“计算机语言C”课程研究性教学模式的探索

王荇，徐煜明，陈舜青，李曙英

(常州工学院计算机信息工程学院，江苏常州213002)



“计算机语言C”课程研究性教学模式的探索

王荇，徐煜明，陈舜青，李曙英

(常州工学院计算机信息工程学院，江苏常州213002)

摘要：研究性教学模式是近年来教学改革研究的热点，研究性教学不仅有助于深入理解与掌握知识技能，更有利于形成与发展创新思维与创新能力。结合近年的改革实践，探讨了研究性课堂和翻转课堂混合型教学模式在“计算机语言C”课程中的实践情况，对于研究性教学改革具有一定的参考价值。

关键词：研究性教学；翻转课堂；教学反馈；教学设计

0前言

2015年1月，教育部颁发了《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》，要求积极推动研究性教学、提高大学生的创新能力[1]。C 语言在计算机科学中有着非常重要的地位，它不仅是其它众多现代编程语言的基础，也是业界应用最多、最为广泛的语言之一，在信息化教学环境中，C语言的教学目的重点不仅是C语言语法本身，更在于培养学生利用计算机这个工具为人类服务的工程实践能力。作为全校理工科学生刚进入高校的必修课，本课程对培养学生思维能力和实践能力具有非常重要的作用[2]。

本文研究的主题就是改变现行的计算机语言课程教学模式，改革知识传授的方式，帮助学生学习和领悟研究的方法与思路，使学生的知识学习在一种深层次的理解、高水平的思维下完成，进一步培养学生的创造能力、创新意识。

本课程研究性教学的研究过程中，借鉴了多个理论研究：①ARCS模型。1987年由美国佛罗里达大学的约翰·M·科勒(John M Keller)教授提出的一个激发与维持学生学习动机的模型[3]。②学习金字塔。美国缅因州的国家训练实验室研究成果，它用数字形式形象显示了采用不同的学习方式，学习者在两周以后还能记住内容(平均学习保持率)的多少[4]。③戴尔经验之塔。美国视听教育家戴尔1946年在《视听教学法》中提出，教育教学应从具体经验下手，逐步升到抽象，有效的学习之路应该充满具体经验。

1课程设计方案

1.1课程的教学现状及存在的问题

1)学生不重视本课程。作为公共课，非计算机专业的学生对本门课程不重视，很多学生不完成作业或抄袭作业。由于教学条件的限制，坐在教室后面的学生看不清投影仪，索性就不认真听课。

2)课时少而考核要求高。本课程课时太少，而课程考核要求高，往年本门课的教学总是在教师赶进度的状况下完成。由于不做作业的学生不在少数，教师在课堂上既要把教学内容讲完后，又要再把课后习题全部讲解清楚，上课师生互动时间非常少。

3)学生自学能力较弱。学生在接受了多年灌输式教育后，思维能力、分析问题能力越来越弱，不愿意或者不会去主动分析思考问题，更不会与同学合作学习。学生在学习过程中太依赖教师，缺乏主动性。大学教师需要改变目前学生自主学习能力差的局面。

1.2总体设计方案

针对以上3个问题，本课程的研究性教学改革决定以传统课堂教学和翻转课堂相结合的模式进行，全方位地引入研究性教学理念。

首先，课堂上，以动画、视频、学生实践等形式描述C语言中各种抽象算法，让学生体会将抽象问题形象化的方法，课堂中更多地引导学生在观察动画同时抓住关键要素，帮助学生掌握分析问题写出程序的方法和步骤，即重方法轻算法。

其次，课后围绕课堂所讲授内容重点布置作业让学生完成，在让学生对所学的方法能及时运用。

最后，实践课上，围绕核心问题进行讨论，观察学生对学习方法的掌握情况，并及时加以巩固。

2研究性课堂教学设计

2.1第一堂课的设计

教师是知识的传授者，这个思想已经不适合目前教育现状了。把教学内容深入浅出地传授给学生已远远不够，教师要教授给学生的是学习方法而不仅仅是学习内容，要让学生提高的是学习能力而不是成绩，这个理念必须贯穿于整个教学设计中。而第一堂课，对于师生来说都很重要，要让学生在第一堂课就信任教师，重视这门课。

教学开始，首先设计了1款游戏，让学生分组合作完成1道数学题，让他们体会合作的乐趣，而教师只需要用1 min就可以用C语言完成此题，让学生感受编程的奇妙。其次，再调试几个能解决实际问题的C程序，让学生感受编程源于生活、用于生活。再次，设计是在PPT中用问题形式让学生了解这门课，并了解这门课的重要性。从次，向学生介绍学习金字塔和戴尔经验之塔等一些学习理念，不仅让学生了解主动学习的重要性，还要让学生去感悟更深层次的学习方法，将来研究性课堂和翻转课堂的课程设计受经验之塔的影响比较大，如果学生的学习方法和教师的课程设计理念步调相一致，将来师生的合作将会更协调。最后，学生可以根据本次课的合作情况和将来的教学要求重新进行分组，以后的视频作业、课堂讨论都要按组进行。

2.2研究性课堂教学设计

教学任务中C语言共有7个章节，其中第3章3种基本结构、第4章数组、第5章函数大部分内容用翻转式课堂教学法，其余内容在传统的课堂教学中引入研究性教学模式。课程的讲授过程中，教师需要由浅入深地设计多个问题，涉及基本概念到如何辨析问题、理清思路、选择方法和综合应用。

C语言的核心是算法，算法的教学设计中要注意培养学生观察问题分析问题的能力，引导学生找出解决问题的关键，帮助学生掌握写程序的技巧。例如，C语言的冒泡排序，整个教学步骤是如下设计的：①先让6个高矮不等的学生随机排成1队，进行冒泡排序的第1趟排序，最高的学生排到最后去了，学生对冒泡排序有了个形象的认识。②提出2个关键问题，6个人按由矮到高的顺序排好需要排序几趟，每趟排序多少次，学生可以先猜测一下。③让学生看1个完整的冒泡排序的flash动画，对刚才提出的问题进行验证。④这2个问题的答案就是双重循环的循环条件，根据2个关键问题的答案引导学生一步步写出程序。

课件中很多知识点后直接与课后习题挂钩，这有益于学生围绕同一主题进行探索，而课后习题学生可以直接在计算机基础教学部自主开发的软件——C语言一体化教学平台(见图1)上完成，很方便。

图1　自行研发的C语言一体化教学平台

2.3研究性课堂如何选择课堂问题

课堂提问对研究性课堂尤其重要，研究性课堂中所需要的问题，并非以数量取胜，而是以能否达成引导学生分析、整合应用知识这类目标为判断标准。

为了达到这些要求，本人经常借用“四问题结构”这种结构化问题形式，详述如下：①第1个问题。指出你的一个重要的概念、研究发现、理论或想法。这个问题需要学生提出重要的观点，考察的是学生分析内容的能力。②第2个问题。谈一谈为什么你认为这个研究发现理论或想法重要?这个问题要求学生进行反思，进行批判性思考。③第3个问题。试着将你从这个活动中所学应用到生活中的某些方面，用案例说明。这个问题提高学生对知识的实际应用能力。④第4个问题。你遇到了什么问题，你还想知道些什么？这一步是为了提高学生质疑的能力。比如冒泡排序学完后，针对冒泡排序依次提了4个问题：写这个程序的关键方法在哪里？为什么？举个例子说明冒泡排序可以用在生活中的哪些环节？你有没有看到过冒泡排序还有其他写法？

2.4研究性课堂的教学活动

研究性课堂的主要特点之一就是教学活动丰富，本人经常用到基于新西兰奥克兰大学约翰哈蒂教授研究的有效的教学活动，即根据学习结果来看哪些因素对学生学习有积极影响。约翰哈蒂教授的研究基于超过800个元的分析数据，超过5万篇研究，研究样本涉及的数据超过2千4百万个学生。本人采纳了其中影响因子排在前10位的一些有益活动。

1)学生期望。学生是最能准确预估自己的表现，学生的表现一旦超出自我的期待，将会对自己的学习能力信心大增。比如，在理论测试前，让学生先写出自己的目标成绩，以此用来激励学生表现得更好。

2)干预反应。在学习过程中观察学生行为，有些学生学习节奏会比其他人慢一些，有些学生因为情绪或其他原因会发生些状况，这时教师要进行干预，进行一对一的讨论或课后的辅导。

3)课堂讨论。设计一系列讨论问题，分配足够时间使讨论能充分细致，学生可以自由表达自己的意见。

4)对学习能力一般的学生进行全面的辅导。为他们专门组织一些学习材料，介绍学习工具和学习方法。对学生进行基于学习方法上的锻炼，其作用是比较大的。

5)反馈。反馈应是总结—回应—引导。要经常问学生，多从学生那里获取反馈，创建欢迎学生出错的课堂氛围。对于学生的表现，也经常给予反馈，这个反馈不是总说不错、很好，而是告诉学生哪些方面有进步，哪些地方存在问题。

3翻转课堂设计

3.1翻转课堂介绍

“翻转课堂”是对传统的“课上讲授、课下作业”教学模式的翻转，它通过借助现代教育技术手段预先录制授课视频来取代传统的课堂知识讲授，并在网络上进行共享，要求学生课前自主观看学习，然后利用课堂时间集中解决学生在观看视频时所产生的困惑和疑问，实现知识内化[5]。课堂则变成师生互动的场所，用于解答疑惑、协作探究、汇报讨论等活动。张金磊等[6]根据翻转课堂的内涵以及建构主义学习理论、系统化教学设计理论，在Talbert的翻转课堂结构模型基础上，构建出如图2所示的翻转课堂教学模型。

图2　翻转课堂教学模型

3.2翻转式课堂课前任务单设计

在设计视频前，要设计难度适中的选择题、程序设计题或其他任务让学生在看完视频后讨论完成，强调让学生讨论是因为经过讨论和阐述会让学生更牢固地掌握知识点。

作业的布置要经过周密的分析和设计，所以每次课程都要根据教学目标的深浅、层次和结构设计“课前任务单”，任务单的设计还需注意充分考虑学生的情况，能激发学生的学习兴趣，要有一定难度，并允许学生犯错，学习本身就是犯错纠错的过程，要重视的是学习的过程，而不是结果。

最关键的是想办法让学生课前完成任务单，本人用了以下几个方法：①在用学生课前作业作为案例在课堂讲解，学生看到自己的作业被以这样有意义的方式使用，会更加愿意配合教学。②计入课程成绩，占到30%，代替考勤分，在评分量规上体现努力程度比做对题更重要。③提供学生遇到困难的求助平台，学生遇到问题时候可以在网上问老师和同学。

3.3翻转式课堂视频制作

本人选择Camtasia Studio软件录制视频，视频的制作注意点很多。首先，画面要能引起学生的注意，本人制作了大量flash动画或PPT动画来描述算法，很受学生欢迎。更重要的是视频的内容要利于学生理解，并能引导学生主动思考分析。本人参考了ARCS模型理论，课件上的例题或知识点讲述的方法尽量和学生学过的知识或生活中的应用相联系，让学生觉得程序设计不是那么抽象。另外，本人在视频中注意和学生交流，让学生感觉老师就在身边，提出问题的也能激发学生进一步的学习动机。最后，及时收集整理学生观看视频的反馈意见，学生没有搞明白的知识点更需要及时在课堂学习中强调。

3.4翻转式课堂的课堂设计

3.4.1翻转式课堂步骤

课前要了解学生自学情况，制作好“课堂活动设计单”，保证课堂环节环环相扣。

课堂教学大概分4步：①检测自主学习成效。检测的目标是为了让学生体验自主学习的成就感，所以检测题的难度不能超过任务单上给出的任务。②进阶作业。进阶作业要有一定的梯度性，要能发挥学生的潜能。③协作探究。进阶作业或实验中学生会有困惑，这些疑难问题需要学生通过协作的方式去解决。这里可以采用同伴教学法、项目驱动法。学生需要学会观察事物的现象，分析问题，分析自己所收集的数据，找到解决问题答案。这个阶段教师不要直接答疑，而是提供给学生解决问题的支架，引导学生一步步走向解决问题的方法。④展示。第3阶段学生协作探究的结果如何，需要在这一阶段每组派代表展示。展示不是学生简单地将结果拿出来，而是要包括解题过程或解题要点的质疑、阐释，根据学习金字塔，主动学习中的“教授他人”方法学习内容保存率是最高的。特别要注意的是整个过程中教师需尽量少讲，而是引导学生去讲去讨论。当然，这4步不是固定不变的，而是相辅相成的。

3.4.2翻转式课堂如何组织课堂小组活动

组织学生开展小组活动是教学中重要的策略，设计与实施良好的教学活动能够调动学生的兴趣，从而更有效地掌握知识和技能。

为了保证小组活动能按预期的轨道正常进行，每次课堂小组活动都必须充分准备，包括设计好课堂活动任务，明确活动预期，制定活动规则，规划好活动时间，提供学生活动所需的材料以确保学生在活动过程中获得充分的支持等。小组活动展开后，课堂不再是枯燥无味地听讲解，而是讨论、争辩。研究性课堂教学活动也可以用于翻转课堂中，丰富的教学活动会让学生变得活跃而投入。

4结语

研究性教学，无论翻转课堂还是传统课堂，其基本过程都是围绕问题情境的教学交互过程[7]。本课题的改革理念和实施措施不仅使学生的知识比过去更加扎实，学习兴趣和实践能力都得到了明显提高，而且对于专业创新人才培养、落实高等学校本科教学质量与教改工程有着重要的推广应用价值。在今后的工作中，将根据反馈意见不断改进教学思路，设计并完善适合学校实际情况的研究性课堂模型与翻转课堂模型，以期通过具体的实践为大学计算机公共语言课程的教学改革寻找新的途径和突破口。

[参考文献]

[1]刘新奇.大班额研究性教学：支撑条件、有效模式与教师角色[J].高教探索,2014,12(4):112-115.

[2]邓磊,姜学锋,刘君瑞.实施专业融合,提升理工科学生的计算思维能力[J].工业和信息化教育,2013(6):37-41.

[3]崔美玉.ARCS学习动机模型在课堂教学中的运用[J].延边教育学院学报,2007(5):45-49.

[4]姜艳玲,徐彤.学习成效金字塔理念在翻转课堂中的应用与实践[J].中国电化教育,2014,12(4):133-137.

[5]齐军.美国“翻转课堂”的兴起、发展、模块设计及对我国的启示[J].比较教育研究,2015(1):21-27.

[6]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012,30(4):46-51.

[7]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013(1):58-64.

责任编辑：周泽民

Exploration of the Research Teaching Mode for ″Computer Language C″ Course

WANG Xing，XU Yuming，CHEN Shunqing，LI Shuying

(School of Computer Information & Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002)

Abstract：Research teaching mode is a hot interest among the teaching reform researches in recent years.Research teaching can not only help understand and master knowledge and skills but also help in the formation and development of innovative thinking and innovation ability.This paper,combining with the reform practice and exploration in recent years,discusses the practice of the mixed teaching mode of research classroom and flipped classroom in the course of computer language C,which is of reference to research teaching-oriented reform.

Key words：research teaching;flipped classroom;teaching feedback;teaching design

中图分类号：G420

文献标志码：B

文章编号：1671- 0436(2016)01- 0085- 05

作者简介：王荇(1978—)，女，硕士，讲师。

基金项目：江苏省高等教育教改研究立项课题(2013JSJG049);常州工学院教学改革研究课题(A3-4403-4-005)；常州工学院委托课题(A3-4404-14-011)

收稿日期：2015- 06-29

doi:10.3969/j.issn.1671-0436.2016.01.019