基于对分课堂与博弈论的C 语言课程教学设计研究

摘要：针对高校C语言程序设计课程实践性强的特点以及教学现状，提出了对分课堂与博弈论相结合的教学设计研究方法，将一半课堂时间留给学生，让学生以讨论的形式进行交互学习，强调学生互动、师生互动，鼓励自主性学习，在该过程中达到合作博弈的效果，逐步提高学生的编程能力。

关键词：对分课堂；高等教育；C语言；课堂教学；合作博弈

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）17-0162-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

0 引言

对分课堂是复旦大学心理系张学新老师提出的一种典型的课堂教学改革新模式，与传统教学模式的不同之处是，该模式将课堂时间一分为二，一半时间给教师，用于讲授知识点，另一半给学生，用于练习以及同学之间讨论学习，强调师生、学生互动，鼓励自主性学习[1-2]。C语言是一门面向过程的编程语言，仅仅停留在理论层面是不够的，因此C语言课堂教学通常会注重实践，通过编写简单的程序、调试和运行代码来巩固所学知识。而将对分课堂模式应用于C语言课程可以让学生充分利用课堂时间进行编程实践。

C语言课程在考核方面会制定对应的标准，学生作为考核对象，会因成绩排名形成竞争关系，而这种学生之间的竞争关系可以看作为一种博弈，如何让学生在上课过程中通过博弈提高学习热情并顺应提高成绩是一个关键问题。

1 C 语言课程特点以及教学现状

C语言学习过程中，理解其基本概念和语法规则是必要的，但这部分对初学者来说可能会有一定的难度。因此，C语言课堂教学通常采用渐进式学习、实例分析的方式，从简单的概念和语法开始，逐步引入更复杂的内容，直观地了解C语言在实际编程中的应用，帮助学生逐步建立起对C语言的整体认识和理解。

在C语言教学过程中，表现出的主要问题有：

1） 课中学生反馈不明显。在课程讲授过程中，当教师讲完某个知识点并询问学生是否理解时，大部分学生通常选择保持沉默。一部分学生因为没有认真听课，选择不回答；另一部分学生虽然听课了，但是未理解知识点，因此也没有回答；而还有一部分学生，既认真听课也能听懂知识点，但是由于从众心理，别人不回答我也不想回答，怕显得自己太突出，因此就会造成整体学生反馈不明显情况。这种现象会导致教师无法整体了解学生对知识点的真实掌握情况，进而影响教学进度。

2） 非合作博弈现象突出。在学习过程中，部分学生喜欢独立行动。当成绩差的学生对某个知识点不理解时，更多的是自己闷在原地思考，缺少与同学之间的互动交流，会导致学生成绩更加难以提高。而对于某些成绩靠前的学生而言，他们有的好胜心较强，对知识点吸收较快，害怕教会比自己差的同学后，这些同学会在成绩方面反超自己，影响自己的利益。这些典型的非合作博弈现象极易造成学习成绩两极分化。

3） 学生“胆小”情况贯穿课堂始终。有的学生在编程过程中遇到问题时，不敢修改代码，想通过询问老师的方式直接解决相应的问题，甚至有的学生直接止步不前，缺少试错的勇气，不去尝试自己调试修改程序，导致学生的自主编程能力难以有效提高。

4） 课中讲授多，练习少。传统课堂大部分时间都是教师在讲授，学生在课堂中自主练习时间过少，如果课下不主动预习和复习，无法成功培养学生学习能力和实践能力。

针对上述问题，本文将对分课堂模式与博弈论相结合，应用于C语言教学，解决教学过程中这些典型的问题。

2 基于对分课堂与博弈论的C语言课程教学研究

对分课堂可以理解为将课堂在时间上清晰分离为三个过程，分别为讲授（Presentation） 、内化吸收（As⁃similation） 和讨论（Discussion） ， 因此对分课堂也可简称为PAD课堂[3]。

针对高校教学，博弈论可以聚焦到合作博弈与非合作博弈两方面。合作博弈可以理解为将学生分组，每组学生之间通过互动和合作来达到共同的学习目标。学生作为参与者可以协商、合作并分享学习资源和学习方法，以最大化整个组内的学习水平。非合作博弈与合作博弈恰恰相反，是指参与者在博弈过程中独立行动，没有正式的合作机制。每个参与者根据自己的利益和策略做出决策，而不考虑其他参与者的利益。学生之间出现的非合作博弈现象主要表现在缺少互帮互助、合作共赢的精神，每个人都为自己的成绩单独奋战，不仅效率低而且难以更大程度提高自己的成绩。而对分课堂模式可以让学生在内化吸收和讨论环节潜移默化地增加与同学之间的交流与合作，逐步实现合作博弈，并使课堂规划更加清晰，学生学习目标更加明确。

综上所述，对分课堂需与博弈结合，不仅可以提高课堂时间利用率，还可以更好地实现对分课堂中内化吸收与讨论环节，提高课堂整体效率与学生学习效率。

2.1 教学规划

C语言教学目的是通过课程学习，使学习者可以理解计算机程序的基本原理和编程语言的基本概念，并具备一定的代码编写能力，最终通过编程解决基本的实际问题。因此C语言课程教学是以教学目标为导向的偏实践类教学，课中将融入对分课堂模式，并结合合作博弈思想，将班级人数按照每组5～6人进行划分，教学设计整体规划如图1所示。

2.2 教学实施

2.2.1 课前预习

学生课前通过慕课视频和课本进行课程预习或者知识点复习。C语言课程教学组根据教学大纲以及课程要求提前录制了C语言课程讲解视频，学生可通过学院官网、学习通或者智慧树平台获取教学视频进行学习。课前预习一方面可以让学生提前了解下节课的课程内容，方便记录难以理解的知识点，以便课中有重点地进行听讲；另一方面可作为复习资料，如学生有知识点在课中未理解，可以针对性地找到对应讲解视频进行复习。

2.2.2 课中

课堂将采用对分课堂模式，分为讲授、内化吸收和讨论三个环节[3-4]。

讲授环节：该环节在传统讲授基础上添加了现代化技术手段，让学生参与该环节的各个节点。具体实施过程为：上课前教师根据学生预习或复习情况进行提问，可以鼓励学生自愿回答，或者通过学习通点名功能随机找人。根据学生回答情况判断直接讲新课还是复习整体掌握程度差的旧知识点。教师进行新知识点讲授时，需在学习通针对每个重要知识点准备选择题或者判断题，题目做完后系统会即时展示学生做题情况对应的扇形图，教师能够及时掌握学生的整体理解程度，提高课堂效率。另外，课件中会对每个重要内容设置对应的编程类例题，教师先对题目进行整体分析，然后带领学生一步步编写代码，最终解决问题。

内化吸收环节：C语言课程中，学生能具备自主编程能力是学习该知识点的主要目标。在学生没有任何编程基础的条件下，学生需对知识点进行内化吸收，跟着教师编写相应代码，成功运行并复现例题的结果，为自主解决类似题目打下良好基础。然后自主完成教师布置的PTA程序设计辅助平台（简称PTA平台）的相关编程练习题。由于该练习题一般与学生复现的例题类型相似，因此，需关注到所有学生，保证他们在一段时间内能够尝试独立解决对应类型的题目。

讨论环节：对分课堂模式中讨论环节至关重要。内化吸收环节，学生在PTA平台做题过程中如有问题，以小组形式进行讨论。讨论目的有多种，例如，可以通过讨论来解决学生无法独立解决的问题，也可以在讨论过程中获取更好的解决方案，因为程序是由数据结构加算法组成的，对于同一道题目，不同的算法对应不同的解决方案，因此多数情况下C语言题目答案不唯一，但最终目标是通过最简单的代码高效地解决问题。由此可知，学生之间互相探讨问题对C语言课程有极为重要的意义。小组讨论过程中，不乏学生担心自己的做题思路被别人知道后，成绩会超过自己，因此不积极参与讨论。当组内多人有这种想法的时候，便会出现“囚徒困境”现象[5]，他们认为如果我不参与讨论，最差的情况就是与其他人一样都没做完，成绩也相差不多，每个人之间的差距也不会太大，但如果参与讨论，万一别人的方法没有自己的好，就会觉得自己亏了。因此为了避免“囚徒困境”现象的发生，实现组内学生有效交流，将个人平时成绩中的一部分由小组整体成绩代替，激励组内成员共同提高整个小组的成绩。在这个过程中，学生通过讨论交流互相促进，共同提高，实现组内合作博弈，逐步消除学生非合作博弈现象。教师可辅助参与讨论，走入每一个小组，快速获取学生讨论点，引导学生进行有效的讨论交流。

课堂最后，教师要根据教学目标对学生的课程掌握程度进行测试，随机挑选一个小组，使用云课堂教学软件广播展示组内任意一名学生的屏幕，作为随机样本整体反映学生的掌握情况。但是单纯检查做题结果极易出现“搭便车现象”，即组内学习好的同学可能会为了小组成绩将答案分发给学习一般的同学，用来临时应付检查[6]。为避免出现这种现象，在检查的基础上增加学生讲解这一环节，真正让学生深入理解做题过程。

2.3 学生课堂学习效果考核

学生C语言课程的最终成绩分别由平时考核成绩和期末考核两部分组成，课程改革之前，二者占比分别为40%和60%。但是期末成绩更倾向于考查学生的个人能力，如果该项占比大于平时成绩，会导致课堂学习中有的学生会害怕与其他人分享自己的研究成果，担心别人的考核成绩超过自己，进而出现明显的非合作博弈现象。因此为了弱化该现象，将最终考核成绩中平时考核成绩占比提高至50%，最终期末成绩占比为50%，如图2所示。因此学生之间需要在平时积极参与讨论，将组内博弈和组间博弈转化为合作博弈，最终提高期末成绩。其中平时考核成绩由课堂表现、课程实验、随堂测试、课后作业和期中考试五部分组成，期末成绩通过PTA平台随机发放试题进行上机考试获得。

2.3.1 平时考核

1） 课堂表现。课堂表现主要包括上课考勤与课堂互动，上课考勤签到环节通过学习通软件中签到功能实现，选择签到形式为二维码签到，为保证出勤率的真实性，每隔十秒更新一次二维码，随机签到次数大于等于10即为满分；课堂互动主要包括回答问题，小组讨论等。鼓励学生主动回答问题，或使用学习通随机点名功能，被点到的学生代表小组回答问题，且成绩记为小组成绩。

2） 课程实验。课程实验主要以编程题目为主，培养学生解决问题的能力。主要测试平台为PTA程序设计辅助平台，该平台会记录学生做题情况中的排名、正确率以及每次提交情况等。最终学生能够很好完成上机实验，且在随机提问时能够表现出对知识点内容掌握熟练，逻辑思维能力强，具有很好的解决复杂工程问题的能力则记为满分。该项小组成绩占比为50%。

3） 随堂测试。随堂测试即根据课堂中讲到的知识点进行多次随堂测试，主要测试平台为学习通。学习通主要侧重选择判断等基础性题目，能够快速出题、设置测试时长，而且测试结果会即时通过扇形图呈现出来，有助于教师实时获取学生做题情况和对知识点的掌握程度。该项小组成绩占比50%。

4） 课后作业。课后作业主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度和综合应用能力；主要测试平台PTA和学习通相结合。基础知识采用学习通布置选择、判断和填空题，重点知识采用PTA布置编程题；最终作业成绩能够体现学生对本堂课程的整体掌握情况。

5） 期中考核。期中考试环节在每学期的中间进行，内容和题型由任课教师根据教学进度在PTA平台进行安排，整体与期末题型类似，提前让学生体验考试环节，并通过本次考试进行查漏补缺，以便在后续课堂中提高听课效率，更好地准备最终的期末考试。

2.3.2 期末考核

期末考试为闭卷类型，考试方式为机考，考试平台为PTA。该平台的监考系统可辅助教师监考，保证最终成绩的真实性。试卷设置选择题、判断题、编程题等题型，分值比例可根据实际情况灵活调整，卷面总成绩为100分。主要考查基础知识应用、综合应用和编写分析代码三部分内容，难度分为：容易、中等、较难三个等级，比例构成近似为6：3：1。

C语言考核过程中，课堂表现、课程实验、随堂测试和课后作业不仅考查学生个人能力，还在无形当中逐步将组内博弈和组间博弈转化为合作博弈，使学生成绩实现共同提高；期中考试和期末考试是自身努力和合作博弈共同作用的结果。整体通过对分课堂模式为学生合作博弈提供足够的时间与空间，最终达到教学目标。

3 课程教学反思

C语言课程教学不仅是传授知识点，更是师生、生生之间思想的交织与碰撞。教学，“教”不仅要教知识，教方法更要教学生如何去转变接受知识的思想，要结合学生自身的特点转变教学方法；“学”对于学生来说不仅要学知识，更要学如何为自己打造符合自身特点的学习方法。“教”与“学”二字对于课堂来说都十分重要，因此将教学一分为二的“对分课堂”模式刚好吻合本门课程的特点。

3.1 实践类课程需结合混合式教学

课堂时间虽然有限，但学生课下时间十分充裕。采用“对分课堂”模式固然可以在一定程度上提高学生的自主能力，但是“师傅领进门，修行靠个人”，该模式下，教师在课堂讲授的时间是有限的，要想达到好的教学效果，需要学生课前课后做好准备与复习。课前可以结合学院官网慕课视频提前预习，课下学生可以把课堂当作“一扇门”，这堂课的目的就是教师带领学生一起把门打开，剩下门内的世界，还需学生自己去挖掘，而线上线下混合式教学恰好可以为学生挖掘新世界提供帮助[7]。

3.2 因材施教

中小学时期碍于学生年龄与思维的限制，很多学生都是在课堂按部就班跟教师学习。虽然也会有个别学生理解能力极强，但为了让其巩固基础也会禁止该类同学做课堂内容以外的事情。然而大学的特点是专业性极强，对计算机编程感兴趣的学生也不在少数，如果让这类有天赋的学生依旧按照课堂规律一步步学习，难免会限制他们的思想，因此，因材施教对于高校课堂依然适用。例如C语言课程，有部分学生会因事先接触过该课程内容，或者理解力超强，对编程有极高的天赋，且做题速度超过其他人，那么就可以让他们自由练习编程。但是，不能偏离课堂主线，而且要参与课堂活动中，与同学们分享更好的方法，逐步淡化非博弈现象。

4 总结

对分课堂结合博弈论对C语言课堂有重要意义。对分课堂将教师教学、学生练习与讨论的时间段进行合理的划分，结合博弈论对学生内化吸收和讨论环节进行规划与改善，最终实现学生合作博弈，积极融入课堂，活跃学习氛围，并提高使用编程解决问题的能力，让更多的学生实现合作共赢。

参考文献：

[1] 陈波，李夫明“. 对分课堂” 在C语言课程中的教学实践[J].计算机产品与流通，2020（1）：256.

[2] 张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，12（5）：5-10.

[3] 张学新.对分课堂：中国教育的新智慧[M].北京：科学出版社，2016：4.

[4] 杨建文，周涛.基于“对分课堂” 的高级语言编程课程设计教学改革研究[J].电脑知识与技术，2023，19（9）：168-170，180.

[5] 钱津“. 囚徒困境” 案例思想的深度探讨[J].河北经贸大学学报，2022，43（2）：41-48.

[6] 李登，陈志刚.基于智猪博弈的数据结构课程理论与实践教学研究[J].湖南师范大学教育科学学报，2012，11（4）：96-98.

[7] 晏瑾，李晓梅，龚英，等.基于“雨课堂+对分易” 的化工原理混合教学模式探索与实践[J].化学教育（中英文），2022，43（8）：55-60.

【通联编辑：王力】

基金项目：山东省教学改革面上项目（M2022205） ；教育部产学合作协同育人项目（2023 年度）