识点的理解情况，以及解决问题的多样性和创新性。

（三）线上线下教学组织

交叉融合教学模式，将教学活动主要分为三个部分［3］。

1.课前——“教师导学，学生预习”。在“学习通”发布近期需要预习的授课内容，学生在线上自主学习相关要点，每个知识点视频在10分钟左右，观看视频后完成过关测试，在此过程中，教师可查看学生观看视频和完成测验的情况，了解学生的易错点，进行线上提问和答疑，并总结整理相关案例。

2.课中——“教师教学，学生讨论”。通过课堂面授，总结学习内容的重难点，分析相关典型案例，从问题分析，数据结构和算法设计三部分进行引导学习，让同学们利用课前的预习知识，尝试一起分析和解决问题，增加学生参与感，而不是灌输式学习。最后将课前学生预习中遇到的易错易混淆知识点进行讲解提问，提高课堂氛围，加深印象，并对表现较好的学生增加平时分激励。

3.课后——“教师课后考核，学生完成作业”。在学习通系统完成一定量的编程练习，提交后学生可查看编程提示，可多次重复编写并提交，教师可进行在线批阅打分。选择和填空题则是由系统能够自动判分，设置及格线，不及格的同学需要打回重新完成，只有完成及格要求提交后才能查看错误的题目以及所有题目解析，加深理解。并将练习情况作为部分平时分。

（四）评价体系优化

学生最后的总评成绩为过程考核和考试成绩分别占比40%与60%。

其中，过程考核分为线上和线下成绩，学生在教学平台上参与的活动包括课前观看微视频、完成课前习题、编程练习、课后参与讨论、完成拓展学习等活动，这些会在系统中按照一定比例记录下来作为线上过程考核评价；同时在线下教学过程中学生的课堂表现，包括教师课堂提问学生的回答情况、学生参与小组讨论情况、实验课预习情况等也被记录下来作为线下过程考核评价。

考试也分为线上和线下两部分，期中考试为线上考试，可通过系统直接分析学生错题分布情况，从而掌握学生学习情况，后续可进行针对讲解，期末考试采用线下纸质考试，综合考查学生的基本知识掌握情况和对程序的读写能力。

二、教学效果实施

整个交叉融合教学模式教学效果实施评价，以课程交叉教学过程活动分析和课程结束教学效果调查来进行展示。

（一）过程实施数据分析

下列我们以某位学生在教学过程中的数据为例，展示线上线下交叉融合教学中学生的课堂活动参与情况和某个时间节点的课程学习情况。

1.如图1所示，该图展示了此学生在课堂的活动情况，包括考勤、选人、抢答等活动，提高学生课堂参与和上课积极性，对积极参与的学生进行一定的平时分加分奖励，图中黄色为课程平均参与数，绿色为该生所在班级学生平均数，蓝色为该学生活动参与情况。

图1 某学生课堂活动情况分析

2.图2展示了学期结束后，班级成绩分配情况，其中80到100分的比例最高占比70%以上，60到80分占比28%左右，不及格人数为1.56%。

图2 学生成绩分布情况

通过学生课堂活动，课下学习情况，不仅能够提高学生的上课积极性，也能对学生的学习进度和知识掌握有一定的了解，从课程结束后的总评成绩中，也能够看到，超过70%的学生都能对C语言程序设计课程知识有好的掌握。

（二）课程结束效果调查

对于线上线下教学模式的学习体会，我们在每次课程结束后都会对学生发放匿名调查问卷，这里以2020—2021学年第1学期的问卷为例，可以看出，学生对于此种教学模式表现出了积极的学习态度。此次调查问卷中回收有效问卷共430份，分别来自计算机、软件工程、电商、信管、信科等专业，男生310名、女生120名，主要调查结果如下：

在学习过程中，针对线下讲解和线上观看视频、完成作业、讨论、测验相结合的方式来进行学习，比传统的课堂教学或者单纯线上学习更容易掌握课程内容，问卷结果，见图3。

图3 线上线下相结合教学更易掌握学习内容问卷

而针对教师教学体会，课堂教学质量有了明显提升，主要体现在以下几个方面：

1.课堂氛围浓厚。变“被动学习”为“主动参与”，课前要求学生在线上平台预习课程内容，课堂利用学习平台进行提问、抢答、选人，提升了学生的学习热情，也增加了课堂的趣味性。将课下问题转到课堂来解决，也让同学们感受到教师对问题的重视和共同解决问题的参与感。

2.学习效果提升。从“死记硬背”到“实践应用”，将平时的任务完成情况和课程参与情况列入考核内容，并占取比较大的比重，避免学生只期望期末临时复习，只为考试分数过关的情况，这也失去了学习本门课程的意义。强调平时的课程参与和编程练习，让学生了解解决问题和编程程序方法和步骤，对程序设计过程的理解有了明显的提升。

三、结语

实践证明，利用已有网络优质资源，可以为学生的自主学习指明方向［3］，且通过线上预习、课堂教学、线上线下交叉互动以及线上自主复习有利于教师和学生的沟通交流，了解学生的学习情况和编程水平，让学生更加偏向于课程的创新和应用。C语言程序设计是计算类专业的基础课，也是与其他学科交叉融合的桥梁，学好程序设计可以为未来打造创新人才奠定良好的基础。