C程序设计教学中的大小翻转

吕俊，陆淑娟

（南京工业大学计算机科学与技术学院，南京 210009）

C程序设计教学中的大小翻转

吕俊，陆淑娟

（南京工业大学计算机科学与技术学院，南京 210009）

翻转课堂作为一种新的教学模式，为程序设计类课程提供一种新的教学思路，体现教师主导、学生主体的教学理念。在C程序设计课程中，通过大、小两种翻转形式的设计及相应的措施保障，活跃课堂氛围，提升学生的学习自主性，培养团队协作精神和创新精神。

翻转课堂；程序设计基础；教学模式

0 引言

C语言程序设计是高校理工类专业中的一门重要的计算机基础课程，是建立学生计算思维的基础和平台。传统的C语言教学以着重讲解语法规则为线索，以灌输为特征，应用性不强，导致学生以被动接受为主，缺乏独立思考和互动探究的机会，虽然学习了大量的语法但无法自发去解决学习和生活中的实际问题，无法达到开设课程的主要目的。另外，由于我国的计算机教育普及不均衡，学生在入校时水平相差很大。经济发达地区的学生在入校前已经具备了计算机的基本应用能力和程序设计的基础知识，而在一些经济欠发达地区，很多学生对计算机的使用仅限于上网和聊天，缺乏基本的信息素养。

翻转课堂是一种新兴的教学模式，其核心价值在于能有效支持和帮助学生进行自主和个性化学习，将传统教学中的“以教为中心”转变为“以学为中心”的模式，尽可能激发学生的学习热情和兴趣，是现在广为倡导的学习新模式[1-3]。程序设计课程因其内容注重于应用实践，非常适合使用这种模式进行教学。互联网中众多在线课程资源——MOOC也成为实现这种教学模式提供了丰富的课前学习资料[4]，它通过基于知识点的短视频实现“碎片式”的学习，便于资源的高效整合和利用，有助于保持学习者的注意力和提高学习效率，并可以反复观看。但是由于学生从小接受的传统教学模式，如果直接过渡到“以学为中心”的教学模式，忽视了教师的主导作用和学生的自我约束能力，教学内容也难以在实践中得到有效的执行。因此在完全贯彻和实行翻转课堂这种新的教学模式之前，需要有效的过渡，从“以教为中心”的模式逐步转化为“以教和学并重”的教学模式，在此基础上最终实现“以学为中心”的学习模式。在C语言教学中采用大小两种翻转形式可以逐步引导学生由被动学习转向主动学习，建立计算思维，并培养互动探究的意识和创新精神。

1 C程序设计中的大翻转

传统的C程序设计教学一般在课程结束后会有相应的课程设计，完成一个综合程序设计，实践课程中所教授的C语言语法。这种方式可以起到综合运用所学语法并复习巩固的作用，但是因为这种课程设计一般都临近期末，学生的各项考试纷拥而至，真正能花在程序设计上的时间并不是很多，而且C程序课程已经结束，教师无法监控在程序设计中的问题，大多数人也是随便写个程序草草应付，课程设计失去了效果和存在的意义。

为了改变这种现状，在课程开始时就将程序设计的任务布置下去，由学生根据自己的兴趣和所长自选题目，这样可以在授课之初就明确学习C语言的主要目的，并带着问题有针对性的学习，由学生主动自觉地进行预习和拓展。这样不仅使教师在正常的课堂教学中不再像以往那样着重于语法知识的灌输，还可以在此基础上对算法进行扩展、分析及改进展开讨论，让学生自己体会到程序设计的巧妙，并逐步完善和完成期初布置的课程设计。课程设计鼓励学生自己组建小组完成，小组人数不宜过多，一般规定小组成员不超过3人，并设组长一名，负责课程设计的分工和汇报每周设计的进度，尽量避免一人包揽，其他人不闻不问的现象发生。课程设计任务的截止提交时间一般在课程所有教学内容结束之后，就每个小组的设计开展一次公开答辩，小组成员自己要向全班同学介绍自己设计的项目设计思路和功能，并由班级同学针对设计进行提问和讨论，设计小组根据讨论的结果要对系统进行修改，并于规定的截止时间之前提交最后的版本，好的系统设计可以推荐参加各类计算机程序设计大赛。

2 C语言程序设计中的小翻转

课程设计大翻转的基础上，学生明确了学习的目标和任务，那么在此基础上针对每节课的内容进行小翻转就要逐步培养学生的自学能力和探究能力。基于MOOC平台虽然有许多优秀的课程资源，但由于MOOC本身的特点，这些资源在录制视频时被切分成了许多小的知识点，在一定程序度上淡化了知识之间的内在联系。而且在实际的教学过程中，MOOC的教学组织与授课教师的教学思路可能并不一致，因此在利用MOOC现有资源的基础上，还可以由教师根据自己的教学思路设计SPOC（Small Private Online Course,小规模限制性在线课程），由授课教师来组织这些资源并强化知识的内部联系。SPOC的教学可以围绕以下几个方面来组织：

（1）围绕需求引出数据结构

在C语言中每一种语法结构都有其出现的必然因素，以往的课堂教学或者MOOC上的资源很多都是直接进行介绍这种语法结构，学生学得盲目，学完之后在实际中不知道加以应用。通过SPOC，教师可以在介绍这种结构之前，将产生这种结构的原因进行详细的阐述，做到在后面的课程教学中使学生知其然并知其所以然，更重要的是从更深层次理解这种结构的特点，做到学以致用。

（2）围绕概念构建联系

思维导图（Mind Map）是用图表组织和呈现思维活动或知识的工具，是使用者对信息表征工具，如词语、图片、图形等进行组合运用，并呈现概念之间的关系和思维顺序关系，从而实现概念的可视化呈现[5]。使用思维导图能够对学习者在学习目标、资源利用和任务完成上起到指引和促进的作用。在SPOC中引入思维导图可以将概念之间的连接重新建立起来，构建整个知识点的联系图，使学生理清知识点之间的内在联系，实现课前的高效利用在线课程资源和其他资源进行自主学习，为提高编程实践能力打下良好的基础。

（3）围绕实践进行拓展

学生在学习时因为不知道自己所学的东西可以干什么，所以学习积极性不高，如果学习之初就明确了可以解决哪些问题，并结合程序设计课的大翻转设计中的问题，那么他在学习时就会更加关注和深入的学习，并应用到自己的设计实践之中。

SPOC视频不宜过长，一般控制置在10分钟以内。一般为了便于学生随时随地和多次观看，可以放在由学生组建的C程序学习的QQ群中。有了MOOC视频和SPOC视频，那么课堂教学就可以更加高效组织学生进行知识的内化，以小组为单位开展程序结构的讨论、算法的分析及改进，一方面提高了语言应用能力，另一方面也促进了学生的学习积极性。

3 教学保障

有了好的教学设计，如果没有有力的实施保障，整个教学的效果可能还达不到传统教学模式下的效果。学生在前面十多年的学习中已经习惯了课堂教学以“教为中心”的模式，沉浸在传统的教一步学一步的模式之中，对于课前观看教学视频仅仅是浏览而已，甚至有不少人都不看，认为教师课堂上还是会讲的，等着被动接受。如果这样，就会导致课堂教学更难加以组织。因此仅仅依靠视频是远远不够的，还要利用视频中的内容设计问题，不能过于简单，使学生一看就会，也不能太难，超出了初学者能力解决的范围。一般设计的问题可以采用递进方式，提问采用“知道-理解-应用”的模式，分为必做和选做两个层次，设计难度逐步加深的形式组织子问题。不同的学生可以根据自己的基础尝试着解决更多的子问题。例如在讲到数组的这章内容时，通过观看预习视频，可以设计以下子问题：存储居民一年中每个月的用电量-正向逆向输出每个月的用电量-找出一年中用电量最多的月份-按用电量大小进行排序等逐步深入的问题来引导学生进行思考，在这四个问题中，存储居民一年中每个月的用电量属于“知道”层次，正向逆向输出每个月的用电量属于“理解”层次，剩余的两个问题就属于“应用”层次。所有学生必须完成“知道”和“理解”层次的问题，一般学生可以尝试解决“应用”层次的第一个小问题，基础较好的学生可以尝试解决“应用”层次的第二个问题。

采用翻转教学后，课程内容进度加快，如果学生不能跟上教学内容，将导致后面的教学完全无法实施，因此考核的方式如果仍然只采用传统的期末考核而忽视了平时的过程性考核，不利于学生的持续稳定的学习。过程性考核可以采用随堂测的模式，对于前面学习的知识及时的加以复习和总结，在课堂上可以在给定的时间内要学生完成某个问题的分析、构建程序，并当堂随机抽出批改，即时分析在设计过程中出现的问题和改进，对于促使学生的复习和知识应用能力也有着良好的效果。一般来说，过程性考核所占学期的总评不应低于40%，这样才能引起学生对过程学习的重视。

因为学生的自学过程在课堂之外，为了及时解决在学习过程中遇到的问题，可以组建QQ或者微信群，建立专题讨论区。学生可以在任何时间、地点对所学的内容或者感到疑惑的问题进行提问，并根据群的参与度和活跃度在期末总评时进行加分，这样学生提出的问题可以在第一时间得到同学的响应，当大家都产生争议时再由教师解答，一方面减轻了教师答疑的负担，另一方面也促进了学生间的助学效果。

4 实施效果

通过一学期的教学实践，学生普遍认为，通过视频或其他资料自学和理解，学习时间比较自由，可以反复观看视频，释放了课堂时间，编程实践过程不再毫无头绪，不知如何下手，同时增加了师生间的交流，教师更加明确了教学的效果和教学中的薄弱环节，在后面的教学中会更有针对性的进行组织。同时因为将知识概念的学习从课内转移到了课外也让学生感觉很有压力，习惯于传统教学模式的学生在自主学习存在着很多困难，往往刚开始时处于被动应付的状态，随着课程的各项保障措施的实施，逐渐适应了这种学习方式，绝大部分学生开始主动去思考解决问题的方法，并活跃在团队项目的设计之中。为了对照实施效果，选取了两个教学班进行对比，一个仍然采用传统的课堂教学模式，一个实行大小翻转教学模式，通过期末考试的答题对比实施效果。

表1 传统教学模式和翻转模式下成绩对照

通过表中对照，无论是在高分段人数还是均分上实行大小翻转教学模式的班级均有显著提高，不及格人数大大降低。从课程设计的质量来看，实行翻转教学的班级由于准备时间充裕，在课程结束后又组织了小组答辩，并针对问题进行改进，整体质量普遍得以提高。

5 结语

翻转课堂在学生学习自主性、团队协作精神、创新精神、课堂氛围以及知识的内化等方面均比传统课堂更有优势，有利于激发学生积极性，让他们更好地掌控自己的学习，并释放更多的课堂时间，进行有意义的互动。翻转课堂同时也对教师提出了更高的要求，教师要转变自己的角色，不再仅仅是知识的传授者，更要变成学习活动的促进者和设计者，通过多元化的组织形式培养学生对所学知识的理解和应用能力。

参考文献：

[1]张金磊.“翻转课堂”教学模式的关键因素探析[J].中国远程教育，2013（10）:59-64.

[2]何朝阳，欧玉芳，曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究，2014,（2）：148-151.

[3]秦炜炜.翻转学习：课堂教学改革的新范式[J].电化教育研究，2013（8）：85-90.

[4]杨红云，陈旭辉.国内外翻转课堂研究的文献计量分析[J].高教探索，2016（4）:78-85.

[5]赵国庆，陆志坚.“概念图”与“思维导图”辨析[J].中国电化教育，2004（8）：42-45.

Two Kinds of Flipped Teaching in C Programm ing Teaching

LV Jun，LU Shu-juan

（College of Computer Science and Technology,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009）

As a new teachingmode,flipped classroom provides a new teachingmethod for the courses of programming,embodies the teachingmode of teacher leading and student-centered.In the C programming teaching,through the design of two kinds of flipped teaching and the corresponding measures,actives classroom atmosphere,enhances the students'learning autonomy,cultivates team spirit and innovation spirit.

Flipped Classroom;Fundamentals of Programming;Teaching Model

1007-1423（2017）12-0018-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.12.005

吕俊（1976－），女，湖北武汉人，硕士，副教授，研究方向为智能计算、计算机教学

2017-02-06

2017-04-15

2016年南京工业大学教育教学改革研究课题立项项目（No.2016－44）

陆淑娟（1977－），女，江苏启东人，博士，副教授，研究方向为人工智能、计算机软件