基于N-CBE理念的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革實(shí)踐

謝 超，施培蓓，錢言玉

（合肥師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，安徽合肥 230601）

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”刷新了傳統(tǒng)的教育形態(tài)，重構(gòu)出一種全新的開(kāi)放自主、互動(dòng)生成、豐富多樣的教育生態(tài)結(jié)構(gòu)。慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式為高校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)帶來(lái)了新理念、新思路，同時(shí)也帶來(lái)了新挑戰(zhàn)和新困惑。

1 高校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀

學(xué)生計(jì)算思維能力和實(shí)踐編程能力的提升離不開(kāi)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程的學(xué)習(xí)，然而縱觀目前高校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程，從課程內(nèi)容、教學(xué)模式到課程考核都存在很多問(wèn)題，離提升學(xué)生計(jì)算思維能力和編程分析能力的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)還存在差距。具體表現(xiàn)在：一、程序設(shè)計(jì)類課程內(nèi)容一般包括概述、數(shù)據(jù)類型、程序結(jié)構(gòu)、函數(shù)調(diào)用等，課程內(nèi)容相對(duì)分散，前后章節(jié)相對(duì)獨(dú)立，缺乏模塊化和整體性設(shè)計(jì)；二、實(shí)踐教學(xué)被弱化，與理論脫節(jié)，如課時(shí)分配少、安排在學(xué)期結(jié)束時(shí)間等，這對(duì)于學(xué)生能力的培養(yǎng)是不利的；三、課堂講授仍為主要教學(xué)模式，按照教材內(nèi)容，按部就班講解，雖然也融入了案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等方法，但仍然以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)，機(jī)械地操作[1]；四、課程考核模式相對(duì)單一，如期末筆試、筆試+上機(jī)操作或者直接用省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的題庫(kù)等，不能很好地測(cè)評(píng)學(xué)生信息能力。

MOOC是互聯(lián)網(wǎng)+教育的產(chǎn)物，是新型教育理念，也是新型教學(xué)模式?！爸袊?guó)大學(xué)MOOC”“慕課中國(guó)”“慕課網(wǎng)”等綜合網(wǎng)站都提供了海量免費(fèi)的課程資源，而且部分高校也購(gòu)買了如“高校邦”“超星”“智慧樹(shù)”等慕課課程資源庫(kù)，學(xué)生足不出戶就能學(xué)到名校的精品課程，即豐富了學(xué)習(xí)，也開(kāi)闊了視野。然而，高校慕課資源的使用率并不高，教學(xué)效果也差強(qiáng)人意。具體表現(xiàn)在：第一，學(xué)生利用慕課自主學(xué)習(xí)的積極性較低，即便報(bào)名學(xué)習(xí)慕課，結(jié)課率也很低，半途而廢的現(xiàn)象普遍發(fā)生；第二，慕課資源大多應(yīng)用在選修課程。線上學(xué)生登錄慕課平臺(tái)自主學(xué)習(xí)視頻，授課教師及時(shí)發(fā)布公告、督促學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生參與討論，但是線下組織學(xué)生開(kāi)展合作探究學(xué)習(xí)往往浮于形式，應(yīng)付了事。慕課選修課考核方式也比較單一，比例分配欠合理，視頻學(xué)習(xí)所占比例較大，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程缺乏有效的學(xué)習(xí)監(jiān)管機(jī)制，部分學(xué)生停留在播放視頻而非學(xué)習(xí)視頻，達(dá)不到提升學(xué)生能力的目標(biāo)。第三，慕課資源本土化研究匱乏，教師自己制作微課或者整合已有慕課資源的積極性和能力有待提高。

2 N-CBE的課程設(shè)計(jì)理念

N：即Network，網(wǎng)絡(luò)，伴隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)+在高等教育中的應(yīng)用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展慕課教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)日益增多。2015年《關(guān)于信息化建設(shè)及推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展工作情況的報(bào)告》和《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn)》兩個(gè)文件的印發(fā)更是凸顯了國(guó)家對(duì)應(yīng)用型人才的重視。因而利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展計(jì)算機(jī)課程教學(xué)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和實(shí)踐能力勢(shì)在必行。

CBE，Competency-Based-Education，由美國(guó)教育心理學(xué)家布魯姆在20世紀(jì)70年代提出，90年代傳入我國(guó)，并對(duì)我國(guó)高等教育應(yīng)用型人才的培養(yǎng)產(chǎn)生了重大影響。CBE核心是學(xué)生能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)在高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)從強(qiáng)調(diào)學(xué)生“知識(shí)、技能、情感”三維目標(biāo)的培養(yǎng)上升到學(xué)生“綜合職業(yè)技能”的提升，如實(shí)踐操作能力，應(yīng)用分析能力和學(xué)習(xí)能力等，只有學(xué)生主動(dòng)地做，積極地思考，才能在做的過(guò)程中學(xué)到知識(shí)、積累經(jīng)驗(yàn)，練就能力[2]。N-CBE的課程設(shè)計(jì)理念具有如下特點(diǎn)：

2.1 師生角色全面化

在N-CBE的課程設(shè)計(jì)理念中，教師承擔(dān)了課程設(shè)計(jì)者、微課制作者（或微課資源整合者）、學(xué)習(xí)管理者和合作探究者等角色，學(xué)生則承擔(dān)了線上自主學(xué)習(xí)、問(wèn)題反饋和線下合作探究、問(wèn)題解決等角色。

整個(gè)課程設(shè)計(jì)從學(xué)生能力(competency）培養(yǎng)出發(fā)，設(shè)計(jì)并制作微課視頻或者有效整合現(xiàn)有資源，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)呈現(xiàn)課程學(xué)習(xí)資源。在學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)階段，教師要把握好整個(gè)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時(shí)督促學(xué)生，并設(shè)置相關(guān)討論主題，引導(dǎo)學(xué)生參與問(wèn)題討論，有效指導(dǎo)學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并及時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的問(wèn)題；學(xué)生則需要按照教師的進(jìn)度安排好學(xué)習(xí)時(shí)間，自覺(jué)自律地完成各項(xiàng)學(xué)習(xí)材料，積極參與師生的主題討論。在線下合作探究學(xué)習(xí)階段，需要師生共同努力，合作完成，而合作探究學(xué)習(xí)的主題和形式是重中之重。

2.2 課程設(shè)計(jì)模塊化

N-CBE課程設(shè)計(jì)理念中注重課程的模塊化設(shè)計(jì)，將課程內(nèi)容分成若干個(gè)內(nèi)容模塊，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步深入地學(xué)習(xí)課程。模塊化的課程設(shè)計(jì)思想有助于實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力(competency）培養(yǎng)的目標(biāo)。

2.3 課程考核立體化

CBE理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生的能力培養(yǎng)，尤其強(qiáng)調(diào)通過(guò)“做”學(xué)到知識(shí)，獲得經(jīng)驗(yàn)，完成能力的提升。因此，課程的考核應(yīng)該體現(xiàn)過(guò)程性、多樣性和立體化[3]。利用網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)管和考核，體現(xiàn)了過(guò)程性評(píng)價(jià)；學(xué)生的學(xué)習(xí)參與、章節(jié)小測(cè)以及編程應(yīng)用注重了考核的多樣性和立體化。

3 基于N-CBE理念的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是我院理工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)必修課程，64學(xué)時(shí)。在教學(xué)實(shí)踐中，借助“超星爾雅”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)模塊化設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)資源采用教師自制與網(wǎng)絡(luò)資源整合相結(jié)合的方法，突出Competency學(xué)生能力培養(yǎng)。

3.1 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)是體現(xiàn)CBE能力本位培養(yǎng)理念的關(guān)鍵，是建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)資源的基礎(chǔ)，它決定了整個(gè)教學(xué)改革的成功與否。在研究中，按照模塊化設(shè)計(jì)要求，對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并依托案例完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。如表1所示。

在課程模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程中，將理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐編程融為一體，線上學(xué)習(xí)注重基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)和編程應(yīng)用，線下探究則注重學(xué)生編程能力的應(yīng)用和強(qiáng)化。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注重基礎(chǔ)與能力同時(shí)發(fā)展，分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)（40%）、綜合型實(shí)驗(yàn)（40%）和創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)（20%）。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)注重基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)，安排在線上學(xué)習(xí)階段；綜合型實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用，可分為小綜合和大綜合；創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性，由學(xué)生根據(jù)題目要求自己設(shè)計(jì)算法，畫(huà)出流程圖，并利用VC++完成程序編寫(xiě)和測(cè)試，可以參考目前的大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽等形式。綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要安排在線下探究學(xué)習(xí)階段。

表1 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容模塊化設(shè)計(jì)

3.2 “超星爾雅”網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)

為了達(dá)到CBE能力培養(yǎng)的目標(biāo)，課程組教師利用學(xué)校購(gòu)買的“超星爾雅”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，采用自制微課視頻和整合已有慕課資源相結(jié)合的方法，建構(gòu)教學(xué)資源，將理論與實(shí)踐有機(jī)融合。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)教師端的主要功能模塊如圖1所示。

圖1 “超星爾雅”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（教師端）主要功能模塊

圖1呈現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)教師端口的功能模塊，學(xué)生通過(guò)學(xué)生端口可以直接瀏覽視頻、課件、文檔資源、發(fā)表及討論。教師端口各模塊功能有：

3.2.1 統(tǒng)計(jì) 統(tǒng)計(jì)包括章節(jié)訪問(wèn)量、學(xué)生管理、成績(jī)管理和督學(xué)。章節(jié)訪問(wèn)量提供了每個(gè)學(xué)生的每月訪問(wèn)次數(shù)，視頻的平均觀看時(shí)長(zhǎng)，課程學(xué)習(xí)平均進(jìn)度等；學(xué)生管理清晰地呈現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)討論、作業(yè)完成情況、章節(jié)測(cè)驗(yàn)的成績(jī)以及題目的對(duì)錯(cuò)分布，方便教師及時(shí)總結(jié)，為線下課程的探究性學(xué)習(xí)提供了資源；成績(jī)管理主要側(cè)重學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)，任課教師可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)考核項(xiàng)目和權(quán)重；督學(xué)則幫助教師及時(shí)地發(fā)布學(xué)習(xí)公告、還能根據(jù)學(xué)生管理和成績(jī)管理的結(jié)果有針對(duì)性地指導(dǎo)個(gè)別學(xué)生，因材施教。

3.2.2 資料 資料包括課程資料、題庫(kù)、作業(yè)庫(kù)和試卷庫(kù)，主要用于課程學(xué)習(xí)資源（視頻、課件、文檔資料、素材等）的展示、下載，學(xué)生作業(yè)的上傳，以及課程章節(jié)測(cè)試和課程結(jié)課考試等。

3.2.3 作業(yè) 作業(yè)包括發(fā)放作業(yè)題目、批閱作業(yè)和作業(yè)提交匯總，此模塊與“資料”模塊中的作業(yè)庫(kù)不同，“資料”模塊中的作業(yè)庫(kù)主要呈現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的作業(yè)提交情況，而“作業(yè)”模塊的功能主要是學(xué)生作業(yè)的批閱，學(xué)生作業(yè)的提交統(tǒng)計(jì)和批閱情況匯總。

3.2.4 管理 管理包括班級(jí)管理、教師團(tuán)隊(duì)管理和課程管理。班級(jí)管理可以對(duì)選課學(xué)生班級(jí)進(jìn)行管理，可以根據(jù)實(shí)際情況添加班級(jí)、學(xué)生或移除班級(jí)、學(xué)生；教師團(tuán)隊(duì)管理呈現(xiàn)了任課教師團(tuán)隊(duì)的資料，方便管理；課程管理可以對(duì)學(xué)生端學(xué)習(xí)課程的權(quán)限和課程開(kāi)放時(shí)間、作業(yè)提交截止時(shí)間以及考試時(shí)間等進(jìn)行設(shè)置。

3.3 多樣化的課堂組織

課堂組織是完成知識(shí)傳遞到知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程，是學(xué)生能力培養(yǎng)和習(xí)得的過(guò)程，是對(duì)學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)結(jié)果的考查過(guò)程，也是提升計(jì)算思維、解決實(shí)踐問(wèn)題能力的過(guò)程。課堂組織可以分成如圖2所示四個(gè)環(huán)節(jié)。

圖2 多樣化課堂組織

答疑解惑主要是針對(duì)學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)階段提交的問(wèn)題，共性問(wèn)題可以集中講授，個(gè)性問(wèn)題單獨(dú)輔導(dǎo)；合作探究注重引導(dǎo)學(xué)生參與式、小組合作式學(xué)習(xí)，根據(jù)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，設(shè)置拓展性和提高性內(nèi)容，如C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中“if選擇結(jié)構(gòu)”可以設(shè)置“計(jì)算個(gè)人所得稅”的實(shí)踐編程案例學(xué)習(xí)多分支選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技巧；實(shí)時(shí)檢測(cè)主要是對(duì)線上自主學(xué)習(xí)和課堂探究學(xué)習(xí)的結(jié)果測(cè)評(píng)，便于補(bǔ)缺補(bǔ)漏；拓展提升建立在學(xué)生合作探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，可以針對(duì)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)結(jié)果和所學(xué)內(nèi)容的難易度合理安排。將線上自主學(xué)習(xí)與線下課堂講授、合作探究等相結(jié)合的教學(xué)組織，才能更好地將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。

3.4 立體化的課程考核

根據(jù)學(xué)院制定的課程成績(jī)?cè)u(píng)定管理辦法，綜合線上、線下兩個(gè)環(huán)節(jié)，從平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末成績(jī)?nèi)齻€(gè)方面突顯學(xué)生能力考核，具體考核方法如表2所示。

表2 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程考核體系

學(xué)生課程成績(jī)=平時(shí)成績(jī)（30%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（30%）+期末成績(jī)（40%）。從表3中得出，考勤主要體現(xiàn)在線下課堂學(xué)習(xí)的出勤率，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試成績(jī)可從網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)“統(tǒng)計(jì)”模塊中導(dǎo)出，側(cè)重學(xué)生視頻學(xué)習(xí)、參與討論、作業(yè)、章節(jié)測(cè)試等；線下實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)課堂探究學(xué)習(xí)，計(jì)算學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)編程的平均成績(jī)。課程考試通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)“資料”模塊和“考試試卷庫(kù)”完成，由任課教師提供，題型主要由單選、判斷和程序填空為主，以考察學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握；線下綜合編程主要由程序改錯(cuò)題和程序設(shè)計(jì)題為主，以考查學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題分析和解決能力。

4 結(jié)論

實(shí)踐證明，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)采用NCBE理念設(shè)計(jì)，線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式對(duì)于學(xué)生能力的培養(yǎng)效果良好。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的問(wèn)卷調(diào)研，調(diào)研數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 教學(xué)實(shí)踐效果調(diào)研（%）

數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生在學(xué)習(xí)積極性、知識(shí)習(xí)得、合作探究和實(shí)踐應(yīng)用能力等都有很大的提高。80%以上的學(xué)生認(rèn)為這種線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、知識(shí)習(xí)得、合作探究能力的提升有很大幫助，但是實(shí)踐編程鍛煉的機(jī)會(huì)較少，實(shí)踐應(yīng)用能力還有待提升。因此，教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中還需要加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用資源的建設(shè)，如大學(xué)生科技競(jìng)賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)等，給學(xué)生提供更多的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的機(jī)會(huì)。