基于创新人才培养的C语言探究式学习研究

王燕 王晓娜

摘 要： C语言作为一门程序设计类课程，具有概念多、用法活和知识点难度大等特点。针对创新班教学，从教学模式、学生考核和课外延伸等各方面进行了一系列的探讨和改进，提出一种基于创新人才培养的探究式学习模式，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题能力，对学生进行科学研究基本功训练，加强实践能力和创新能力的培养。同时，在考核方式上注重形成性评价，促进学生良好学习习惯的培养，提高学习效率，促进学生全面发展。

关键词： 创新人才； C语言； 探究式学习； 形成性评价

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2018）06-84-03

Research on the inquiry learning of C language to train innovative talent

Wan Yan， Wang Xiaona

（College of Geophysics and Information Engineering， China University of Petroleum， Beijing 102249， China）

Abstract： As a programming course， C language has a lot of characteristics， such as many of concepts， flexible of usage and difficult of knowledge. Aiming at the teaching of innovation class， a series of discussion and improvement are carried out in the teaching mode， student assessment and extracurricular extension etc.， and a inquiry learning model to train the innovative talent is put forward to cultivate students' ability to analyze and solve problems by comprehensively using what they have learned， to train students' basic skills in scientific research and to strengthen the training of practical and innovative abilities. At the same time， more attention is paid to formative evaluation in the assessment， to promote the cultivation of students' good learning habits， improve learning efficiency and promote the all-round development of students.

Key words： innovative talent； C language； inquiry learning； formative assessment

0 引言

C語言程序设计是高等院校理工科本科生普遍开设的计算机程序设计类课程，很多院校都将C语言作为大学新生的第一门程序设计课程。学生普遍反映C语言概念多、用法活，知识点难度较大。针对C语言的课程特点和创新班教学具体情况，从教学模式、学生考核和课外延伸等各方面进行了一系列的探讨和改进，提出一种基于创新人才培养的探究式学习模式，培养学生综合运用所学知识解决问题的能力，对学生进行科学研究基本功的训练，增强创新能力的培养，促进学生全面发展，提升人才培养质量。

1 理论基础

1.1 创新人才培养

2010年7月公布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出高等教育的培养目标重点放在着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才[1]。

2015年5月4日国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见中指出“到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领融为一体的高校创新创业教育体系，人才培养质量显著提升，学生的创新精神、创业意识和创新创业能力明显增强，投身创业实践的学生显著增加[2]。”

创新人才培养主要包括素质结构、知识结构和能力结构等三方面。其中素质结构主要是要求学生具有高尚人格、远大的理想、开阔的视野和坚定的人生目标；具有良好的科学素养、人文素养、团队合作精神。知识结构要求学生具有扎实的公共基础知识，系统坚实地掌握本学科的基本理论、基本技能和方法。能力结构要求学生具有熟练的实践动手技巧、要有创新能力和自主研究性学习能力。

1.2 探究式学习

探究式学习是指学生围绕一定的问题、文本或材料，在教师的帮助和支持下，自主寻求或自主建构答案、意义、理解或信息的活动或过程[3]。探究式学习的理论基础是发现学习与建构主义理论。美国当代著名心理学家和教育家布鲁纳提出发现学习法，认为学生在教师的认真指导下，能像科学家发现真理那样，通过自己的探索和学习，“发现”事物变化的因果关系及其内在联系。建构主义主要观点认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极主动地建构知识的过程。通过学生的主动探究、合作学习等方式，教学的最终目的是使学生成为知识的主动学者和终身学习者。

2 教学实践

2.1 素质结构

C语言一般作为大一新生的第一门程序设计类课程。与高中阶段的学习不同，大学学习具有专业性、自主性、探索性和多样性，这使很多大一新生在短时间内很难适应这种变化，入学后他们便会出现学习目标和学习动机缺失、学习动力和学习情趣不足，学习的计划性和主动性较差等现象[4]。在课堂上教师适当加强对学生价值取向、人文精神和创新思维等各种素质的综合培养。然而，C语言在对学生进行价值观方面的培养并不占优势，这就要求通过教师的言传身教，如对教学科研工作的敬业，对同学的热情友善等行为传递积极向上的价值理念，结合当前社会热点，筛选适合的例子引导学生。如对于2017年10月Alpha Zero完胜AlphaGo，教师可以介绍DeepMind的创始人Demis Hassabis 因为兴趣而努力并取得成功，鼓励学生找到自己的兴趣并为之奋斗。还有，对于同学都关注的NBA比赛，给大家介绍科比“凌晨四点的洛杉矶”，激励同学为了自己的梦想坚持努力。同时，给学生提供一些国内外优秀的网络资源比如TED和网易公开课等，学生通过多听多看优秀的视频，不仅提高了英语水平、开阔视野，还有助于更好的定位自己。

2.2 探究式学习

探究式学习是C语言教学实践中创新人才的知识结构和能力结构培养的重要组成部分。结合C语言教学内容和我校实际，将创新人才培养模式主要分为三个部分进行：一部分是课内的探究式学习；另一部分是以学科竞赛、科技创新等形式开展的课外探究式学习；第三部分是在学生掌握一定的专业理论基础和研究能力之后的综合探究式学习，即深入拓展研究课程在专业中的相关应用。

2.2.1 課内探究式学习

在教学实践中，首先，教师引导学生逐渐喜欢C语言课程，通过网上搜索最新的TIOBE编程语言排行榜，让学生了解C语言在实际编程中的应用，演示C语言编写的程序激发学生的学习兴趣，展示往届学生竞赛获奖、已发论文等等，让学生有学习的目标和动力。其次，教师为学生提供适应学生学习规律的方便有效的学习路线图，先是最简单的《啊哈C语言》，之后是浙江大学翁恺的一系列由简到难的C语言视频课程，然后是纯英文的哈佛大学David J.Malan讲授的计算机科学CS50。

教师合理设计授课教案，每个章节都设计难度逐渐加大的题目，如课前的知识点导入思考，课中的知识点巩固编程和课后的多章节融合编程。课前的知识点导入思考题如上完顺序程序设计之后，在讲授选择程序设计之前，先给同学一个题目“计算两个数的四则运算结果”。同学会根据编程的IPO模式（Input-Process-Output）首先考虑输入Input为两个数，输出Output为这两个数的运算结果，处理Process则是加减乘除。按照顺序程序设计的方法，学生大致采用一步一步计算出两个数的运算结果然后输出。这时教师可以逐步启发，如提出：“四种运算处理方法完全一样吗；除法有没有特殊规则（分母不能为零）；如何实现这个特殊规则”等一些问题。这样就引入了选择程序设计知识点，从而展开讲解，利于学生学习接受新知识。在讲解完if-else if的多分支编程后，课中的知识点巩固编程题可以设计为输入身高体重计算BMI指数输出学生自身胖瘦程度以及锻炼建议，这都是与我们的生活密切相关的例子。课后的多章节知识点融合编程一般设置为链表编程，如学生信息的增删查改。由于学时限制，链表知识点内容不能详细展开，但是链表又是非常重要的知识点，这样设计既有助于学生巩固前面所学的知识，又促进了同学自主学习能力和实践能力的提高。

在整个学习过程中，教师设计课程网络教学平台，提供丰富教学参考资源，激励学生自主学习，鼓励同学参与在线讨论，引导学生自己建立有本专业特色的C语言程序例题库等。

2.2.2 课外探究式学习

对于课外的探究式学习，主要是针对全国计算机等级考试二级C语言、“蓝桥杯”和ACM大赛，教师鼓励学生以小组的形式研究等级考试真题，自主总结知识点，完成相关试题解析，进行算法总结，形成备考指南和应试经验并分享。一个学生小组自主申请了微信公众号“科技路上那些事儿”，主要内容为计算机等级考试二级C语言的资料整合，涉及知识点整理、题型解析、真题汇总等内容。

对于一些学有余力的学生，为鼓励学生参与比赛，学院选拔专业优秀教师组成了竞赛指导团队，组织学生参加“蓝桥杯”和ACM大赛，以讲座的形式对学生进行培训，拓展思路，提高编程水平，帮助学生在大赛中取得更好的名次。

2.2.3 综合探究式学习

对于综合探究式学习，考虑到要掌握C语言课程全部知识点和学生不同的专业背景，一般要求学生学习了部分专业基础课之后进行。依托学校的大学生科技创新平台，教师提供科技创新训练项目，指导学生进行科技创新。如：项目1应用C语言编写专业相关函数库，主要形式为学生编写解决专业相关问题的程序；项目2应用C语言解决专业实际问题，主要形式为撰写科技论文。学生可以自主报名选择项目，但更鼓励他们自主调研专业需求，提出问题，教师指导学生对该问题进行探讨研究。目前我校学生进行C语言和专业结合的相关科技创新项目主要有环境监测函数库设计及实现、石油工程专业函数库编写和海底管道管理函数库和相关科技论文的撰写等。通过参加科技创新项目，同学们在自主学习、团队合作、查阅文献和科学研究等方面都得到了锻炼和提高。

2.3 考核方式

2.3.1 课内考核

考核方式是教学过程中重要的一环。对于课内的探究式学习，注重对学生能力结构的培养，课程的考核方式也相应调整，不再是以期末考试为主的总结性评价，而是注重过程的形成性评价。形成性评价不仅能改进教师的教学方法，提高课堂教学效果，更能挖掘学生的学习潜力，促进学生的智能发展，提高学习效果[5]。

C语言课程基本上每16学时进行一次基于网络教学平台的阶段测试，学生通过手机下载教学平台App，在规定的时间内完成测试。测试主要考查学生对C语言的基本知识、基本理论、基本技能的掌握程度，题目类型主要为选择题和填空题等。通过这种阶段测试，对学生学习的过程及结果进行及时的评价，可以激发学生学习兴趣，培养良好的学习习惯，提高自主学习效率。

上机考核方式主要是在上机实践课中采用随堂测试的形式，让学生以小组的方式完成一些指定的任务。小组的组织首先是学生自主结合，然后教师根据每位同学的特点进行一定的协调。由于学生自主结合主要考虑同学间关系的好坏，而很少考虑涉及公平竞争等人员分配方面的因素，因此教师需要综合考虑小组成员的能力、性别和个性等因素对小组成员进行合理的组织协调。

小组成员课前共同分析题目要求，讨论解决问题算法和代码编写；上机实践时完成代码编辑和测试；下课前选择小组进行演示讲解，其他小组进行评价。通过小组合作，学生的动手实践能力和团队合作能力都得到一定提高。小组评价依据如表1所示。

C语言课程期末考试试题主要分为基本题（约占60-65%）、综合题（约占25-30%）和提高题（约占10-20%），综合性、提高性题目也是重点考察学生灵活应用教学大纲要求的基本内容。

学生最后的课程成绩由阶段测试、上机随堂测试和期末考试按照一定权重组成。由于注重过程考核，学生改变了期末考试前才突击看书复习的习惯，自觉加强平时学习，基础知识掌握的比较扎实。

2.3.2 课外考核

课外考核主要是参与创新创业项目的评价。学校建立大学生创新创业教育中心，在成绩评定上，允许一定的课程替代，允许一些有特长的学生，以创新性的成果（发表论文、发明专利、参与教师课题等）和奖项（国家级、省部级、校级、系部级）来获得相应学分。学生参与科技创新，根据学校设定的创新学分制度，通过答辩就可以获得创新学分。

3 结束语

C语言探究式学习模式提高了学生的学习主动性，同时对学生进行科学研究基本功训练，有助于学生实践能力和创新能力的提升，提高人才培养质量。随着课程改革的深入和社会需求的变化，项目组将进一步探索个性化学习，利用网络教学平台的在线学习数据，分析学生的学习情况，并给出合理的干预。同时，由于在科技创新项目进行过程中，缺乏合理的监控和管理，没有建立起约束机制，致使部分学生中途放弃，学生流失率高，这是我们下一步工作的重点。

参考文献（References）：

[1] 新华社.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020

年）[EB/OL].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm，2010-7-29.

[2] 国务院办公厅.关于深化高等学校创新创业教育改革的实施

意见[Z].国办发[2015]36号，2015-05-04.

[3] 任长松.探究式学习——学生知识的自主建构[M].教育科学

出版社，2005.

[4] 李化杰，李庆本，王梦妮，等.“95”后大一新生適应性教育策略

研究[J].兰州教育学院学报，2017.1：82-84

[5] 林静.形成性评价在高校课程评价中的应用[J].现代教育管

理，2011.9：66-68