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《C语言程序设计》课程“三位一体式”教学模式研究

时间:2022-03-02 00:26:25 浏览次数:

zoޛ)j馐^ۿ4m5M8mOm5m6m6PBB.<mz桭报告+期末成绩”为主。这种评价策略可以激励学生进课堂,但不能保证学生听课;可以督促学生写实验报告,但无法保证学生切实独立完成了实验内容。因此,这种评价策略难以对实验效果作出客观公正的评价,不利于调动学生的学习积极性。

2以学生为中心的“三位一体式”教学模式

针对C语言程序设计课程的教学特点及现状,综合运用现代教育技术手段,实施了以学生为中心的“三位一体式”教学模式改革。

2.1“三位一体式”教学模式

所谓“三位一体式”教学模式中的三位分别指:课堂教学、实验教学和网络教学;一体是指:以学生为中心,以培养学生的自主学习能力为导向。 “三位一体式”教学模式是指从课堂教学、实验教学、网络教学3个方面入手重新进行教学设计,着重体现学生的主体地位,积极发挥教师的主导作用。“三位一体式”教学模式如图1所示。“三位一体式”教学模式是基于建构主义学习理论提出的。建构主义学习理论认为,学习过程不是学习者被动地接受知识,而是积极地建构知识的过程。在教学活动中,学生具有主体地位,教师是教学过程的组织者、指导者和促进者,而不是知识的传授者与灌输者。在强调学生主体地位的同时,教师作为学生构建知识的帮助者和促进者,应积极发挥主导作用。在建构主义学习理论的指导下,教师的主导作用主要体现在以下方面:激发学生的学习兴趣、增强学生的学习动机、创设学习情境、注重协作学习和自主学习、提供丰富的学习资源等。

2.2“三位一体式”之课堂教学

在课堂教学方面,改变传统以“讲语法-举例子”为主的授课方式,实施以“案例驱动、讲练结合、翻转课堂”相融合的课堂教学模式。

2.2.1案例驱动

案例驱动教学法,又称为抛锚式教学,是基于建构主义理论的典型教学方法之一,也是在“三位一体式”教学模式中运用最为广泛的课堂教学方法[3]。 为了有效开展案例驱动教学,首先需要对课程中所有知识点进行梳理,选择典型案例,总结常用的调试方法。最终梳理出61个知识点,选定35个典型案例,总结出7种常用的调试方法,构建了如图2所示的“案例-知识点”模型图。模型图在构建过程中遵循“一条主线,两个重点”的原则,一条主线即以典型案例为主线,两个重点即教学知识点和调试能力的培养。 在案例集的选择上,应着重考虑以下几个方面:①每个案例应包含若干个新知识点,但新知识点的个数不应过多,一般以1~3个为宜;②对于复杂案例,采取难点分解、逐次递进的设计策略,即将复杂案例拆分为多个小案例,通过对多个小案例的分析和综合,进而实现对复杂问题的解决;③对于教学重点和难点内容,应在多个案例中得以体现,以便于学生对知识的强化记忆;④整个案例集合应尽可能覆盖绝大多数的教学知识点;⑤考虑适合该案例的调试方法和调试手段,并在教学过程中进行演示和训练,以加强对学生调试能力的培养。

下面以“一维数组”为例,介绍以案例驱动的教学开展过程。①导入案例。利用已学知识,如何编程解决如下问题:输入100个学生成绩,统计高于平均分的学生人数;②学生对案例进行分析,然后上机动手验证,并对解决方案进行评价;③教师对学生的解决方案进行总结,该问题一般有两种解决办法:一是定义100个变量保存成绩,但无法利用循环结构进行输入和比较操作;二是定义一个变量,通过循环语句进行输入和比较,但数据需要输入两遍;④教师针对解决方案的弊端,引出数组的概念,以及一维数组的定义和引用方法;⑤学生利用数组知识对案例进行重新改写;⑥针对在调试运行过程中需要反复输入大量数据的问题,引导学生思考解决办法,目标是使学生掌握利用“缩小问题规模”和“初始化”等手段進行调试的方法。

2.2.2讲练结合 C语言程序设计是一门实践性很强的课程,由于教学环境的限制,传统的课堂教学一般在普通教室进行,学生无法在计算机上实现边学边练。随着信息化的不断推进,高校基本上都具备了在机房授课的教学环境,对于C语言程序设计课程,选择机房授课是一种可行的尝试。但是在机房授课,有利有弊。好处是可以实现讲练结合,利于学生对知识的理解和内化。弊端是学生的编程水平差异较大,操作速度有快有慢,如果控制不好不仅会降低学生的实践体验效果,也会影响教学进度。 通过教学实践,笔者认为在机房授课要达到较好的教学效果,需要做到以下几点:①机房授课的必要条件是机房需安装类似“红蜘蛛”的屏幕控制软件,教师具有控制和管理课堂的主动权;②调整授课教案,增加学生练习环节;③练习题目应重基础,不宜过难,应以模仿和修改为主,保证大部分学生能够完成基本任务;④注重个性化差异,可布置拓展问题,使编程能力较强的学生在完成基本任务后可以做拓展练习;⑤班容量不宜过大,最好控制在60人以内。

2.2.3翻转课堂 移动互联网的兴起和迅速发展,催生了“翻转课堂”这一新兴的教学模式。与传统“教师课堂讲课,学生课后做作业”的教学模式不同,“翻转课堂”是指学生课前通过互联网自主地进行在线学习,而课堂变成了教师与学生之间以及学生与学生之间互动的场所,包括答疑解惑、知识的运用等,从而达到更好的教学效果。“在线学习+翻转课堂”教学模式有利于学生的自主学习和个性化学习,并且对于课程“内容多、学时少”的矛盾提供了有效的解决途径。

“翻转课堂”虽然将学习的主动权给了学生,但是国内学生普遍具有不擅于提问和主动性不强的特点,这将直接影响翻转课堂的效果。为了有效实施“翻转课堂”,应注重几个环节:①提前准备教学视频,可以自己录制,也可以选择MOOC课程中的相关教学视频;②提前一周左右向学生布置自学内容,自学内容应以基础为主,不宜太难;③课前对学生的自学效果进行检验和评价;④设计典型问题,供学生课堂讨论和练习,教师进行指导、答疑和总结。本学期针对“选择结构程序设计”尝试了“翻转课堂”教学模式,教学效果良好。

2.3“三位一体式”之实验教学

在实验教学方面,突破传统上只能在机房上机的局限,改变过去以实验报告为主要评价依据的做法,实施了以“内容分层、环境开放、积极评价”为特色的实验教学模式。 内容分层是指将实验内容分为基础实验、拓展实验和创新实验3个层次[4]。基础实验要求每个学生都必须完成;拓展实验供学有余力的学生练习;创新实验一般综合性较强,供那些对程序设计非常感兴趣的学生钻研和思考。实验内容的分层设计,有利于兼顾不同层次的学生,实现因材施教。 环境开放是指为学生提供开放的线上线下实验环境。开放的线上实验环境是指通过网络教学平台布置和提交实验任务,学生可以随时随地进行实验练习。通过在线评测机制,学生可以即时看到提交的程序是否正确并及时修改。开放的线下实验环境是指,机房全天候为学生免费开放,使得那些没有计算机的学生也可以随时进行上机练习,有效解决了实验课学时不足的矛盾,为提高学生的动手实验能力提供了环境保障。 积极评价是指对学生的实验效果进行积极、客观、公正、有效的评价。实验成绩是学生课程综合成绩的重要组成部分,积极有效的评价机制有利于端正学生的实验态度,提高实验效果。为了对学生的实验效果作出积极评价,主要采取了以下措施:①固定座位,这是一件一劳永逸的工作,可以有效避免学生迟到、早退、实验不认真等现象;②利用网络教学平台提前布置实验内容供学生预习,但限制提交的时间段为实验课内,并允许学生延迟提交。这样做的目的是鼓励学生提前预习,在实验课上主要进行程序的调试和答疑,从而提高实验效率;教师通过网络实验平台,可以监控学生的实验完成情况,有利于对实验效果给出客观公正的评价;③向学生展示每次实验成绩的排行榜,形成积极的学习氛围。

2.4“三位一体式”之网络教学

伴随信息技术的普及和发展,网络教学模式逐渐兴起,其优点是突破了传统面授教学的时空限制,便于学生随时随地开展碎片化学习,增加了教师与学生之间以及学生与学生之间的交流渠道,成为课堂教学和实验教学的有益补充[5]。 为了有效开展网络教学,本文搭建了基于Moodle的多功能网络教学平台。该平台集成了多种功能模块:①在线教学资源,包括電子书、PPT课件、微视频等;②作业管理,该平台能够对在线编程作业进行自动评分,对学生的作业完成情况给予即时反馈,便于学生及时查错和修改;③实验管理,利用该平台可以实现实验内容布置、实验提交时间设置、实验结果自动评判等,与线下实验课堂相融合,有利于提高实验效率;④讨论区,讨论区为教师和学生以及学生和学生之间提供了在线交流渠道,通过发布讨论题目,可以开展学习反思和互助学习;⑤题库练习系统和在线考试系统,该平台集成了哈尔滨贯中信息技术开发有限公司负责开发的题库练习系统和在线考试系统, 为学生提供2 000多道在线练习题目,并可以实现在线考试,通过在线练习统计排行功能,有利于激发学生的学习兴趣;⑥C语言基本技能竞赛平台,利用该网络教学平台,每年组织一次C语言基本技能竞赛,目前已经组织了7届,竞赛的开展对激发学生的学习热情、挑战自我具有很大的促进作用;⑦MOOC课程链接,该平台集成了“中国大学MOOC”网站的链接,为学生访问大量相关优质在线课程提供了方便。

3结语

开展以教育信息化发展为背景、以建构主义学习理论为指导、以学生的自我成长为出发点和落脚点的“三位一体式”课程改革,从课堂教学、实验教学和网络教学3个方面提出了改革思路并进行了实践。实践表明,这些改革方案有利于增强学生的自主学习意识,掌握科学的学习方法,培养良好的学习习惯,促进逻辑思维能力和问题求解能力的提升。对于一些非硬性任务,如布置的思考题、自学任务等,学生的完成率还有待提高,影响了混合课堂实施效果。接下来将继续探索新的教学模式和管理策略,以进一步提高学生的自主学习能力。

参考文献:

[1]毛嘉莉,刘敏,董文,等.大数据时代软件人才培养新模式[J].计算机教育,2016(5):3640.

[2]吕俊,陆淑娟.以计算思维培养为导向的《C语言程序设计》课程教学改革[J].软件导刊,2016(8):213215.

[3]于晓燕.任务驱动法在C语言教学中的应用[J].山东工会论坛,2015(2):136137.

[4]金一,王移芝,刘君亮.基于混合式学习的分层教学模式研究[J].现代教育技术,2013(1):3740.

[5]何宏,王宁.自主学习型《C 语言程序设计》微课程网络平台建设与研究[J].科教导刊,2016(3):3637.

责任编辑:孙娟)

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