面向创新能力培养的《C语言程序设计》课程教学改革研究

曹健 张泽梁 张滴石 王珊珊 高静 王宁

摘 要：为了在《C语言程序设计》课程教学中有效的培养学生的创新能力，本文将MOOC学习、计算思维和过程化评价等融入课程的教学中，提出了一套面向创新意识和能力培养的课程教学改革方案，有效的提高了学生分析问题和解决问题的能力，为该类课程教学改革提供新的思路。

关键词：程序设计;创新能力;MOOC;计算思维;过程化考核

1 绪论

深化高等学校创新创业教育改革，成为推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量就业的重要举措。在当前“大众创业、万众创新”的热潮下，如何有效提升大学生的思维层次，培养他们的创新能力，成为我国高等教育教学改革研究的一个重要内容。学生创新能力的培养需要长期根植于整个大学期间的课程学习过程中，尤其是与大学基础教育相结合，在大学生的基本素养和专业技能尚未成型时，锻炼他们的创新思维和创新能力，才能较好的实现创新创业人才培养目标。[1]

《C语言程序设计》课程是国内本科院校针对非计算机专业的理工科一年级学生开设的公共课程，具有较广的受众面。[2]该课程通过分析、编写和调试程序能够有效的培养学生分析问题和解决问题能力，对于拓宽思维具有重要作用，该课程是培养学生创新能力和综合素质的重要平台。因此，研究如何将创新能力的培养深度融入理工类本科各专业《C语言程序设计》课程教学中，具有较强的必要性和迫切性。

2 C语言程序设计课程教学现状

经过多年的教学改革和实践，该课程在各高校取得了较好的教学效果，但在实际教学中，依然普遍存在如下几个方面问题：

（1）由于C语言语法灵活，所需掌握的细节概念非常庞杂，学生的层次不一，在有限的学习时间内只能疲于应付语法的学习，动手能力和创新思维能力的培养不够充分。

（2）大多数学生只能机械式学习，对讲授过的语法规则进行重复性的验证模仿，学生主动探索的兴趣不够浓厚，学习效果不佳。

（3）课程的考核方式主要以期末考试为主，对应用所学知识解决问题和创新能力的重视不够;期末考核多在总评中占比较大，又使得一些学生不注重平时的学习，只是临近期末时，突击复习准备考试，不利于对所学知识的掌握。

（4）就大学毕业生而言，其创新创业观念不强，创新思维水平和解决实际复杂工程问题的能力还有待提高。

因此，急需对程序设计课程进行教学改革，将创新能力的培养融入《C语言程序设计》课程中，增强学生的动手能力，达到为后续专业课程学习和将来创新创业项目的开展奠定基础，并提升创新型人才培养质量的目标。

3 C语言程序设计课程教学改革实践

3.1 基于MOOC的理论教学模式研究

鼓励和引导学生利用MOOC等资源先期自主学习C语言基础语法，总结已懂的知识和不懂的问题，教师以问题为导向，利用课上时间引导学生完成教学案例的分析和问题求解，从而提升学生学习的主动性和学习兴趣，更好的锻炼学生的创新能力和综合素质。在理论教学中，教师课前布置语法知识点让学生在课外学习;在课堂上，教师首先对学习难点及学生普遍存在的问题进行统一讲解，然后组织设计性的实践题目让学生进行小组讨论和协作开发，逐步引导学生创新解题思路。例如，让学生在线学习如何定义数组、如何初始化数组、如何引用数组元素等。而在课堂教学阶段主要讲解数组语法规则的注意事项以及传授编程技巧，组织学生通过小组协作，设计并实现一种排序算法，让学生在实践中巩固基础语法，逐步引导学生寻求多种解决方案，增强学生分析问题、解决问题和创新能力。

3.2 思维驱动的实验教学模式研究

在实验教学中探索以“计算思维为指导、项目实例为主线”的模式，通过设计具有层次化、趣味性和挑战性的题目，激发学生的学习兴趣，潜移默化的加深学生对计算机如何进行问题求解的理解，加强学生在编写和调试程序中独立分析和解决问题的能力以及创新思维能力。[3]思维驱动的实验项目包括验证性实验和综合性实验两部分。验证性实验难度较低，让学生通过修改和仿写代码迅速获得成功，如下图所示，教师启发学生编写出图（a）形状程序，然后让学生通过修改代码编写出图（b）以及图1（c）形状程序。综合性实验可以选择经典的游戏和算法，如贪吃蛇等小游戏，在每次授完相关知识点以后，让学生自由选择喜欢的题目，组成小组协作进行学习，最终共同完成项目。

验证性实验项目案例图

3.3 过程化考核评价体系的构建

在考核评价环节探索过程化的考核模式，將过程评价和期末评价相结合，运用出勤考查、随堂考核、实验作业和综合项目等多种考核方式，促进学生在学习的过程中对知识的积累和掌握，使考核成为提高学生学习积极性、测量学生学习和创新能力的有效手段。在本课程第一次上课时，教师将考核方案向所有学生介绍，在教学过程中，及时将每一次考核结果记录起来，在学期末予以公布，公正客观地评定平时成绩，破除“高分低能”的弊病。

4 课程教学改革的实效

由于新的教学模式更加注重平时的学习和考核，这也使得学生在教学过程中能够与教师一起参与到教学中来，对于一些基本内容和容易理解的基本知识点，学生通过MOOC自学并在课堂上进行讲解，一些综合性的设计题，学生可以通过查阅资料小组合作完成。此外，教学改革后在每一节课程中都可能会有纳入期末总成绩的测试，使得学生注重平时每一节课程的学习，在出勤率、课前预习和听课的质量以及课堂气氛等方面都得到了提升。

参考文献：

[1]王鑫.创新创业教育的问题分析及对策[J].教育观察，2017，6（5）.

[2]王丹，王冬梅.基于CDIO理念的程序设计基础教学研究[J].北华大学学报（社会科学版），2015，16（5）：158-160.

[3]郑冰，宁鹏飞.基于 JiTT 模式的 C 语言教学中计算思维的培养[J].计算机教育，2018，10：101-105.