智慧课堂在C语言程序设计教学中的应用

王咏梅，杨 静，宋 莉，张 敏

（1.合肥师范学院计算机学院,安徽合肥230031;2.池州学院机电工程学院,安徽池州247000;3.安徽农业大学信息与计算机学院，安徽合肥，230036）

在“互联网+”时代，随着云计算、大数据和物联网等新技术的发展及其在教育教学中的推广应用，信息技术与教学模式深度融合，教学过程的评价与反馈，教学互动与教学数据处理方式不断创新发展，从微课、MOOC到翻转课堂再到智慧课堂等，新型的教学模式被不断引入，以期提升教学效果。

微课和MOOC都是以接受型学习为主，适合作为一种教学补充，适合异地学习和假期学习等。翻转课堂则是把学习流程进行了“翻转”，它在课前完成信息传递，以帮助学生发现问题，在课堂上有针对性的进行互动，以直接指导和建议式学习模式完成知识的吸收内化。这种方式虽然比传统教学模式有了很大进步，但也难以了解学生的个体差异性，难以解决学习的被动性问题。为了启迪学生智慧，培养学生主动学习和创新学习的能力，智慧课堂应运而生。

1 C语言课程教学现状

1.1 理论教学与实践教学很难达到平衡

C语言教学需要理论教学与实践教学相互依存、相互促进。实践教学具有直观性和创造性，通过上机实践，学生可以更直观地理解和掌握编程知识。但在实际教学过程中，如果课前没有掌握较充分的理论知识，学生上机前准备不足，上机时又要动手编程，又要调试，还要自己判断语法错误，而C语言语法灵活，学生往往面对问题不知道如何下手，只能求助于老师。机房通常只有一位辅导老师，导致学生问问题时排队等待，课堂教学的效率和质量都大打折扣。如果上机前用较多课时讲解语法细节，学生又会觉得自己长时间淹没在细节中，看不到算法实现的整体思想，会感觉课程枯燥乏味。

1.2 教学内容多，学时不足

目前，各高校非计算机专业的《C语言程序设计》课时大都为64学时，其中理论课和实验课各占一半。但是对于非计算机专业学生来说，没有算法的相关知识做基础，教师要在有限的时间内把复杂、繁多的C语言的语法规则高质量地教给学生，压力较大，理论课时不足；另一方面，C语言是一门实践性很强的课程，语法的灵活应用，算法的实施都要经过上机调试验证，30多个实验学时也明显不足。

1.3 学习内容抽象，兴趣难以引发

C语言的一些基本概念，如数据类型，涉及到数据在内存中的存储形式和数值范围，比较抽象难懂，各种运算符和表达式的结合性和优先级更是琐碎枯燥。教师授课时，长时间讲解这些概念规则和例题，如果不与具体的程序实现结合起来，很难引起学习兴趣。

1.4 交互方式单一，反馈不及时

上课交流互动一般是老师提问，学生回答，因为课时有限，只能是部分学生回答问题，代表不了大多数同学的问题，交流方式单一。下课时布置作业，下堂课提交作业，老师批改，下下堂课学生才能看到老师的意见，学生作业出现的问题也要等下下堂课才能讲解，延时较长，并且因为课时原因，任课老师一般都会选择共性问题讲解，而个性问题常会被忽略。这种单一的交流和延时的反馈导致学习效率低下。

2 C语言智慧课堂教学模式建构

2.1 智慧课堂的教学流程

表1 传统课堂和智慧课堂教学流程比较分析表

智慧课堂的课堂流程和结构与传统课堂不同。传统的C语言教学遵循“5+4模式”，即由教师课前备课，课中讲授、提问、布置作业，课后批改作业五个步骤和学生课前预习，课中听讲、个别学生回答问题，课后完成作业四个环节形成“课前、课中、课后”课堂教学循环。这种模式导致现在的C语言教学出现瓶颈，而智慧课堂由于大数据、动态学习评价和云计算等信息技术的运用，教学流程发生了变化，理想的智慧课堂是“8+8”模式。由表1可看出教师的“教”和学生的“学”各有八个环节，师生之间的互动交流比传统教学流程更立体更多样，反馈也更加及时[1]。这种8+8模式是一种理想模型，事实上，基于信息技术云平台，智慧课堂的“教”与“学”可以相互渗透融合。现在智慧课堂还在起步阶段，做的比较有名的讯飞皆成智慧课堂平台，采用的是“三段十步”的教学模式，如图1所示。

图1 智慧课堂三段十步教学模式

2.2 C语言智慧课堂课前阶段——学情分析是核心

C语言课的传统课堂课前任务就是教师备课和学生预习，备课是针对全体学生进行，只考虑共性，对学生的学情了解主要靠经验和直观感受，所以教学目标设定具有一定盲目性。智慧课堂的课前则主要是学情分析，在学情分析的基础上进行预习测评和教学设计。教学中的数据是教学效果的最显著的指标，大数据时代，在学校内部存在着海量数据，这些数据可能来自LMS（学习管理系统）、CMS（内容管理系统）、博客、微博、学生档案库、个人主页等。最常见的数据信息如学号、姓名、性别、年龄、认知能力、性格、学习期望、爱好、特长以及文化、经济和社会生活背景等，老师可以利用这些信息基于信息技术平台建立规范的学生特征档案。而学生每次课预习测评成绩、课堂实时评测成绩、互动时长、作业成绩、知识点掌握程度分析等动态数据，可以用来建立学习档案。从学生的特征档案表中，教师可以了解到学生一些学习特征，查阅学生以往相关知识掌握情况，方便老师精准地掌握学情。参照学生特征档案和学习档案，教师决定如何安排本次课的相关内容。由于学生学习过程和学习效果以动态数据的形式保存下来，C语言教学可以更多依赖教学中的客观数据进行决策，真正做到“以学生为中心”，有的放矢地制定教学设计，以学定教。在了解了学情的基础上，老师可以有针对性地设计预习内容，根据学生的个体差异，分层次向学生推送多种学习资源，包括富媒体资源，微课资源、动画、图片等，满足学生个性化学习需要。

2.3 C语言智慧课堂课中阶段——多方互动是关键

C语言智慧课堂的课中阶段包括情景创设、探究学习、实时检测和总结提升。教师用预习测评结果及反馈的主要问题开展情景创设以导入新课，例如自加运算自减运算中，用自加号在变量前和自加号在变量后参与运算时变量的变化情况创设一个简单的flash动画以导入新课。在预习阶段出现的普遍问题，教师重点精讲或引导大家讨论，对一些个别学生出现的问题，老师用强带弱分组的形式在小组内讨论解决，老师点评。而在掌握了基础知识后，老师针对不同层次再次分组，对不同组提出不同的探究要求，要求小组讨论协同完成。此时小组成员由于处于相同层次的认知水平，目标高度一致，从而行动高度统一，由于有清晰的个体责任，协作过程中，组员以主动、积极的状态投入学习，C语言枯燥的语法和程序算法在讨论中变得生动形象。由于C语言的灵活性，一种问题可以有多种解决算法，每种算法可以应用不同的语法知识，组员在经历抉择、构想、发现中讨论出不同的算法，经归纳、总结可以得出最优算法，在讨论算法的过程中也必然讨论到相应的语法应用，这些语法知识在应用中得以灵活巩固。同时每个小组成员在评价的过程中形成自己的认识，并为任务的完成贡献出了自己最大的智慧。

在每个过程中，由于个性化教学和立体化多层互动，能及时发现每个学生的学习快慢程度，动态调整分组。任务完成后，通过信息技术平台，教师向不同组推送实时检测，平台及时反馈测评结果。老师通过结果对学生知识的掌握情况进行分析，并即时点评错因，给出正确答案。不同组对自己的探究任务进行总结，老师在大家总结的基础上进行总结提升。这个过程最关键的是互动——师生互动、生生互动等。智慧课堂使互动变得立体化、多样化、高效化、即时化。交流协作、问题探究和意义建构在互动过程中得以实现，学生的智慧在互动中得以生成和发展。

2.4 C语言智慧课堂课后阶段——个性化辅导是重点

在课后阶段。C语言智慧课堂教学不再统一布置作业，而是依据每个学生课前和课中学习情况推送个性化复习资料。例如学习能力弱一些的推送一些验证性的程序，学习能力强一些的推送一些局部独立完成的程序，能力更强的推送一些相关拓展学习的资料等并提出设计编程要求或者综合性编程要求。学生通过平台随时将作业提交给系统，系统对作业即时反馈，客观题直接给出对错，主观题由于答案不唯一，教师可以利用系统随时录制作业批改微课，推送给有相同问题的学生，进行个性化辅导。学生也可以利用云平台与老师、同学讨论交流学习感受和学习疑问，进行总结反思，并记录在学生的动态学习档案中，成为下次课的参考依据。

2.5 C语言智慧课堂的教学评价——过程性考核数据更科学

C语言教学的学习评价一般由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩三个部分组成。以往的平时成绩和实验成绩只能依靠作业、实验报告和老师的直观感受，而智慧课堂每次课前、课中和课后都记录有测评数据、学习变化情况等大量与教学评价有关的动态数据，以这些过程性数据为基础，给出的评价变得更科学、更客观真实。

2.6 C语言智慧课堂教学模式的优势

相对于传统课堂的教学模式，C语言智慧课堂有以下优点：在学情分析的基础上，分层推送教学资源，兼顾了不同学生的个体差异，学生在适合自己的学习资源中学习更有成就感，更能得到愉悦的情感体验，更易激发学生的学习热情；智慧课堂分组讨论方便易行，学生在强带弱的分组讨论中，基础好的学生知识得到了进一步的巩固，基础弱的学生得到了帮助，知识也进一步提升，提高了时间利用率，弥补了学时不足的问题；在探求分组学习、实时测评、小组总结中提高了学生主动学习和创新学习的能力，老师也可以从讨论过程中了解每个学生，完善每个学生的特征档案和学习档案；多种学习资源的实时推送平衡了理论与实践学习，例如富媒体和微视频的应用，执行过程及结果可以实时呈现，学生感觉枯燥的语法知识变“活”了，动画和图片的使用使得抽象的知识形象化，变得更容易理解，也提高了学习学习C语言的兴趣；交互方式多样立体，作业反馈及时，课后老师个性化辅导等，都大大提高了C语言课程的教学和学习效率。

3 结束语

智慧教育是教育信息化的新境界、新诉求[2]。智慧课堂是信息化聚焦于教学的产物。如何利用智慧课堂解决C语言教学中出现的问题，在教学中真正实现智慧教育，是一个不断探索的过程，需要我们在实践中不断地总结完善。