《C语言程序设计》课程混合式实验教学模式探索

赵正伟，曹敦虔，唐轶媛

（广西民族大学 数学与物理学院，广西 南宁）

一 引言

2018年6月21日，教育部在四川成都召开了新时代全国高等学校本科教育工作会议。会议指出需加快建设高水平本科教育，加强新工科建设，持续深化创新创业教育，全面提高人才培养能力。要坚持以本为本，教育引导学生夯实基础知识，了解学科前沿，接触社会实际，接受专业训练，练就独立工作能力，成为具有社会责任感、创新精神和实践能力的高级专门人才。

《C语言程序设计》作为程序设计类课程中基础教学编程语言，是各类理工科相关专业的基础程序设计课程，也是培养学生程序开发能力、计算思维的关键课程。近年，大量学者重点关注于《C语言程序设计》课程的课程教学、教学模式、教学方法与应用型人才培养模式研究等。在课程教学与教学模式研究方面，比较有代表性的文献如：李薇等新工科背景下C语言程序设计课程实验教学改革[1]；张超等《MOOC环境下的《程序设计基础》课程设计与实施》[2]；严冰等《大学非理工类编程课程教学改革研究——以C语言为例》[3]；刘培刚等《新工科程序设计课程建设探讨》[4]。在教学方法与应用型人才培养模式的研究方面，比较有代表性的文献如：许真珍等《编程基础课程渐近式项目驱动教学法研究》[5]；赵媛等《以计算思维为导向的C 语言程序设计MOOC建设》[6]；杨娟等《非计算机专业计算机基础教学改革方式的分析与阐述》[7]等。

总之，随着新工科教育的实施开展，对我国高等教育各理工类专业开设的《C语言程序设计》课程的改革起到了很大的推动作用，诸多学者都提出了非常有价值的论点。他们的研究主要集中在课程教学以及课程教学所涉及的教学模式、方法等。如课程教学与课程设计、翻转课堂模式、项目驱动教学、MOOC教学、线上线下混合式教学等。而针对《C语言程序设计》课程的实验实训方面进行的研究探讨较少。因此，针对《C语言程序设计》课程的实验教学模式进行研究与探索，能有效提高学生的创新能力和程序设计实战能力。

二 教学现状分析

《C语言程序设计》课程既是培养软件设计人才的核心专业课程，也是培养物联网、大数据、云计算和人工智能等新兴产业人才的程序开发设计课程。在当前新工科背景下，需要培养出多元化复合型和创新型工程人才，从而对《C语言程序设计》课程的实验实训教学提出了更高需求。通过对《C语言程序设计》课程教学情况的师生交流和问卷调查，梳理分析了当前《C语言程序设计》课程在实际的教学中存在如下主要问题[8-10]。

（一） 课程定位与培养目标存在明显差异

《C语言程序设计》课程一般是面向大一或大二学生的专业基础课程，首先，经常忽略了该课程在本专业的培养目标体系里面的重要性，导致学生的目标不明确，对需要学习的内容不在乎，也无法将各课程间的知识点进行有机衔接。其次，缺少该课程在当前行业领域内的应用、发展现状和就业需求信息，缺少学科间的交汇融合知识，很难培养出学生的编程应用能力和计算思维能力。

（二） 教学实验内容陈旧，实验与理论知识系统脱节

程序设计语言一般具有统一的国标，在行业领域也有严格使用规范，然而，当前《C语言程序设计》课程缺乏反映语言标准与行业规范的教学内容，仅仅注重对程序语言的语法讲解，教学实验案例刻板、孤立，教学内容无法体现C语言的前沿开发技术。实验教学因环境条件、学时、组织管理难度大等问题，操作性、仿真性、实用性内容居多，缺乏系统性、实质性实验内容，导致实验效果不理想。

（三） 实验教学模式、实验实训形式以及考核评价方式比较单一

课程教学大都以课程教学大纲为中心，教学基本是围绕预先设计好的教学进度表展开，教师作为理论与实验教学的主导者，更侧重的是教学进度的统一性，而对现代教学理念的理解运用不够擅长，对于实验资源的整合运用方面更欠经验，从而使实验实训的教学模式和形式都很单一。教学过程普遍使用教师示范，然后学生进行模仿，最后进行实验评估的教学过程，缺乏有效的教学互动，无法动态、全面地评估学生的整体表现，也不适合培养学生的合作意识与团队精神。

（四） 缺乏线上线下实验实训平台。

因教学要求规定，教师需按教学进度完成各课程的理论与实验教学，学生疲于应付各种教学任务与作业，加上缺少课后自主学习实践的网络平台，导致学生应付式学习，不利于学生的自主学习与创新。其次，缺乏校内外的实践培训与实践基地，也导致学生深入学习交流的机会少，实践创新能力明显不够，缺乏进一步学习的动力，无法实现向软件开发人才的过渡。

三 改革思路与目标

以培养学生的程序开发实践应用能力为目的，构建《C语言程序设计》课程的混合式实验教学体系，实现程序开发应用创新能力培养的混合式实验实训平台的优化建设。

通过构建程序设计类课程实验教学体系、教学内容、教学模式以及线上线下的混合式实验实训平台，显著提升学生程序开发的学习兴趣与软件开发的实践应用能力，真正实现满足软件开发就业市场需求的实用型软件开发人才。

四 实验教学模式改革措施

以实用创新型人才培养模式改革为切入点，培养学生程序开发实践应用能力为目标，构建《C语言程序设计》课程的混合式实验教学体系和实训平台，进行渐进式项目驱动教学，通过提高学生的学习兴趣和积极性，最终提升学生的实践动手能力和创新能力。具体改革措施如下：

（一） 构建课程混合式实验教学体系

《C语言程序设计》课程需充分体现专业性和实践性的特点，以实践创新为中心，采用“课堂引导+实验实训+学科竞赛+创新创业”的混合教学模式进行全过程教学考核测评，以学生实践创新为中心的混合教学模式如图1所示。采用课堂引导、实验实训、学科竞赛及创新创业等方式，通过对参与的全过程考核及教学测评，提出课程的教学改进意见，再反馈到教学准备中。

图1 以学生实践创新为中心的混合教学模式

在教学准备中，以学生为中心，选取学生感兴趣的项目案例，合理优化设计实验教学内容，突出学生计算思维能力及程序开发能力培养。课堂引导中，侧重对案例项目的问题分析、模型建立及设计流程。实验实训中，优化实验教学的线上线下案例及实训开发项目，在实验教学讲解过程中侧重实验目的、效果及思路的分析，实验过程中纠正学生的不良编程习惯和常见错误等，总结部分适当拓展技术知识点，提高学生学识的广度与深度，进一步培养学生的学习兴趣与主动性。

积极拓展开辟线上线下的第二课堂活动，包括引进软件开发行业专业培训机构进行项目开发实践培训；行业从业人员专题讲座；课外专业竞赛活动；创新创业实践；参与教师相关科研课题研究等不同途径，提高学生的认知水平和实践开发能力，拓展就业方向。

（二） 创新实验教学内容及教学模式

优化实验教学案例，以设计解决实际应用问题为主。挑选能激发兴趣的实际应用问题，难度适中，面向实际问题的经典案例和开源项目，作为实验实训教学的主要内容，采用差异化教学案例，根据学生的学习差异、解决问题等能力的差异，对学生进行分组，针对不同的组设计难度不同的实验案例。差异化的实验案例可以全方位地体现不同层次学情学生的需要，使学生在实验过程中累积自信，提高学习的自主性和深度学习兴趣，让学生的解题能力和编程能力螺旋式提高。

实验实训项目的教学过程以项目驱动、任务式教学为主，具体实施过程如图2所示。首先选取合适的实验实训案例项目，提出整体的实验实训目标，展示出项目案例的成果，并制作实验实训教案。实施过程通过教师引导、项目分组开发、过程总结、线上线下的讨论交流、高阶任务拓展、项目案例总结及成绩评定，实现实验实训案例项目驱动式的教学流程。在教学过程中，结合学生特点，精心设计项目，引导学生分析、解决问题，增强师生交流互动，加强线上线下交流，提高学生的学习兴趣和积极主动性，激发应用创新能力，不断改进提高教学水平。

图2 实验实训项目驱动式教学过程设计流程

优化考核方式，增加实践应用能力的考核比例，改变现有比较单一的期末考评方式，实行过程考核与结果考核相结合的方式，增加线上作业考核内容和解决实际项目问题能力的实验实训考核内容，通过实行多元考评及全过程化考核，体现学生的实践创新能力培养。全过程化考核方案如表1所示。

表1 全过程化考核评价方案

（三） 搭建线上线下混合式实验实训平台

围绕优化《C语言程序设计》课程的实验教学体系，搭建多元的线上线下混合式实验实训教学平台，开展线上实验平台和线下实践实训平台的建设。通过优化使用线上实验平台和线下实践实训平台，构建多元立体的教学模式，引导学生拓展学生的深度与广度，弥补学校课堂教学的不足，让学生渐进式地进行全面综合训练，提高专业化编程能力，促进学生自主学习能力和独立思考能力培养，从而实现软件开发人才实践创新能力的培养。

建设线上的实验平台。鼓励学生课后使用已有的开放慕课、微课及公开课等公共课程平台进行学习；有条件的学校或学院可以购买定制的课程平台，进行实验实训项目学习；也可通过建设课程的网络实验实训教学平台，内容涵盖实验任务布置、实验批改、作业、课程设置、班级管理等，满足教师与学生线上线下的实验需求。

建设校内课外实践培训平台。加强实验室开放的建设与管理，让学生获得更多自主学习实践和交流学习机会；通过构建科技创新活动机制，鼓励并组织学生参加各种程序开发类专业竞赛以及大学生创新创业大赛，鼓励知识产权申报等。

搭建校外实践基地平台。利用行业背景及资源，主动和行业相关公司或企业联系，创新校企合作模式或形式，引进校企合作培训项目，建立校外各类实践基地平台和行业公司企业实习岗位，推荐学生到基地参与软件研发、测试等，为学生参加课外科技活动、毕业实习、毕业设计提供良好的条件。

图3 线上线下混合式实验实训平台

（四） 加强教师团队建设

近年来，随着软件行业的飞速发展，新的编程技术也在不断发展，C语言作为各类程序开发技术的基础支撑语言，我们也应该时刻关注其在行业中的发展应用，这样对教师的教学提出了更高要求。当前，许多C语言教师的教学模式固化，教学方法落后，知识结构比较陈旧，教学理念更新缓慢。

针对这种情况，我们首先应该通过自身培养，提高教师技能，比如以专业竞赛为依托，鼓励教师指导学生参与到各类专业技能竞赛；参加学校组织或不定期举办的线上或线下专业培训专题；选派教师至国内外高校、科研院所或相关企业进行专业进修等；其次，通过外部引进专业相符的青年人才，优化教师队伍结构，促进老教师更新教学理念和方法；另外，还可以引进校外相关优秀企业的行业专业精英或专家，对教师进行培训指导。

五 结语

《C语言程序设计》课程的实验实训教学模式改革并不是一劳永逸的事，我们应该时刻关注技术的最新发展与教育教学需求的变化，及时进行优化设计和调整。参考国内外高校《C语言程序设计》课程的先进教学实践经验，根据实际的教情与学情，积极深入研究面临的新问题，探索出适合本校本专业方向的教育教学模式，从而为社会培养出更多具有扎实理论与实践能力的程序设计人才。