高校程序设计类微课教学实践与探索

周淑一 刘梅彦 徐英慧

摘 要：近年来，随着信息技术与混合式教学模式的快速发展，微课以其鲜明特点及潜在优势，在高校教学改革中发挥着重要作用。从高校程序设计类课程教学存在的问题出发，结合微课特征，以参加青年教师教学基本功比赛获奖作品为例，详细阐述设计一堂高质量微课的方法和技巧。实践结果表明，使用该方法设计的微课能够有效提升学生对程序设计课程的学习热情及学习主动性，从而提高了课程教学效果。

关键词：微课;程序设计;教学设计

DOI：10. 11907/rjdk. 181938

中图分类号：G433文献标识码：A文章编号：1672-7800（2019）002-0201-03

Abstract： In recent years， with the rapid development of information technology and mixed teaching mode， micro-course has more and more influence in the process of college education reform with its distinct characteristics and potential advantages. Starting from the problems existing in the teaching of program design course in colleges and universities， combining with the characteristics of micro-course， the author elaborates on the methods and techniques of designing a high-quality micro-course teaching， taking the winning works in the basic teaching skills competition of young teachers as an example. Practice shows that the micro-course designed by this method can effectively enhance students' enthusiasm and initiative in learning the program course， and improve the teaching effect of the course.

Key Words： micro-class; program design;teaching; instructional design

0 引言

如今社會已步入知识经济时代，随着生活节奏的不断加快，如何在信息技术快速发展的今天，在短时间内掌握大量信息成为人们关注的话题，人们越来越倾向于选择简单、快捷、高效的学习方式。继“微信”、“微博”等社交媒体的兴起，“微课”作为一种新型学习途径改变了学生的常规学习方式，并成为教育工作者的研究重点。

微课概念最早由美国的戴维·彭罗斯提出，并将其称为“知识脉冲”，认为这是运用建构主义方法形成的、以在线学习或移动学习为目的的教学方式[1]。我国很多学者也针对微课概念提出自己的见解，其中国内最早提出微课概念并付诸实践的胡铁生[2]认为：微课是以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学中针对某知识点或教学环节开展教学活动的新型教学资源。其不是简单的对传统课堂的浓缩，而是类似于片段教学[3]。微课以教师教授为主，引导学生发现、分析并解决问题。从课程内容来看，主要分为课前复习类、新课导入类、知识理解类、练习巩固类与小结拓展类;从课程性质来看，主要分为说课类、班会课类、实践课类、活动课类等几大类[4]。

《C语言程序设计》是工科院校学生必修的一门公共基础课，该课程知识点多、逻辑性强，同时教学案例繁多。随着近年来各高校不断压缩教学学时，传统教学模式很难满足学生的学习需求。因此，本文以一个典型循环结构的实际应用作为教学案例，展示微课的完整设计方法和技巧。本文从学生角度设计与制作微课，体现了以学生为本的教学思想，在一定程度上解决了在传统C语言课堂上学生缺乏兴趣、学习效果差等问题。同时，针对非计算机专业学生学习C语言较为困难的情况，微课从贴近生活的实例中寻找问题解决方法。另外在制作微视频时，将教师讲课和课件屏幕分开制作，通过抠频再合成，从而解决了现有微视频中教师和课件不能同时清晰显示的问题。

1 微课特点

（1）时间短。顾名思义，微课即微型课堂，其不同于传统课堂，而是可在短时间内高质量解决教学中的某个问题，从而提高学生学习效率。

（2）内容精。由于时间短，教师在教学内容的选择上必须慎重。不同于“网易公开课”等网络课程的课堂实录形式，其需要选择课堂中的疑难知识点进行针对性教学[5]。

（3）学习不受时空限制。学生可借助智能手机、平板电脑等移动设备随时、随地进行学习，从而有效提高学生学习自主性及学习兴趣。

2 微课教学设计

2.1 微课教学内容选择

考虑到循环结构是C语言程序设计中的一个难点，因此本文以《C语言程序设计——循环结构的应用》为例进行微课设计。在微课切入点方面，显然仅对单纯的语法结构与概念进行讲解会不够生动，难以激发学生学习兴趣，而在循环结构应用方面内容比较丰富，且形式多样，可利用动画加案例讲解方式进行阐述。因此，本文选择循环结构应用作为切入点进行微课设计。

3.2 学情分析

本堂微课主要针对普通工科院校非计算机专业学生的必修课——《C语言程序设计》进行教学设计，其目的是通过系统学习C语言基本知识和语法，培养学生的程序设计理念，掌握程序设计基本方法，训练学生解决问题的逻辑思维能力以及编程思路与技巧，为后续相关课程学习打下坚实基础。然而，普通院校本科学生的编程基础通常较为薄弱，形象思维能力强于逻辑思维能力，因此学习本课程难度较大，学生学习积极性不高，一旦遇到困难又找不到方法解决则容易放弃。所以本课程着重于编程方法的教授，而非语法传授，让学生首先掌握问题解决方法，再研究语法和语句结构，从而降低学习难度。

3.3 教学目标

（1）掌握“循环三步走”基本流程。

（2）明确循环四要素及各自的定义与功能。

（3）掌握算法分析方法并成功绘制流程图。

（4）掌握将算法流程图转换成程序的方法。

（5）灵活运用循环语句解决实际问题。

3.4 教学重点

（1）掌握用循环语句编写程序的“循环三步走”流程。

（2）掌握对多次循环问题 “化繁为简”的具体方法。

3.5 教学难点

算法分析并确定循环四要素

3.6 教学过程

本课教学过程分为问题引入、问题描述、算法分析、流程图绘制、程序设计、程序执行、小结（课后练习）共7个环节，如图1所示。

（1）问题引入。首先，由“学生提问”动画提出问题——如何用循环语句编写代码解决实际问题。并以此为基础，简单回顾上节课所学知识，包括循环基本结构以及3种循环控制语句，并引出本堂微课需要解决的实例——猴子吃桃问题，顺理成章地完成问题引入。

（2）问题描述。通过“猴子吃桃”的Flash动画演示，让学生更直观地理解猴子吃桃过程，并明确要求解的问题。动画演示完成后，分析得出该问题可以使用循环方式解决，由此开启算法分析过程。

（3）算法分析。首先假设第i天原有桃子数量为sumi，通过一步步推理，得到第i天桃子数sumi应该等于第i+1天桃子数sumi+1加上1之后，再乘以2，即sumi=（sumi+1+1）×2。同时明确重复执行操作次数为9次，以此确定循环体及循环次数，为绘制流程图作准备。至此完成用循环结构解决实际问题方法“循环三步走”的第一步：循环定位。

（4）算法流程绘制。首先给出循环一般形式，即包含循环四要素在内的标准流程图，接下来根据该流程图依次构建猴子吃桃问题的算法流程：①确定循环体。在算法分析中已明确循环体为sum=（sum+1）*2;②确定循环控制条件。退出循环的前提是第1天桃子数已计算完成，所以循环控制条件为i≥1;③对循环变量进行初始化。由于之前已确定循环次数为9次，因此直接使用变量i，让其从9减到1，实现遍历求取。同时设置变量sum作为累加器，用来存放程序执行过程中求得的每天桃子数量，初始值默认为第10天的桃子数1;④确定循环变量更新。要遍历求取每一天的桃子数，依赖于循环控制变量i值的变化，因此每执行一次循环，i减1，故循环变量更新为i--。

（5）程序设计。由于循环次数固定，本文选择for语句。根据上一步得到的算法流程，只需简单将得到循环四要素的4个表达式依次替换for语句中相应位置上的表达式和循环体即完成程序编写。

（6）程序执行。这里着重关注循环部分执行情况，通过手动模拟计算机执行过程，从第1次循环到第9次循环，一步步让学生清晰看到循环过程中循环控制变量的變化及其作用，观察累加器sum值的变化，并得到最终答案。

3.9 教学总结

《C语言程序设计》是一门专业基础课，其要求学生具有一定逻辑思维能力及算法分析能力。本堂微课主要讨论采用循环语句编程解决实际问题的一般思路，是课程学习中难度较大的一部分。因此，坚持“以学生为主体，教师为主导”的教学原则，采用“问题引导—任务驱动”的教学方法，使学生通过学习可熟练运用循环语句解决其它实际问题。

（1）以学生认知规律为导向，科学设计课堂内容。首先让学生回顾之前所学基础知识，并引出本堂课要解决的问题;然后一步步由浅入深地进行分析求解，使学生掌握采用循环语句解决实际问题的方法和步骤;最后通过总结，再次强调“循环三步走”在求解循环问题中的重要性，并布置课后练习题，让学生可以立刻将所学知识应用到实际问题中，以达到融会贯通、举一反三的目的。

（2）转变角色，营造轻松的学习氛围。淡化教师“教”的角色，而是转变为“导游”身份，同时淡化学生“学”的角色，转变为学生自动获取知识。具体形式为：“导游”带领学生们在知识的海洋中一步步深入，让学生能够看到问题并理解问题本质，然后在“导游”带领下寻找解决问题的思路和办法，最后运用已学习的知识解决问题。

（3）采用多媒体技术丰富教学形式。开篇通过一个flash动画提出问题，引入现实案例时制作了有趣的scratch动画视频，并结合多媒体课件，让学生有新奇感与美的享受，吸引学生注意力。同时授课过程中设计了4次设问，变知识灌输为设问形式，可增强学生思考问题及学习知识的主动性，并通过与学生的互动，培养学生发现与解决问题的能力。

（4）以培养学生良好编程习惯为目标，重点教授其解决问题的方法。通过本堂课的学习，着重培养学生求解循环问题的基本思路，引导学生自己发现并解决问题，从而使学生深刻领悟教学内容，提高程序设计能力。

4 微课教学现实意义

在信息化技术高速发展的今天，采用微课教学形式有着深远的现实意义。

（1）学习地点灵活，学习时间短，方便学习者随时随地利用碎片化时间进行学习。由于微课的灵活性，使学生在课外利用闲暇时间进行自主学习成为可能，且由于“微课”的知识点相对集中，学生完全可以按照自己的兴趣与需要进行针对性学习。

（2）教学模式“小而微”，改变了传统课堂 “大而泛”的教学形式。突破了教学中的重难点，让学生注意力集中于某一知识点，从而提高了学习效率。

（3）采用视频形式，令知识展示更加生动形象。相比于其它媒体教学方法，视频教学更利于学生理解与记忆[6]。同时，微课教学也能使学生实时进行反馈，通过评论等方式及时提出自己在学习中遇到的难题以寻求帮助，或就某一知识点在网络上发表自己的见解和体会，营造一个良好的学习环境。

（4）微课有利于教师之间相互学习。教师可通过观摩他人微课教学案例发现新的教学点，从而完善自己课堂教学中的不足，取长补短[8]。进行微课教学对教师而言也是一个自我反思的过程，尤其对于新教师的成长可起到极大的促进作用。

5 结语

随着微时代的到来，学生已不满足于程式化、灌输式的学习方式，以微学习、微视频为标志的学习正成为一种新的学习潮流。作为微时代的教学产物，微课在认知习惯、认知策略上都非常贴近当下学生的需求。微课教学的出现顺应了教育发展规律与时代潮流[18]，但其仍不能取代传统课堂教学，因为微课并不是完整教学，还需要与其它教学环节配套才能达到最好的教学效果。因此，下一步需深入挖掘微课教学资源，并将微课与传统课堂相结合，使微课真正成为应用广泛、实用高效、快捷方便的学习及教学资源，推动我国教育事业的快速发展。

参考文献：

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（责任编辑：黄 健）