数智化技术驱动下C语言程序设计课程教学改革研究

摘 要 文章针对C语言程序设计课程教学中学习指导服务支持不足、教学资源和教育技术支撑不够、学习评价模式未能有效驱动学生能力发展等问题，以学生的编程能力培养为改革载体，通过能力分解和重构知识、以能力为导向建设学习资源库、建设数智技术平台和评价机制创新等改革措施，打造和形成驱动学生能力发展的学习评价模式，促进学习模式创新，解决课程教学中指导服务不足、技术支撑不够等问题，提升学生算法设计和编程的实践能力。

关键词 数智化技术；C语言程序设计；学习评价；教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.19.033

Research on the Teaching Reform of C Language Programming

Course Driven by Digital Intelligence Technology

LIN Ning1， ZUO Yue2， LU Tao1

（1.College of Information Engineering， Nanning University， Nanning， Guangxi 530200;

2. College of Architecture and Civil Engineering， Nanning University， Nanning， Guangxi 530200）

Abstract For C programming learning guidance service support in course teaching， teaching resources and education technology support， learning evaluation model failed to effectively drive the development of students 'ability， to students' programming ability as the carrier， through the ability to decompose and reconstruct knowledge， ability oriented construction learning repository， the construction of intelligence technology platform and evaluation mechanism innovation reform measures， build and form drive the development of students 'ability of learning evaluation mode， promote learning mode innovation， solve the problem of course teaching guidance service， technical support， improve students' algorithm design and programming practice ability.

Keywords digital technology; C language programming; learning evaluation; teaching reform

随着人工智能、大数据等领域的快速发展，社会对计算机类人才的需求不断增加，为计算机类毕业生带来了就业机会。但随着新技术的发展，社会对毕业生的专业能力也提出了更高的要求，在传统人才培养模式下，学校培养的人才难以适应社会行业、企业的需求。因此，为培养适应社会需求的高素质应用型人才，需重新审视人才培养过程中存在的问题，探索课程教学新模式。

1 教学中存在的问题

1.1 “以学生为中心、以需求为导向”的学习指导服务支持不足

程序设计类课程知识点多且零散，编程实践要求能力点多，在现有的指导服务体系下，教师无法实时了解学生对知识点和编程实践能力点的掌握情况，其多数精力放在回答学生问题及调试程序上，处于一种等待“请求服务”的状态，没有体现“以学生为中心、以需求为导向”的教学服务理念，学习指导服务支持薄弱。

1.2 “成果导向、持续改进”的教学资源和教育技术支撑不够

现有的教学资源多数为服务课程内容而建设，难以支撑能力培养目标的达成，在技术上，通用平台对教学的支撑度也不够，如慕课、超星学习通等通用平台可以实现客观题在线自动评分，但对于主观较强的编程题只能通过人工评价，评价具有滞后性，效率低，评价结果缺乏指导意见，学习持续改进目标不明确。

1.3 现有的学习评价模式未能有效驱动学生能力发展

课程评价采用平时作业成绩+考试成绩的传统方式，平时考核主要由作业成绩、考勤和课堂表现等构成。这种以简单结果为导向的学习评价方式，不能全面客观地反映学生对课程知识点及编程技能的掌握情况，也容易造成学生有突击考试的心理，不注重过程学习，缺乏学习积极性。

针对上述问题，应构建以数智技术为支撑的“学习指导功能、数据智能支撑功能、评价驱动功能”的教学模式，力图破解学生能力培养过程中学习指导的主动服务支持薄弱、教学资源和技术支撑不够、学习评价效能驱动力不强三大突出问题，助力提高学生专业能力，驱动学生能力发展。

2 主要的教学改革举措

按照学校“应用型、开放式、新体验”的办学理念和专业人才培养目标，以编程能力产出为导向，围绕教学过程中存在的三大突出问题，通过分解能力和重构知识体系、建设数智化教学平台、驱动形成新学习模式等措施，促进教学的持续改进和学习模式创新。

2.1 分解能力和重构知识体系

C语言课程知识点多且零散，编程实践要求能力点多，往往会使得大一新生难以找准学习目标，也不利于教师开展指导服务。为实现编程能力培养目标的达成，将培养能力目标分解为输入输出实践能力、数据处理实践能力、分支结构编程能力、循环结构编程能力、函数编程能力、集合数据编程能力、指针编程能力、结构化编程能力、递归结构编程能力、文件处理编程能力等子能力，以子能力为导向重构知识模块。

在确定能力分解和知识重构关系的前提下，进一步将每个子能力和知识模块分解为多个能力点和知识点。课程依据子能力培养反向设计32个教学项目，依据项目教学需求重构知识体系，设置编程实践必备的56个实践知识点。如：针对分支结构编程能力培养，设计猜数字游戏、四则运算、查询售货机商品价格等3个教学项目，设置多分支结构和else-if语句、switch语句多分支结构、逻辑运算、switch语句多分支结构、break语句等实践必备知识点；针对循环结构编程能力培养，设计用格雷戈里求 的近似值、统计一个整数的位数等4个教学项目，设置for语句、while语句、break语句和continue语句、嵌套循环等实践必备知识点。

分解能力和重构知识为后续学习资源库分类建设奠定了基础，对学生明确学习目标、实现智慧学习评价有重要作用。

2.2 以能力为导向建设学习资源库

编程实践需要足够的语法知识、算法思维知识的储备，反之，实践过程也可以加深对语法及思维知识的理解。理论知识资源库的建设，应以理论知识点掌握为目标，资源的形式包括知识点讲解视频、知识点内容、选择、填空、判断，程序阅读、程序填空等形式，目标是让学生掌握必要的实践知识。编程能力实践资源库的建设，以能力点达成为目标，资源形式主要为程序设计补全题、程序设计题等。图1能力点与实践项目支撑的关系展示了以能力为导向建设资源库的思路。

图1中，实践项目1支撑能力点1的达成；实践项目2、实践项目3支撑能力点2的达成；实践项目3为综合性题目，同时支撑能力点2和能力点3的达成。课程资源库的建设针对每个能力点设置一定量的编程实践项目和学习资源，以支撑对应能力点的达成。

针对实践能力培养需求，课程实践教学使用自主开发的线上系统，共设置123个实践项目，旨在培养学生的编程与调试能力。另外，安排小组实践项目，培养学生的综合软件开发实践能力和团队协作能力。

2.3 建设数智化教学平台

教师可以在通用的学习平台上准备视频、课前自测题等教学资源，学生在课前阶段进行预习，师生在线互动讨论，为课堂讲授做准备，另外，还能够实现统计学生在线学习过程数据等，这些给教学带来了极大的便捷。但对于主观性较强的编程题，只能通过人工评价的方式，效率低且反馈滞后；一些编程题自动评阅系统，能够实现编程题自动评价，不能实时反馈问题，也不能有效支撑指导服务的开展。

课程团队利用自身软件开发技术优势，自主开发了具有评价、引导功能的智慧教学平台，突破编程题自动评阅技术难点，实现平台在线自动评分及程序代码错误类型实时反馈功能，解决人工评价效率低及反馈滞后的问题，帮助学生进一步调试、改进程序代码；记录学生在线理论学习、编程实践过程及评分结果，利用大数据技术发掘学生个体学习中能力点及知识点的盲区，教学平台对学生个体的学习薄弱点开展有针对性的推送学习资源及智能引导服务，同时，教师依据数据发掘结果，开展针对性指导。如：在图1中，某学生能力点1对应的多个实践项目不得分，说明能力点1没有达成，平台就会向该学生进一步推送与能力点1相关的理论知识及实践项目等资源，以此达到精准服务的目的。

2.4 依托学习平台驱动形成新学习模式

编程能力必须通过长期、大量的编程实践，逐渐积累而形成。依托自主开发的学习平台，实施课堂“理实一体”知识模块学习和线上平台任务驱动的编程实践策略，以达到培养学生编程能力的目的。

依托学习资源库和技术、学习评价新体系驱动、驱动学生开展持续性学习，如：依托平台发布每日小练习、挑战答题等形式，促使学生利用碎片化时间学习，逐渐积累语法知识及逻辑思维能力。通过积分机制，驱动学生的学习积极性、主动性，如：在规定时间内自主选择编程题目完成，完成的实践题目越多积分越高。以蓝桥杯程序设计大赛、大学生程序设计大赛等专业竞赛为驱动，利用平台发布训练项目，培养学生的综合编程能力。

2.5 制订以成果为导向的多元评价机制

课程以算法思维、编程实践和素质为主要考核目标，结合专业人才培养目标确定支撑毕业指标点的课程目标，确定每一项课程教学目标的评价内容与评价方式。

评价机制制订思路：学习评价包括理论知识评价和编程能力评价，评价贯穿学生学习过程；采用积分机制，制订课程成绩每个组成部分的分值、所占比例或权重，它们与最终成绩之间的关系，积分要充分体现出学生的付出与收获成正比；评价机制应有利于促进学生的学习，促使学生充分利用课余时间学习；评价循序渐进，适合C语言程序设计课程和学生水平。评价机制需公平、合理，以调动学生学习积极性、促使学生注重知识与能力的过程积累，最终达到编程培养的目标。

在课程考核成绩比例上，线上平台占30%，平时测验占10%，小组项目占10%，期末考核占50%。线上成绩主要由平时线上学习、理论知识小测试、线上实践项目成绩构成；平时测验成绩主要由阶段性测验成绩构成，以考核学生编程能力为主；小组项目，主要是训练学生的综合软件开发能力和团队协作能力，成绩依据项目成果及个人贡献评定；期末考核主要测试学生对理论知识的掌握情况以及实践编程能力。

3 课程改革成效

①智能评价的教学平台，解决了资源短缺、指导服务支持不足等问题。依托自主开发的教学平台，驱动学生开展线上学习与实践，培养了学生扎实的理论知识；利用教学平台的编程题自动评分及错误类型反馈功能，引导学生改正程序错误，同时帮助教师发现学生的薄弱环节，提高了教师的工作效率。

②学习评价新体系，驱动形成学习新模式。“成果导向”的评价机制和过程性评价策略，激发了学生的学习积极性、主动性，有效推动教学持续改进，驱动学生能力发展，从而促进学习模式创新。

③数智技术应用于人才培养有新突破。数智技术驱动了教学模式改革，培养了学生良好的编程能力。近三年来，计算机科学与技术专业学生在“蓝桥杯”专业人才大赛软件类赛道获国赛三等奖3项和区级奖26项，另外，在全国大学生数学建模竞赛获得国赛二等奖1项和区级奖6项，实现了国赛获奖零的突破。

4 结语

课程改革围绕培养学生编程能力目标的定位，推进数智化技术与课程教育教学深度融合，充分发挥了教师的主导作用和学生的深层学习动机，实现培养学生扎实的理论知识基础、解决一般问题算法思维和结构化程序编程能力。在学习评价方面，对改革传统的学习评价模式、丰富和提升评价功能、驱动学习模式创新，在教育教学理论研究、实践应用及推广方面，有重要的研究价值和应用推广价值。

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目 （2023JGB456）；南宁学院2023年校企联合共建示范课程项目（2023XJYYX03）；南宁学院教学团队项目（2019XJJXTD07）。

参考文献

[1] 王桂平，刘君，罗宪，等.一个基于多种评判模式的在线评判系统[J].计算机科学，2020，47（S2）：657-661.

[2] 蔡美玲，张锦，张丽霞.焦聚能力培养的程序设计基础课程教学改革[J].计算机教育，2019（8）：59-63，93.

[3] 陈晓亮，黄襄念.面向OBE的计算机专业课程目标达成度评价实践探究[J].软件导刊，2020，19（12）：38-42.

[4] 原源，邓居智，肖慧，等.基于成果导向的程序设计类课程教学改革研究——以地球物理学专业为例[J].教育教学论坛，2021（28）：60-63.

[5] 靖娟，王妍.基于OBE的工业机器人应用课程教学实践[J].电子技术，2022，51（1）：216-217.

[6] 王春蕾，苏保照.基于混合式学习模式的学生过程性评价体系的构建——以《C语言程序设计》课程为例[J].课程教育研究，2019（24）：43.