面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)改革研究

曹健 張澤梁 張滴石 王珊珊 高靜 王寧

摘 要：為了在《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)中有效的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，本文將MOOC學(xué)習(xí)、計算思維和過程化評價等融入課程的教學(xué)中，提出了一套面向創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)的課程教學(xué)改革方案，有效的提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為該類課程教學(xué)改革提供新的思路。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計;創(chuàng)新能力;MOOC;計算思維;過程化考核

1 緒論

深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，成為推進高等教育綜合改革、促進高校畢業(yè)生更高質(zhì)量就業(yè)的重要舉措。在當前“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的熱潮下，如何有效提升大學(xué)生的思維層次，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，成為我國高等教育教學(xué)改革研究的一個重要內(nèi)容。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要長期根植于整個大學(xué)期間的課程學(xué)習(xí)過程中，尤其是與大學(xué)基礎(chǔ)教育相結(jié)合，在大學(xué)生的基本素養(yǎng)和專業(yè)技能尚未成型時，鍛煉他們的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，才能較好的實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)目標。[1]

《C語言程序設(shè)計》課程是國內(nèi)本科院校針對非計算機專業(yè)的理工科一年級學(xué)生開設(shè)的公共課程，具有較廣的受眾面。[2]該課程通過分析、編寫和調(diào)試程序能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力，對于拓寬思維具有重要作用，該課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的重要平臺。因此，研究如何將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)深度融入理工類本科各專業(yè)《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)中，具有較強的必要性和迫切性。

2 C語言程序設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀

經(jīng)過多年的教學(xué)改革和實踐，該課程在各高校取得了較好的教學(xué)效果，但在實際教學(xué)中，依然普遍存在如下幾個方面問題：

（1）由于C語言語法靈活，所需掌握的細節(jié)概念非常龐雜，學(xué)生的層次不一，在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)只能疲于應(yīng)付語法的學(xué)習(xí)，動手能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)不夠充分。

（2）大多數(shù)學(xué)生只能機械式學(xué)習(xí)，對講授過的語法規(guī)則進行重復(fù)性的驗證模仿，學(xué)生主動探索的興趣不夠濃厚，學(xué)習(xí)效果不佳。

（3）課程的考核方式主要以期末考試為主，對應(yīng)用所學(xué)知識解決問題和創(chuàng)新能力的重視不夠;期末考核多在總評中占比較大，又使得一些學(xué)生不注重平時的學(xué)習(xí)，只是臨近期末時，突擊復(fù)習(xí)準備考試，不利于對所學(xué)知識的掌握。

（4）就大學(xué)畢業(yè)生而言，其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀念不強，創(chuàng)新思維水平和解決實際復(fù)雜工程問題的能力還有待提高。

因此，急需對程序設(shè)計課程進行教學(xué)改革，將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入《C語言程序設(shè)計》課程中，增強學(xué)生的動手能力，達到為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和將來創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的開展奠定基礎(chǔ)，并提升創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標。

3 C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革實踐

3.1 基于MOOC的理論教學(xué)模式研究

鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生利用MOOC等資源先期自主學(xué)習(xí)C語言基礎(chǔ)語法，總結(jié)已懂的知識和不懂的問題，教師以問題為導(dǎo)向，利用課上時間引導(dǎo)學(xué)生完成教學(xué)案例的分析和問題求解，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)興趣，更好的鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。在理論教學(xué)中，教師課前布置語法知識點讓學(xué)生在課外學(xué)習(xí);在課堂上，教師首先對學(xué)習(xí)難點及學(xué)生普遍存在的問題進行統(tǒng)一講解，然后組織設(shè)計性的實踐題目讓學(xué)生進行小組討論和協(xié)作開發(fā)，逐步引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新解題思路。例如，讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)如何定義數(shù)組、如何初始化數(shù)組、如何引用數(shù)組元素等。而在課堂教學(xué)階段主要講解數(shù)組語法規(guī)則的注意事項以及傳授編程技巧，組織學(xué)生通過小組協(xié)作，設(shè)計并實現(xiàn)一種排序算法，讓學(xué)生在實踐中鞏固基礎(chǔ)語法，逐步引導(dǎo)學(xué)生尋求多種解決方案，增強學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力。

3.2 思維驅(qū)動的實驗教學(xué)模式研究

在實驗教學(xué)中探索以“計算思維為指導(dǎo)、項目實例為主線”的模式，通過設(shè)計具有層次化、趣味性和挑戰(zhàn)性的題目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，潛移默化的加深學(xué)生對計算機如何進行問題求解的理解，加強學(xué)生在編寫和調(diào)試程序中獨立分析和解決問題的能力以及創(chuàng)新思維能力。[3]思維驅(qū)動的實驗項目包括驗證性實驗和綜合性實驗兩部分。驗證性實驗難度較低，讓學(xué)生通過修改和仿寫代碼迅速獲得成功，如下圖所示，教師啟發(fā)學(xué)生編寫出圖（a）形狀程序，然后讓學(xué)生通過修改代碼編寫出圖（b）以及圖1（c）形狀程序。綜合性實驗可以選擇經(jīng)典的游戲和算法，如貪吃蛇等小游戲，在每次授完相關(guān)知識點以后，讓學(xué)生自由選擇喜歡的題目，組成小組協(xié)作進行學(xué)習(xí)，最終共同完成項目。

驗證性實驗項目案例圖

3.3 過程化考核評價體系的構(gòu)建

在考核評價環(huán)節(jié)探索過程化的考核模式，將過程評價和期末評價相結(jié)合，運用出勤考查、隨堂考核、實驗作業(yè)和綜合項目等多種考核方式，促進學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對知識的積累和掌握，使考核成為提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、測量學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的有效手段。在本課程第一次上課時，教師將考核方案向所有學(xué)生介紹，在教學(xué)過程中，及時將每一次考核結(jié)果記錄起來，在學(xué)期末予以公布，公正客觀地評定平時成績，破除“高分低能”的弊病。

4 課程教學(xué)改革的實效

由于新的教學(xué)模式更加注重平時的學(xué)習(xí)和考核，這也使得學(xué)生在教學(xué)過程中能夠與教師一起參與到教學(xué)中來，對于一些基本內(nèi)容和容易理解的基本知識點，學(xué)生通過MOOC自學(xué)并在課堂上進行講解，一些綜合性的設(shè)計題，學(xué)生可以通過查閱資料小組合作完成。此外，教學(xué)改革后在每一節(jié)課程中都可能會有納入期末總成績的測試，使得學(xué)生注重平時每一節(jié)課程的學(xué)習(xí)，在出勤率、課前預(yù)習(xí)和聽課的質(zhì)量以及課堂氣氛等方面都得到了提升。

參考文獻：

[1]王鑫.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的問題分析及對策[J].教育觀察，2017，6（5）.

[2]王丹，王冬梅.基于CDIO理念的程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)研究[J].北華大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2015，16（5）：158-160.

[3]鄭冰，寧鵬飛.基于 JiTT 模式的 C 語言教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)[J].計算機教育，2018，10：101-105.