一流本科专业背景下C语言程序设计混合式教学模式研究

摘要：针对目前一流本科专业背景下C语言程序设计教学中缺乏系统性以及综合能力提升不足等问题，在进一步深入研究线上线下混合式教学的基础上，提出C语言程序设计混合式实验教学新模式，促进高校C语言程序设计课程教学质量全面提升，推动“知识、能力、素质”三方面教育相融合。

关键词：一流本科;C语言;程序设计;混合式;教学模式

一、一流本科专业背景下C语言教学新要求

随着当前我国相关产业结构的不断转型及发展，在一流本科专业背景下各行各业不仅需要相对专业和实践技能扎实的人才，同时更需要学科融合的创新型人才。新形势下，一流本科专业建设对C语言教学也有了新的要求。一流本科专业的建设更加侧重于实践和生产合作，促进跨学科融合。一流本科专业背景下促进学科的整合，是指以某种逻辑将单个模块内的不同知识汇集在一起，并学习使用一门或多门课程的深入知识来解决问题。交叉与融合是创新型工程人才培养的核心，C语言的教学也必须向多学科思维领域发展，促进C语言教学人才具备多专业领域知识，形成复合型人才。

二、C语言程序设计教学现状分析

C语言程序设计课程是高校非计算机专业的专业基础课程。它是各种专业技术应用的重要基础，同时也是各种实践环节的软件工具。这门课程的覆盖面相对很广，应用性较强，学生的实践能力和综合素质起着至关重要的作用。开设C语言程序设计课程能够促进学生的实践能力提升，在课程体系中起着不可或缺的作用。目前，C语言程序设计教学中最常见的问题是：

1.教学内容抽象，学生不感兴趣，理解不透彻。目前，“C语言程序设计”课程的内容越来越抽象，学生可能会因为不容易理解的抽象知识而失去学习兴趣。此外，这些教学项目通常针对大一学生，他们中的大多数人对个人专业的看法相当模糊。传统的知识点教学观念不面向探究性学习方法，导致学生兴趣逐渐下降。

2.教学方法落后，不能满足个性化、多样化和创新性的学习需求。“以教师为导向”的教学模式目前在教学过程当中占主导地位，与“以学生为中心”的学习模式相比，仍有许多不足之处，创新意识和创新能力的培养并不能在一定程度上有效提高学生的整体素质和创新能力。

3.评价方法单一，项目评估和评估标准在提升文化、整体素质和创新能力方面的作用不明确。目前，大多数高校采用“平时成绩+期末考试成绩”的方法对C语言程序设计课程进行评价。常规成绩以学生每次实验课程结束后提交的实验报告作为基础，教师根据学生实验报告的结果进行评价。最终结果取决于学生的笔试成绩，而目前相对较为单一的考核方式并不能真正检验学生的综合素质和创新能力。

三、混合式教学模式的内涵及应用思路

在当前教育创新实践过程中，由于受到疫情的影响，大部分高校都是采取在线教育，在线教育是目前一种新的教育模式，它可以在一定程度上凭借不受地域和时间限制，以及对学习的个性化支持等优势，是高等教育改革的重要驱动力，为了能够在一定程度上充分利用相关线上以及面对面教学的优势，线上线下混合教育模式应运而生。这一模式目前已被大量学者采用，并在不同学科进行了理论和实验研究。线上线下混合教育正在将传统的“以教师为中心”的模式转变为“以学生为中心”的教学，主要通过课前学习、自主在线学习、挑战性课堂教学以及线上线下教学，对相关程序的深入审查和评估。“自主学习”模式的转变，既能在一定程度上有效发挥教师在备课、学习、指导、讨论、反思、实践、综合等方面的引导、启发和导向作用，还能进一步充分调动学生的主动性、积极性以及创造性来有效激发学生学习兴趣，从而进一步有效提高教学质量，改善学生的思维习惯并保证相关教育目标及时、定性、定量地实现。

线上线下融合教育模式已在部分专业实验教学中得到应用，并取得了相对良好的效果，但该模式仍需从理念到技术和方法进行结构性变革。此外，最初为理论教育提出的线上线下混合教育模式，仍以“知识第一，能力第二”的理念作为研究重点，符合先学理论知识再学能力的一般学习过程。

以C语言程序设计实验为例，在进行混合式教学时主要从以下几个方面进行：

1.理論知识。程序设计语言的语法知识相对来说较为简单，除了课堂教学之外，还可以通过课外扩展资料、微课等网络教学资源，引导学生实验课课前预习。然而，学业压力、认知和学习习惯的差异会在一定程度上阻碍学生在课前完成独立学习，从而在一定程度上影响了学习的有效性。教师在进行混合式教学时面临的新挑战是全面了解学生的学习情况，帮助他们自我管理和自我评估，从而进一步有效促进自主学习。

2.算法设计。教师在课前提供相对较为明确的实验说明或普通实验方案，学生可以在此基础上进行优化设计，从而进一步提出相对更高效的算法。除了引入线下讨论和小组教学外，实时在线交流软件、公共讨论区等工具也能够在一定程度上让老师和学生实时高效沟通，激发学生的创新思维，快速发现问题，便于深入进行讨论。

3.调试运行。在相关设计实验过程当中通常来说具有相对固定的输入以及输出模式，可以通过使用实验平台的在线评分系统快速查看相关反馈，并支持在规定时间内多次进行提交。然而，在系统当中通常只解决“判错或判对”问题，不提供关于编译器或调试函数错误的具体信息，不利于学生查错和纠错。需要教师总结共性问题并统一讲解。除了在线批阅外，撰写和提交实验报告的学生以及收集和审查实验报告的教师还可以在线互动，随时答疑。

四、混合式教学模式的构建及教学过程设计

（一） 课前准备阶段

教师在相关课前的主要任务是准备相对应的教学资源，在教学教育资源上包括但不限于微视频、测试题、PPT教程、教材和学习相关理论知识的实验指导，同时进一步提供相对应知识点说明。实验指南则主要包括对相关实验项目的深入解释描述、问题分析推理、经典实验计划、参考代码或伪代码以及阶段描述，通过让学生参考练习、进阶扩展，帮助学生由浅入深逐步理解。

（二）课中实施阶段

由于学生在课前已经能够对相关实验的内容有一定的了解，因此教师在教学过程中应采用问题式教学法，以便于在总结和发展的同时，进一步有效检验学生的自主学习效果和回答学生的问题。例如，在实验项目“设计两队选手比赛方案”中，教学目的是使學生掌握如何使用嵌套循环来实现枚举算法和选择枚举对象以提高效率。因此，实际教学时可以在参考计划的基础上组织学生进行小组讨论，学生在讨论过程中基于结构化编程、编程实现、代码调试等步骤从而获得实时反馈，然后可以根据需要来解决过程中出现的问题或错误，从而促进学生总结优化算法。在实施相关混合式教学方法过程当中，要尽可能强调学生操作实践，从而进一步促进学生实现理论知识的内部理解和实践转化，以及在探索和合作的基础上发展相关计算和科学思维，同时最大限度地考虑不同学生的差异化需求。

（三）课后反馈阶段

学生课后的主要任务是总结分析实验过程，完善实验报告，教师应当应用教学评价模式来快速发现学生在学习过程中遇到的问题，并迅速介入，将“教”的原则付诸实践，因材施教。对学生学习课后评价进行分析得出了两个经验性结论：1.同一水平学生期末学习曲线的分布表明了学生学习过程中的个体差异。部分学生对混合式教学的接受程度较低，缺乏自主学习的积极性，需要教师的反复督促，才能完成学习任务。2.数据的分布具有一定的规律性，主要表现为期末成绩较高的学生刚开始学习时学习曲线的增长率较高，整体稳定性相对稳定;另一方面，期末成绩低的学生学习曲线增长缓慢，在课程开始时增长趋势不稳定，并会在短时间内提交大量代码，说明在考前可能存在一定的抄袭或恶性突击。

例如，2021学年春夏季学期在线评估系统的数据记录了774名学生为期19周课程的每日累积代码和最终结果。根据个体差异，学习曲线呈现不同的增长模式。在这种情况下，百分比制的最终得分大致分为六个阶段，即[0，45）、[45，60）、[60，70）、[70，80）、[80，90）、[90，100]。为了获得每周提交代码的记录，以及提取修改后的学习曲线的各种统计特征，例如最大值、平均值、分数、标准差、熵等，对训练行为数据进行适当的预处理（分段聚合逼近、去除异常值、去除累积等），数据的聚类分析产生六类初步学习曲线。每个子图显示不同类别学习曲线的分布、最终结果的平均值（mean）、标准偏差（STD）和范围（range）。虽然同一类别学生的分数涵盖范围相对较广，但实际的平均值以及标准差显示出很好的区别。随着课程的不断推进，学生所表现出来的累计代码趋势是稳步增长;累积代码通道的数量在本课结束时达到峰值，如图1所示。学习曲线和结果之间的关系能够在一定程度上证实之前的经验性结论。

由此可见，混合式教学需要教师精准的设计课前和课后任务，精确地进行量化评估和激励，设立科学而有效的督促机制。而且，混合式教学刚开课时的习惯养成和成果激励很重要，最好设计分时分阶段的打分方式，早完成任务的学生分数较高，督促学生不但要根据课程进度每周完成实验，而且能够尽早提交。并且通过实验平台的查重功能，对学生代码进行复查，重复率高的代码扣分，并及时公布分数，以小组为单位进行分数汇总，鼓励小组竞争。

（四） 线上线下综合考核方式

C语言编程不是一门纯理论的课程，而是一门应用性的课程。大多数传统的C语言评估方法都是以笔试的形式来进行的，考试中客观题太多，不能反映出学生的综合编程和调试程序的能力，很难有效检验学生的真实学习情况。因此，为了能够进一步有效协调理论及实践，在混合式教学模式下应建立相对应的综合评估机制，除了评估学生的知识掌握能力，更重要的是实际应用能力评估。

本课程的综合评价包括学习过程评估和期末总结评估。学习过程评估分为线上评估和线下评估。线上评估包括MOOC学习进度以及课堂上的MOOC问题和测试;线下评估主要包括学生的出勤率、课堂表现、小组积分、作业完成情况等。期末总结评估采用“上机测试”的形式，重点是评估学生阅读程序、编写程序和调试程序的能力。在授课过程中强调过程评价，引入监督机制，通过平台监测、课堂提问、分组PK、附加作业等方式充分调动学生的积极性。

五、结束语

通过C语言混合教学模式的实践，学生的编程水平有了很大的提高。构建混合式课堂相结合教育模式，促进现代教育的深度发展。另外，学生对混合式教学教育模式的评价反馈主要集中在教师是否可以增加电子学习资源的类型和数量，以及是否可以结合不同专业采取多学科教学案例和实验项目。因此可以进一步丰富教学资源，联合不同专业背景的教师，选择交叉案例，合理组织编排，以确保高级语言编程知识能够在专业人才培养过程中发挥作用。在今后的实践中，还要继续充实和专业相结合的案例库，重点是提高学生利用信息化工具解决实际工程问题的综合能力。

参  考  文  献

[1]赖昌美，杨剑.雨课堂模式下的高职“C语言程序设计”课程混合式教学研究[J].无线互联科技，2020，17（10）：97-98.

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[5]王晓晔，桑海涛，陈世峰.线上线下混合式教学模式的研究与探索——以“C语言程序设计”课程为例[J].现代信息科技，2021，5（09）：185-187+191.

作者单位：郑妍    黑龙江工程学院

基金项目：黑龙江省教育科学“十四五”规划2021年重点项目，“一流本科专业”背景下混合式教学程序设计类课程课程思政建设的探索与实践，GJB1421524。

郑妍（1981.11-），女，汉族，黑龙江哈尔滨，硕士研究生，讲师，研究方向：计算机应用。