一种基于学习平台的C程序设计教学模式的设计

张宏，王如刚，周锋，陈传杰

（盐城工学院，江苏盐城 224000）

C 语言程序设计是计算机类专业的基础课程，也是其他理工类专业的基础课程。新时代下，一门学科不能单独发展，学科之间相互融合，共同发展。计算机类专业的同学要学好这门主干课程，其他专业的同学也必须掌握好这个技能。随着科技的不断发展，科技需求的知识量不断增大，传统的教学模式已经无法满足新时代的教学需求。

1 传统教学的不足

C 语言程序设计作为一门公共基础课，具有上课班级多、专业多、学时短、内容多、逻辑思维要求高等特点。传统的程序设计语言课主要精力放在了语法掌握和代码的学习。对非计算机类专业的同学而言，通过学习能够在学时内熟练掌握语法，能够完成课后练习就算完成教学目标。这些课后练习仅仅是所学知识的巩固，没有应用编程解决专业上的问题。脱离了专业应用的学习，容易给学生造成这门课程的学习和专业课的学习没有关联。传统的程序设计教学课程包括理论课和实验课。理论课是教师负责讲授内容，实验课是同学在教师辅导下，在规定时间内完成实验内容。有限的理论教学时间不能覆盖所有内容。实验课内容统一设置，仅仅完成了对课堂知识的练习，巩固了课堂学习的知识。C语言程序设计是一种全新的思维模式。不仅要学会基础语法和编写代码，而且要从数学思维转换到计算思维[1]。这种计算思维的建立需要同学多加练习。传统的考核方式是一张试卷考核学生的学习情况，并用这个成绩代表同学这门课的学习成绩。这种考核方式无法综合客观地评价同学的学习情况。学习是一个持续的过程，对应的每一个学习的环节都应该有一个相对完整的过程性考核。

2 BOPPPS教学模式

BOPPPS教学模式是一个强调以学生为中心的闭环教学过程模型，教学效果被很多名校验证和推崇[2]。BOPPPS 教学模式的特点就是花费尽量少精力，掌握尽量多知识[3]。BOPPPS 教学过程分为六个环节。分别是引入环节（Bridge-in）、目标环节（Objective）、课前测试环节（Pre-assessment）、参与式学习环节（Participatory Learning）、课内评估环节（Post-assessment）和总结环节（Summary）[4]。这六个环节构成一个完整的教学流程。其中引入环节负责激发学生的兴趣。教师可以安排一个有趣的案例让学生去思考，从而引出后续的内容。目标环节提出学习的目标，指出通过学习要掌握哪些知识和技能。课前测试环节发布测试内容，通过测试，教师可以了解学生的学习情况。参与式学习环节指学生通过课堂参与，激发主动学习的能动性，从而达到教学目标。课内评估环节评估教学是否完成教学目标，是否达到教学预期。总结环节是对教学过程总体的回顾，对知识点的总结。BOPPPS教学模式强调以学生参与为主，在传统的课堂上有些教学互动难以执行[5]。

3 基于学习平台的混合式教学

传统教学存在一定的不足，目前国内外各高校都在积极探索高效的教学方式，比如雨课堂、翻转课堂[6]、微课等教学形式。这些教学形式弥补了传统教学的不足。每一门课都有自己的特点，每一门课的教学模式也应该有自己的特点。C语言程序设计是对逻辑抽象思维、实践动手能力要求较高的一门课。这类课程需要大量的练习、频繁的互动和细致的辅导。这是线下教学无法实现的。基于学习平台的混合式教学是一种比较适合程序设计教学的一种方案。使用学习平台后，教师线下时间就可以统一讲解重点难点内容和交流互动，而费时较多的思维训练和动手能力提高部分可以放在线上实现。本文基于BOPPPS教学模式的思想，设计了学习平台并提出一种基于学习平台的线上线下混合教学模式。这种模式既避免了传统教学的不足，又满足了程序设计教学的需求。这种教学模式需要一个真正以学生为中心的学习平台。在这个平台上既可以开展教学活动，也可以自主学习。平台包含预习模块、实验和练习模块、考核模块、项目练习模块、思维训练模块、兴趣培养模块和交流互动模块。

学习平台除包含了常用的学习考试功能之外，另外基于C程序设计的特点还增加了三个方面的功能。一是帮助学生提高学习兴趣的模块；二是提高同学的实践动手能力的模块；三是完善了综合考核模块。这三个方面和学习考试模块组成一个完整的学习平台。

兴趣培养模块为不同专业方向的同学科普程序设计在相关各专业方向的前沿应用。比如流行的大数据、机器算法在各专业的应用。这些交叉方向的最新科技会极大地激发同学的学习兴趣，引导同学向更高更深的领域钻研。同时，该模块还包含了思政元素。鼓励学生树立远大理想，激发学习热情，培养爱国青年。思维训练模块用于提高逻辑思维能力。平台为每一章节提供不同难度等级的题目供同学自主练习。同学可以随时随地登录平台提高自己的编程能力。项目练习模块用来提高同学实践应用能力。这种实践项目的参与有利于提高编程能力和解决实际问题的能力。考核模块综合评价这门课程的学习情况，总成绩包含学习过程的成绩和期末考试成绩。

4 教学的实施

C语言程序设计共48学时，采用学习平台和线下教学相互交叉进行教学。学习平台灵活自由。同学在线上进行实验和练习的时候可以随时和同学交流或者请教教师。因此线下的实验课和练习部分转移到线上更加合适。48 学时全部分配给线下理论教学和教学互动，为线下教学和讨论提供了充足的时间。线上和线下相互配合展开教学，既有线下教学的优点又有互联网教学的优点。基于学习平台的教学模式包含教学过程和自主学习过程。教学过程教师和学生紧密配合按顺序完成教学。自主学习部分教师负责引导，以学生为主体完成。教师上课流程包括发布预习材料、发布预习测试、分析预习结果、调整线下教学方案、线下上课、发布课后练习和实验和发布单元测试。学生上课流程包括线上预习、线上预习测试、线下上课、线上练习和实验、单元测试以及攻克思维训练题目。其中线上互动和线下交流始终贯穿教学过程。

4.1 教学过程

教学过程包含线上预习、线下上课、线上实验和练习以及单元测试。

1）预习

每次线下上课前，教师首先在学习平台发布预习的内容和预习要达到的目标，以及预习测试习题。请同学在规定时间内线上完成预习。同学在预习完成之后，需要完成教师发布的预习测试习题。平台自动统计预习的情况反馈给教师。预习过程实现了BOPPPS 教学模式的引入环节、目标环节和课前测试环节。

教师发布的预习内容必须是精心准备的。在引入环节一定要引起学生的好奇心。首先抛出一个有吸引力的问题，引导同学思考。鼓励学生尝试用学过的知识解决。当遇到用以前学过的知识无法解决的环节，必然会认真地在教师发布的材料里面找答案，从而了解本节要掌握的内容。教师制作课件或者视频一定要细致，这些材料不但可以帮助同学解决问题。而且通过观看这些材料能够明确即将学习的核心内容和学习要达到的目标。预习结束后，掌握了预习内容，就该进入课前测试环节了。教师根据学习目标，以知识点为单位设置测试习题，可以是选择、填空、程序设计等形式，同学也可以提交自己的问题。平台收集预习信息，统计预习情况反馈给教师。登录平台，教师可以了解到预习完成了多少，哪些知识点需要线下讲解等。教师可以根据预习的情况调整线下教学计划。以分支结构if语句的教学设计为例，设计如表1。

表1 预习部分教学设计

2）线下授课

线下授课对应BOPPPS模式的参与式学习环节和课内评估环节。经过前期的预习，学生已经掌握了部分知识，为线下的教学节省了大量的时间。线下课堂师生可以面对面交流，集中力量对不理解或不能完全理解的知识点进行现场演示。确认基础知识已经掌握后，可以进一步拓展知识面。教师在课堂上提出问题，引导同学积极思考，鼓励学生积极发言，参与讨论。教师可以通过对讨论情况的观察评估学习情况。线下教学的优点是可以及时了解学习情况，发现存在的问题并及时解决问题，为线上的练习和实验提供理论依据。以if结构为例教学设计如表2。

表2 线下课堂教学设计

3）发布实验和练习

线下授课完成之后，需要进一步巩固课堂学习的知识。线下练习检查工作量巨大，教师无法准确了解每个同学的学习情况。传统的实验课在固定时间内必须完成，缺少思考的时间。有的学生来不及思考，只能匆忙完成实验。这种实验不能真实反映学习情况。线上练习以及线上的实验能够很好地避免线下实验的缺点。同学可以找合适时间完成线上的练习和实验，实验和练习期间可以在平台上和同学讨论，也可以发消息请老师指导。实验结果能及时反馈给老师。教师更容易掌握每个同学的学习情况。实验和练习以学生为主体，教师负责引导和答疑。教师需要精心制作实验课程，包括实验目的、实验要求、实验内容和实验步骤。必要的时候制作视频指导实验。教师指定练习和实验的截止时间，完成后根据反馈结果进行辅导和总结。

4）发布单元测试

一个单元学习完成之后，教师准备单元测试题目，发布到学习平台，请同学在规定时间内完成。测试完成以后教师根据测试情况，评估本单元同学的学习情况，针对评估的情况选择线上辅导或线下辅导。

4.2 自主学习过程

自主学习部分包括兴趣培养、思维训练、项目练习部分。这部分内容以学生为主，教师为辅展开。教师随时可以在学习平台看到学生的学习情况，学生也可以在平台上讨论或请教教师。

在教学过程中教师和各专业教师相互配合，在专业领域内找一些前沿的案例以图文、视频等多媒体的形式展现给同学。比如，机器学习在医学上的应用。同学通过对这些案例的了解，可以明确他们正在学习的编程是专业知识学习的一部分。在授课过程中，教师可以根据教学内容插入思政元素。比如在学习函数的时候，教师可以请同学在平台上观看一些团队协作的案例，培养团结协作的精神。适当的思政元素能激发学生的学习热情，树立远大理想。

为了进一步提高逻辑思维能力，教师精心挑选思维训练题目。每一章内容学习结束后，发布到学习平台。这部分内容按难度不同设置为不同等级，不同分数。鼓励同学累积分数。学生通过自主练习，挑战自我。随着练习难度等级的增加，逻辑思维能力也会逐级提高。攻克的题目越多分数越高，越有成就感，兴趣越浓。为了加强实践动手能力，课程结束后，任课教师联合各专业教师找一些难度适宜、规模合适、结合各专业知识的项目，发布到学习平台请同学组成小组形式完成。这种和专业结合的项目能够培养团队协作能力，提高同学对编程的重视度。

4.3 交流互动

师生互动和生生互动的交流始终贯穿于整个学习过程。预习阶段、实验练习阶段学生都可以通过学习平台参与讨论。线下上课的时候也可以提出自己的问题进行讨论。通过交流互动，激发学生积极参与教学活动，极大地提高了学习兴趣。平台记录同学提问和回答问题的次数。教师设置一定的分数进行奖励，鼓励同学积极互动。

4.4 考核

综合、客观、全面的考核一个学生学习情况也是掌握C 语言程序设计这门课的一个重要方面。使用学习平台进行考核，教师可以通过学习平台将学习过程量化，结合自主学习的成绩和期末考试成绩作为最后的综合成绩。学习过程的成绩可以选择预习过程的成绩、实验和练习的成绩、单元测试成绩。自主学习的成绩可以选择思维训练的成绩、项目练习的成绩以及交流互动和兴趣培养奖励的成绩。教师根据实际情况选择其中的一部分成绩纳入总成绩。期末考试使用学习平台的题库考试。题库抽题避免了试卷的单一性。教师设计抽题方案，保证考试内容的广度和深度。教师按照一定比例设计每个模块所占的分数。同学完成部分的成绩计入最后的综合考评成绩。通过学习平台考核既方便又客观，提高了考核的效率。学期结束用综合考评成绩作为该学生这门课的成绩。这种既有能力方面又有态度方面和有过程方面的成绩更能科学地代表学生的真实水平。

5 结束语

随着科技的进步，教学手段需要不断地提高。本文吸收了BOPPPS教学模式、互联网教学的优点，并根据程序设计这门课的特点，提出的基于学习平台的C语言程序设计教学模式。该教学模式实现了从兴趣激发到语法学习、知识巩固、能力提高以及项目练习和综合考核的教学流程。这是一个从基础学习到实践动手能力不断提高的过程。这种教学模式既有传统教学直观生动的特点，又具有线上教学灵活自由的特点。突破了时间和空间的限制，弥补了传统教学的一些不足，实现了对传统教学的进一步改进。任何一种教学模式都有优点和缺点。接下来将在以后的教学中不断实践，不断改进，进一步细化教学的每一个环节，达到教学水平的不断提升。