地方高校转型中的C语言课程改革研究与实践

郭鹏，张海燕

（1.石家庄学院物理与电气信息工程学院，河北石家庄050035；2.石家庄邮电职业技术学院邮政通信管理系，河北石家庄050021）

地方高校转型中的C语言课程改革研究与实践

郭鹏1，张海燕2

（1.石家庄学院物理与电气信息工程学院，河北石家庄050035；2.石家庄邮电职业技术学院邮政通信管理系，河北石家庄050021）

结合地方高校转型需求和院系特色，针对传统C语言教学中存在的若干问题，提出了一种基于半自主学习和合作学习的C语言课程改革方案，方案包括课程设置、教学内容、教学方法、科研竞赛、考核方式等.实践结果表明：课程改革后学生的学习兴趣、自学能力和工程素养得到显著提高，教学效果良好.

高校转型；课程改革；半自主学习；合作学习

0 引言

2014年以来，很多地方本科院校因地制宜地结合区域经济发展需求，开始向应用技术型大学转型，而转型的一个重要内容是人才培养模式改革，其目的是将人才培养规格导向应用型，培养高素质的工程技术人才.由于课程是教育的核心，教育的目标要通过课程来实现[1]，所以，作为地方高校转型中的实施关键，课程改革成为学者探索和研究的重点.

作为河北省首批10所应用型转型发展试点高校之一，在京津冀一体化的背景下，石家庄学院的办学定位为地方性、教学型、应用型、多科性大学，致力于适应地方经济发展的高素质应用型人才培养.在课程改革方面石家庄学院一直处于同类院校先进行列，设有“实践检验为核心的多轮验证”的教改研究机制.在该机制的督促指导下，C语言程序设计作为电类新生入学的专业第一课，其面向应用的课程教学改革成为必然.

1 C语言课程改革背景

传统C语言教学多是以教师为主体，利用讲授法进行的，教学内容枯燥，侧重于语法研究，与应用联系不紧密.鉴于C语言对电类专业的重要性，很多学者从课程设置、理论教学、实践教学、教材建设等方面提出了改革方法和建议[2-6]，但实施效果却不尽如人意.有学者引入项目式教学，希望加强实践环节，提高学生对实际问题的分析解决能力，却陷入过于强调技能的怪圈，忽略了学生的个体差异性，导致学生强弱分化，强者愈强，弱者愈弱；有学者组织学生参加科研竞赛，希望激发学生的学习兴趣，但受名额限制，大多数未参赛学生更易产生挫败感；还有学者建议学生进行自主学习，培养自学能力，却忽略了大一新生初入校园，自制力差，学习习惯难以改变的问题.因此，在综合分析多种改革方案后，笔者结合院系特点和自身教学实际，对石家庄学院“C语言程序设计”课程改革进行了认真的研究探索工作.

针对C语言教学中的常见问题和解决方案，笔者设计了一张调查问卷，对石家庄学院物电学院电气、通信、电子3个专业的学生进行了问卷调查.100张有效问卷结果显示，93%的同学认为C语言学习很重要，87%的同学感觉C语言课程未学好，81%的同学认为C语言教学有必要改革.由此可见C语言的课程改革确实迫在眉睫.

2 C语言教学常见问题分析

根据问卷调查结果，C语言教学效果欠佳的主要原因可归纳为以下4点.

1）教学内容过于片面，脱离专业实际.教师先在课堂上进行语法教学，然后利用实验让学生熟悉编程环境并对理论知识进行验证.整个教学内容缺乏专业背景，难以激发学生兴趣，且常常忽略C语言最应该强调的也是最根本的结构化编程思想和良好编程习惯的培养.学生完成课程学习后普遍缺乏实际编程能力.

2）学习方法不当.由于刚进入校园，大一新生仍习惯使用高中的方法进行大学课程的学习，更多体现的是个体的、被动的学习，欠缺自主学习和合作学习的意识及能力.在专业教师无法进行较多课外指导的情况下，学习效率普遍较低.

3）学习兴趣缺失.教育心理学研究表明，人的内在学习动机的激发很大程度上取决于兴趣[7，8].因此，学习兴趣是学生进行主动、高效学习的首要条件.调查问卷结果显示，95%的同学在初期对C语言充满兴趣，但随着课程深入，由于教学手段单一、内容无趣等原因，学生学习兴趣不断消磨，到最后87%的学生都是为了通过考试而进行被动学习，学习效率低且学后即忘.另外，C语言学习引起的兴趣缺失还可能对学生后续专业课程学习造成恶劣影响.

4）考核方式单一.传统C语言课程考核以笔试成绩为主，上机成绩为辅，考试内容侧重语法细节考核.学生为了通过考试，在繁琐的语法学习中花费了大量时间，根本无暇考虑所学知识的实际应用问题，知识到能力的转化更是无从谈起.

因此，在综合考虑学生基础、专业特色和就业需求等因素后[9]，笔者依托石家庄学院2016级电气工程及其自动化专业学生，提出并实践了在教师主导下的，以学生为主体的半自主学习和合作学习兼具的C语言课程改革方案.

3 专业特色和就业需求兼顾的C语言课程改革

与研究型大学不同，应用型大学更注重工程技术人才培养.因此，按照课程涉及的知识与能力、过程与方法、情感态度和价值观3个维度的标准，笔者从课程设置、教学内容、教学方法、科研引入、考核方式等方面对C语言课程进行了改革.

3.1 课程设置改革

区别于计算机专业更注重软件编程的特点，电气工程及其自动化专业要求学生具备更强的软硬件综合能力去分析并解决问题.因此，为了从更专业的工程技术人才培养出发，对课程设置进行了改革，将原32个理论学时加16个上机学时的“C语言程序设计”分成理论和上机两门课程.其中，理论课包括27个理论学时和9个自由学时.与之前相比，减少了5个理论学时，但增加了9个自由学时，鼓励学生在后期利用自主合作学习完成更具专业背景的学习和实践.根据学生学习情况，理论学时和自主学习的时间分配可适当微调.以2016级新生为例，由于学生学习情况良好，教学比较顺利，理论学时为26，自由学时为10.

C语言上机独立设课，上机时间从16学时（周2学时，8周）增加到18学时（周3学时，6周）.上机内容由8个固定的验证性实验变成更灵活的自选项目.学生可以选择教师提供的综合设计性实验，也可经教师审核后自拟项目.由于实验内容要求较高，上机开始时间由第3周推至第6周.为使理论和实践教学内容及进度保持一致，C语言理论和上机课程要求同一教师完成.

3.2 教学内容改革

C语言原有授课内容中，知识点多且散.教师需在较短的课堂时间内向学生灌输大量死记硬背的内容，学生学习任务重且缺乏学习动力.因此，笔者结合就业需求和专业特色对教学内容进行了较大调整.

由于近5年物电学院电气毕业生多就业于京津冀地区的电气工程师、电子工程师、程序员、通信工程师、测试工程师等岗位.因此，在链接单片机、计算机控制和运动控制课程后，将C语言授课任务分成初期、中期、后期3个阶段，每一阶段教学目标和教学内容各不相同.

在课程初期，由于学生缺乏C语言基础，教师需详细讲授算法、数据类型、运算符、控制语句等基础知识.但与之前不同，教师在讲授中不过多强调语法细节，而是结合单片机、计算机控制等方面的编程实例，以用为主，对基础知识点的实际应用进行分析和讲解，强调学生对基础知识点的现场消化吸收，如表1所示.这一阶段需配合6学时的上机，帮助学生培养编程基础，规范编程习惯.

表1 if语句在智能车竞赛中的单片机实例

在课程中期，学生具备一定C语言基础后，教师负责数组、函数、指针、位运算等重点内容的讲解，提供专业教学实例.但知识点的消化吸收由学生根据教材和实例以半自主合作学习的形式完成.同时，为帮助学生实现知识到能力的转化，剩余12学时的上机课程要求学生在这一阶段完成，实验项目由学生自拟并由教师审核确定.

课程后期对应的是9学时的自由学习.这一阶段重点培养的是学生的工程素养，要求学生在此期间完成某一项目任务，锻炼学生使用C语言进行综合设计开发的能力.项目具体内容由学生自主选择后，由教师审核确定.

通过上述教学内容改革，课程的学习内容和学习目标更加清楚、明确.教学过程也更灵活，有助于教师针对学生因材施教，教学效果明显.

3.3 教学方法改革

在学校转型过程中，以讲授法为主的传统教学法已难以满足应用型人才培养需求，因此，在教师主导下的以学生为主体的半自主学习和合作学习兼具的教学法改革成为本次课程改革的核心.

“自主学习”是指学生作为主体，当其对学习的各个方面或整个过程都能主动地做出调节和控制时所进行的学习.研究表明，自主学习在改善教学模式和学生能力培养方面有很多优势.但具体到C语言教学，必须结合学生实际对自主学习进行辩证性的分析和应用.大一新生初入大学校园，自制力普遍较差，在学习环境剧变而学习习惯不变的情况下，要求缺乏编程基础的他们对C语言进行自主学习，自己安排学习目标、学习时间和学习内容，其效果不言而喻.

因此，笔者提出了“半自主学习”的概念，即在整个教学过程中，教师始终处于主导地位，但教学主体由教师向学生分阶段过渡.其中，教师的主导作用体现在教学目标制定、阶段教学计划主导等方面.在具体教学过程中，课程初期教师处于主体地位，由教师针对新生基础薄弱的情况，制定教学目标，选择教学内容并对学生进行详细讲授，此时教学法仍以讲授法和举例教学法为主；课程中期，教师主导地位不变但学生主体地位开始突显.学习目标和学习内容仍由教师指定，但具体知识点的巩固吸收由学生课下自主完成.从这一阶段开始，要求学生利用合作交流法和自主探究法进行自主学习；课程后期，教师仅制定学习目标，学习内容、方法和时间均由学生自主安排.通过这样的半自主学习，学生可以从被动学习逐步走向主动学习，不断提高学生的学习兴趣、自学能力和自我效能感.

由于新生自学能力较弱，为提高学习效率，还在C语言教学中引入了合作学习，即教师有计划地分配学习小组，由学生为完成同一学习目标进行互助性学习.这样学生在合作学习中的思维碰撞和认知冲突能够有效激发学习兴趣，提高学习效率.与半自主学习一样，结合新生学习情况，合作学习也是分阶段进行的.初期，教师负责讲授基础知识，基本不参与学生合作学习的活动.学生通过自由结组形成学习小组（4-5人），以组内和组间讨论的形式，对教学中的重点难点进行合作交流，以提高学习效率；中期，教师开始对学生的合作学习发挥适当的监督和引导作用，既要保证学生学习质量和效率，又要防止合作学习中可能的“搭便车”行为.为避免强弱分化，学习小组由教师按照“组间同质，组内异质”的原则分配.合作学习内容包括教学内容的预复习及组内自拟任务等；后期进入自由学习阶段，教师仅对学生的合作学习进行必要的指导.学生则进入合作学习的高级阶段.学生自由结组并选出一名组织者，在通过组内讨论确定项目式学习任务后，将整个项目分解成单元模块交由各小组成员完成.在任务完成过程中，组织者要发挥组织协调能力，做好组内学习及任务安排工作，确保小组任务顺利完成.小组成员的任务模块内容和要求应具体、细化，避免出现突击学习和搭便车现象.鼓励在小组内部及小组之间进行互助互补学习.任务完成后，各小组应针对任务完成过程中所学知识、遭遇问题及解决方法进行分析总结，相互促进，共同提高.

需要强调的是，在教学过程中，半自主学习和合作学习不是分阶段独立完成而是交叉进行的.根据前面的介绍，在教学的不同阶段，半自主学习和合作学习都有出现，但每一阶段其方式、过程及作用各有不同.

3.4 贯穿整个教学环节的学生科研竞赛

氛围热烈、成绩优异的学生科研一直是石家庄学院物理与电气信息工程学院的传统和特色.依托丰硕的科研竞赛成果，全国电子设计大赛、飞思卡尔智能车大赛、挑战杯大学生竞赛等学生竞赛项目被成功融入C语言教学当中.大量竞赛编程实例在有效提高学生学习兴趣的同时，也更好地解释了相关知识点在实际中的使用情况.竞赛类实验项目也有效提高了综合性、设计性实验的比例和专业水平.此外，科研竞赛类项目任务可以更好地培养学生科研创新能力和团队协作能力.通过在C语言教学中引入科研竞赛元素，可以有效回避人数限制，让学生全员参与科研竞赛活动，激发学习兴趣，培养工程素养，更早为科研竞赛进行人才储备.另外，毕业生就业情况统计显示，有过竞赛经历的学生在考研、就业及职业发展方面优势明显.

3.5 考核方式改革

由于课程设置、教学内容和教学法变化较大，C语言的考核方式也做了相应变化.首先，为鼓励学生进行半自主合作学习，平时成绩在总成绩中的比重由30%提高到50%，即理论考核成绩为“50%期末成绩+50%平时成绩”.每个学生的平时成绩由“40%教师评价+30%组内评价+30%组间评价”构成，其中组内评价涵盖合作学习的3个阶段，由学生所在小组其他成员综合其日常表现和对小组贡献进行打分，如表2所示；组间评价单指合作学习后期，其他学习小组对学生所在小组的整体评价，如表3所示；其次，期末考试减少“i++，++i”等语法细节考核，增加对结构化编程思想和良好编程习惯的考核，重点考查学生的实际编程能力；最后，上机课考核由“50%期末成绩+50%平时成绩”构成，平时成绩为教师对学生日常上机过程的评价，期末考核由教师指定专业相关的项目式任务，要求学生在规定时间内完成，最终成绩由“50%完成度+20%完成质量+ 30%规范编程”构成.

表2 组内评价表设计

表3 组间评价表设计

4 结论

通过新的C语言课程学习，在学习兴趣、团队协作能力和科研能力显著增强后，2016级电气工程及其自动化专业学生参与科研活动的积极性、数量及在团队中发挥的作用显著提高.由此可见，基于半自主学习和合作学习的C语言教学改革在培养工程技术人才、构建就业需求和素质培养为导向的人才培养体系方面更符合地方高校实际，对其他处于转型期的工科专业课程改革具有一定的参考价值.

[1]郑琰.专访顾明远先生：课程改革说大一点就是人才培养模式的改革[J].基础教育课程，2011，（12）：6-7.

[2]于延.CDIO模式下C语言程序设计实践教学改革[J].计算机教育，2016，（2），122-126.

[3]江学焕.大学生工程实践能力培养中学科竞赛与教师科研结合的探索[J].实验技术与管理，2016，33（4）：182-185.

[4]庞维国.论学生的自主学习[J].华东师范大学学报（教育科学版），2001，20（2）：78-83.

[5]陈建国.威斯康星思想与我国地方高校转型发展[J].高等教育研究，2014，35（1）：46-53.

[6]GOOCH.TransplantingExtension，ANewLookattheWisconsinIdea[M].MadisonWisconsin：UW-ExtensionPrintingServices，1995：15.

[7]MITCHELLMG.GroupInvestigationasaCooperativeLearningStrategy，anIntegratedAnalysisoftheLiterature[J].TheAlbertaJournal ofEducationalResearch，2008，54（4）：388-395.

[8]王坦.论合作学习的基本理念[J].教育研究，2002，（2）：68-72.

[9]霍淑婷，高勇，赵颖.大学合作学习中教师参与度对学习效果的影响研究[J].开放教育研究，2010，（1）：100-106.

（责任编辑钮效鹍）

C Language Curriculum Reform in the Transformation of Local Colleges

GUO Peng1,ZHANG Hai-yan2
(1.School of Mechanical and Electronic Engineering,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei 050035,China; 2.Dept.of Postal Communication Management,Shijiazhuang Vocational College of Posts&Telecommunication,Shijiazhuang,Hebei 050021,China)

According to the transformation demand of local colleges and department characteristics,a C language curriculum reform scheme is proposed based on semi-autonomous learning and cooperative learning.The scheme includes various reform measures,such as curriculum,teaching content,teaching methods,scientific research,competition and assessment methods.The practice results show that the students’interests in learning, self-learning ability and engineering literacy have been significantly improved,and the teaching effect is good.

college transformation;curriculum reform;semi-autonomous learning;cooperative learning

G642.0

A

1673-1972（2017）03-0156-05

2017-01-04

2015年河北省科技计划（15214313）；石家庄学院教学改革研究（JGXM201521A）

郭鹏（1981-），男，河北邯郸人，讲师，主要从事C语言教学研究.