C語言程序設計課程考核改革探索與研究

金傳洋　馬杰　邱曉波

關鍵詞：C語言程序設計；理論考核；形成性考核；終結性考核；全過程數(shù)據(jù)管理

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）20-0064-03

0 引言

未來是信息化戰(zhàn)爭，加速培養(yǎng)適應信息化戰(zhàn)爭需要的優(yōu)秀軍事人才，已經(jīng)成為當前軍隊院校人才培養(yǎng)的重中之重[1]。而信息作戰(zhàn)能力離不開信息獲取、信息傳輸、信息處理、信息控制、信息管理等一系列信息處理活動，具體到院校的人才培養(yǎng)中就要求學員能夠掌握現(xiàn)代高新技術尤其是信息技術知識，能夠駕馭現(xiàn)代高新信息作戰(zhàn)裝備，善于解決實際問題，具有很強的信息處理實踐能力。而計算機語言程序設計課程恰好可以為信息處理實踐能力奠定良好的基礎[2]。

C語言程序設計是面向火力指揮與控制工程、電氣工程及自動化、指揮信息系統(tǒng)工程、無人作戰(zhàn)工程等專業(yè)開設的限選課，通過本課程的學習，使學員掌握用C語言進行程序設計的基本方法與編程技巧，具備對程序進行調試的基本能力，充分發(fā)揮本課程邏輯性強、工程應用廣泛的特點，培養(yǎng)學員計算機編程的思想和理論聯(lián)系實際的工程概念，培養(yǎng)學員利用計算機解決實際問題的意識和能力，培養(yǎng)學員計算思維和創(chuàng)新意識，提高軍事信息素養(yǎng)[3]。

1 教改目標

本次教學課程考核改革主要在形成性考核和終結性考核環(huán)節(jié)引入雨課堂和頭歌實踐教學平臺，集中發(fā)揮兩個平臺本身優(yōu)勢，優(yōu)化調整C語言程序設計課程基本理論與編程實踐考核模式，其中，基本理論考核采用雨課堂互動答題方式實施，編程實踐考核借用頭歌平臺完成。

本次課程考核改革，旨在引導各項教學活動向培養(yǎng)學員編程能力聚焦，以期達成以下3個目標。

1.1 促進學員獨立編寫代碼解決實際問題

對于C 語言中的經(jīng)典問題、貼近生活的編程問題，學員能夠獨立設計算法、編寫代碼、調試修改，會自主獨立完成文檔編寫，培養(yǎng)計算思維和編程思想，能夠理論聯(lián)系實際，具備計算機分析、解決實際問題的能力。

1.2 提高學員課堂參與度，更好體現(xiàn)“學為主體”的教學理念

課程教學過程中，通過問題牽引、任務驅動的方式，開展探究式學習，引導學員主動探索、自主探究問題解決方案。

1.3 精準收集過程性考核和終結性考核全程數(shù)據(jù)，使教學活動更加科學高效

科學的考核評價促使學員對學習目標更加明確，使學習效果精準量化，凸顯“學員為主體，教員為主導”的育人理念。利用雨課堂、頭歌平臺強大的數(shù)據(jù)管理功能，全程記錄學員每堂課的學習情況、每次作業(yè)完成情況、每次階段測試考核結果，實現(xiàn)教學全過程數(shù)據(jù)管理，使過程性考核的各小項（課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、階段測試）都有翔實的數(shù)據(jù)支撐，使結果更科學、更有說服力。終結性考核采用頭歌平臺組織實施，記錄每道題作答情況，使授課教員精準掌握所有學員的學習效果，實時調整教學策略。

2 教改設計

2.1 方案總體設計

本課程考核分為形成性考核和終結性考核兩部分，其中形成性考核占50%，終結性考核占50%，各環(huán)節(jié)構成如表1所示。這樣的考核方案設計，避免了以往的期末考試“一錘定音”，注重學員的及時反饋，教員能夠快速掌握學員學習情況，引導學員將功夫用在平時，注重學習過程對能力培養(yǎng)的重要性[4]。

2.2 形成性考核設計

形成性考核包括課堂表現(xiàn)（占30%） 、平時作業(yè)（占30%） 、階段測試（40%） 等3 部分。其中，課堂表現(xiàn)：主要包括基于雨課堂的基本理論考核和課堂編程實踐課完成情況。平時作業(yè)：主要基于Educoder平臺編程發(fā)布的任務完成情況，每周統(tǒng)計1次成績。階段測試：根據(jù)單元主題內(nèi)容組織若干次編程階段測試。

1） 課堂表現(xiàn)

① 基于雨課堂的基本理論考核

雨課堂是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，實現(xiàn)無縫嵌入PowerPoint和微信。教師使用雨課堂將各類習題、視頻等資源方便推送給學生，師生溝通及時反饋；課上實時答題，為師生互動搭建良好平臺；課后推送作業(yè)，建立師生溝通橋梁，使學習互動永不下線，構建立體空間[5-6]。

雨課堂通過連接師生的智能終端，將課前-課中- 課后的每個環(huán)節(jié)都賦予全新體驗，快捷實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代的智慧教學，支持師生多元實時互動、教學全過程數(shù)據(jù)收集分析等[7]。

在實際教學活動過程中，教員充分發(fā)揮雨課堂平臺所具備的無縫嵌入PPT的獨特優(yōu)勢，緊密組織課前、課中和課后三個環(huán)節(jié)。課堂前測：課前使用，組織前測，了解學員的知識背景、預習情況；課中參與：引導學員積極參與課堂互動，掌握課堂學習效果；課后鞏固復習：測試課次學習效果、掌握程度，補差補缺。

② 課堂編程實踐課

頭歌平臺是一款可以實現(xiàn)在線編程、在線測評、教學資料共享、實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計的云計算平臺，為計算機語言編程實踐課、階段性編程測試、上機考試等教學活動組織提供高效、快捷、可靠平臺。通過雨課堂和頭歌平臺有機結合，使得課堂教學、課后作業(yè)、階段測試、期末考試等提供翔實的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了教學全過程數(shù)據(jù)管理。通過平臺，教員可以實時動態(tài)掌握每名學員的通關情況，借助“查看實訓”按鈕，查看學員編寫的代碼。對于完成較好、設計精巧的代碼，可以向全班學員展示分享。如學員遇到問題，教員直接查看，指導調試。教員發(fā)現(xiàn)編程共性問題，集中答疑，在總結講評階段，針對易犯的錯誤、編程不規(guī)范的情況，結合具體代碼統(tǒng)一講解。在課程結束時，將整個學期所有課次數(shù)據(jù)直接導出，可作為學員課程表現(xiàn)環(huán)節(jié)參考的數(shù)據(jù)源。

2） 平時作業(yè)

平時作業(yè)主要設置為課后Educoder 編程作業(yè)。通過頭歌平臺發(fā)布課后練習任務訓練編程實踐能力。經(jīng)過多年的教學實踐，教學組積累了豐富的教學案例，將這些教學案例設置為教學課后練習，定期發(fā)布，供學員課后實踐。

另外，課程組精選49個實訓任務作為拓展編程練習，每周定期對學員編程作業(yè)情況做統(tǒng)計并發(fā)布。師生根據(jù)反饋可實時調整教學策略，使教學活動更加科學。第一，基于全過程數(shù)據(jù)管理的理念，數(shù)據(jù)公開透明；第二，通過數(shù)據(jù)公示，起到督促公示作用。設置每周一公示數(shù)據(jù)，學員利用周末時間在頭歌平臺上自主完成編程任務，這樣，有效地調動學員的積極性；第三，能夠及時跟蹤落后學員開展精準幫扶。

3） 階段測試

為了檢驗階段性學習效果，課程組利用頭歌平臺組織C語言基本輸入輸出、選擇結構程序設計、循環(huán)結構程序設計、函數(shù)、數(shù)組、指針等6次單元編程測試，涵蓋了本課程核心教學內(nèi)容模塊。

2.3 終結性考核設計

由于C語言程序設計是一門編程課，注重實踐環(huán)節(jié)，重點突出培養(yǎng)學員的編程設計能力，因此，終結性考核更加注重對編程能力的考核。摒棄傳統(tǒng)紙質閉卷考核模式，將基本理論知識考查融入雨課堂中，主要考查程序閱讀分析、設計調試能力。突出體現(xiàn)層次性、綜合性、應用性，具有一定的挑戰(zhàn)性，能突出創(chuàng)新班學員的能力考核這個指揮棒。

頭歌在線實訓平臺組織考試主要包括制作編程實訓題、創(chuàng)建試卷、設置規(guī)則并發(fā)布試卷等3個階段。

1） 題庫制作

通過設計任務、搭建平臺、設置要求等3個步驟完成編程實訓題的制作。

① 設計任務

明確編程任務，設置好題干、源代碼以及測試數(shù)據(jù)。題干描述背景知識、編程要求、輸入輸出示例等關鍵信息。提供的源代碼確保準確無誤，經(jīng)多組數(shù)據(jù)測試沒問題。測試數(shù)據(jù)一般需提供3組以上，并設置2組數(shù)據(jù)考生可見，1組隱藏，防止學員通過直接輸入輸出對應測試數(shù)據(jù)完成功能代碼編寫。

② 搭建平臺

在頭歌平臺的代碼倉庫中，為每一關的練習創(chuàng)建編程所需文件，學員的代碼就是寫在這些文件中。然后，描述題干，并編寫測試集?？梢愿鶕?jù)需要編寫多組測試集，全方位測試，確保代碼邏輯嚴密。還可以設置隱藏測試集，防止學員暴力求解，直接print程序運行結果。

③ 設置要求

設置編程題的提交要求，包括：禁用粘貼、設置分值、設置時間等。根據(jù)需要，可以設置“禁用粘貼”功能，這樣，學員所有的代碼都得自己敲。設置分值也在這一步完成，根據(jù)考核的要求，設置相應的分值。

按上述3個步驟制作好編程題后，完成題庫發(fā)布，就可以組卷使用了。

2） 創(chuàng)建試卷

頭歌平臺提供的考試題型，包括單選題、多選題、判斷題、填空題、編程題、簡答題等類型。根據(jù)考核方案設計，挑選不同題型，設置相應分值。頭歌平臺考試的亮點是編程實訓題，平臺可以實現(xiàn)代碼自動測評，為程序設計類課程考核提供了便利。然后，將第一階段制作好的編程實訓題引用過來，結合前面的客觀題，組合成一套完整的試卷。

3） 發(fā)布試卷

試卷編輯完成之后，設置考試規(guī)則，包括：考試時間、答題設置、防作弊設置等。其中，“切屏后強制交卷”功能確保考生考試過程中，屏幕只能出現(xiàn)考試界面。如果考生在考試過程中切換屏幕，將頁面切換到非考試界面，系統(tǒng)會自動強制交卷。

3 教改成效

通過課程考核模式改革，本次課程教學取得了顯著成效，主要表現(xiàn)：

3.1 課堂參與度更高

采用雨課堂答題的方式組織課堂教學，學員課堂參與度更高了，課堂氣氛活躍了，自主探索更積極了。

相比以往，在課堂上主動提問的學員明顯增多，問題更有深度和針對性。比如：在字符數(shù)組部分，有學員提出問題：char s[5]="ABCD"，t[5]="EFGH";strcat （s，t）;s數(shù)組長度僅為5，連接后的字符串長度大于5，這種連接操作能實現(xiàn)嗎？

頭歌平臺以“通關贏榮譽”的方式組織編程任務，在編程練習過程中，每運行一個程序，每通過一道關卡，很多學員都會攥拳慶祝，臉上洋溢著喜悅的神情，收獲滿滿的成就感，對編程的興趣也越來越濃厚。

3.2 突出了學員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

本次課程改革所設置的各項考核指標緊緊圍繞編程能力提升，考核評價積極引導學員自主完成項目實踐和編程練習，不僅是對編程能力的鍛煉，更是對思維能力的訓練。讓看得懂、聽明白卻編不出的問題有了根本性的改變，遇到問題有思路了，編程框架清晰了。通過對雙重循環(huán)、遞歸算法、指針操作等較難理解的擴展任務，實行在線編程專題強化訓練，幫助學員提升邏輯思維能力和抽象思維能力，促進學員對計算機底層工作機制有更深入理解。

3.3 學員編程能力提升效果明顯

期末機考試題80%來源于實際問題，著重考查學員靈活運用計算機解決實際問題的綜合能力，臨場發(fā)揮、限時完成對學員的平時積累提出了更高要求。

從學員答題總體完成情況，如表2所示：

相比2021年秋教學班，2022年秋C語言兩個創(chuàng)新班仍采用頭歌平臺組織機考環(huán)節(jié)（占終結性考核50%） ，其中一個班級機試成績平均分為98分，另一個機試成績平均分為88.6分。

在去年期末考試嘗試利用機試考核編程能力的考慮基礎上，教學組在開課前大膽改革確定考核形式：增加機試比例，取消筆試閉卷環(huán)節(jié)，樹立更加鮮明的上機編程能力考核導向，引導學員積極投入精力，練習編程。

通過比較分析，本次課程考核改革達到了預期目標，學員整體編程能力有了明顯提升，達到了預期改革成效。

4 創(chuàng)新經(jīng)驗

通過本次C語言程序設計課程考核模式創(chuàng)新改革，取得了3個創(chuàng)新點。

4.1 充分發(fā)揮信息化平臺優(yōu)勢，精準掌握學員全程學習行為

充分發(fā)揮雨課堂+頭歌在線實訓平臺優(yōu)勢，使兩者有機結合，并貫穿過程性考核與終結性考核，實現(xiàn)整個教學活動全過程、精細化數(shù)據(jù)管理，對學員學習和實踐進行了全方位管理，考核方式靈活，組考便捷，對教學效果提升明顯。

4.2 實踐出“真知”，能力靠平時

計算機編程能力提高不能靠僅靠知識點記憶和有限編程設計能力，更需要平時不斷練習，不斷實踐，才能熟練掌握計算機編程調試工具，建立解決問題完整思路才是根本。

4.3 學習自主性提高了，“學為主體”的教學理念才能落地

教學組經(jīng)過多次研討備課，確定考核改革思路，并引導設計好每次課堂教學活動，使“課前、課中、課后”三個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，積極引導學員主動思考探究，自主尋求問題解決方案。

5 小結

結合本次考核模式改革存在的不足，后續(xù)將努力做好3方面工作：

1） 精心設計雨課堂問題

這學期設置的雨課堂問題覆蓋了教學內(nèi)容的重難點，個別題目知識點深度與學員預習效果不太相符，如何激發(fā)學員提高自主預習效果，更好幫助學員理解知識、應用知識需要教學組認真思考研究。

2） 深度挖掘雨課堂豐富功能

2023年秋， 教學組將進一步挖掘雨課堂功能，將雨課堂運用于課堂互動式教學、階段性理論知識考核等教學環(huán)節(jié)，更好地引導學員參與課堂教學活動，提升學習效果。

3） 健全Educoder實訓平臺在線

資源下一步，教學組充分發(fā)揮團隊優(yōu)勢，充實更多高質量編程實訓任務，使實訓項目知識面全覆蓋、突出能力培養(yǎng)，通過課余自主編程練習實踐，學員的編程動手實踐能力得到真正提升。