基于工程教育认证标准的C语言课程教学改革

李闪闪 潘正高 田文泉 高铭悦

摘要：为了满足工程教育认证中以学生为中心，以结果为导向、持续改进的教学理念，针对目前C语言教学存在的问题，教师在教学过程中根据对该课程教学目标、教学内容和方法的分析，结合学生能力培养和发展的需求，使用O-AMAS的有效教学模式进行C语言课程教学活动的重新设计，摒弃传统“满堂灌”的方法，采用多元化教学模式，实施有效测评和反馈，全面掌控学生的学习状况，帮助学生快速整合所学知识，积极主动地融入教学过程中，从而提高教学质量，培养符合工程教育认证标准的新型人才。

关键词：工程教育认证;O-AMAS有效教学;C语言;有效测评

中图分类号：G424

文献标识码：A

文章编号：1009- 3044（2020）29-0184-03

1 引言

在全球经济一体化的背景下，工程技术人员的跨境流动变得越来越频繁。在三项国际工程教育认证协议中，华盛顿协议具有最高的知名度，最具权威性和影响力，它是一种工程学学位相互认可的体系，符合最完整的四年制国际本科教育体系。其核心内容是每个成员国认证的工程专业培训课程具有相当的等同性。2016年6月2日，中国正式成为《华盛顿协定》的第18个成员。这一重要的里程碑标志着中国工程人才培养正式进入国际化和标准化[1]。由此，国内越来越多高校开始跨人工程教育专业认证的行列。

如今，工程教育专业证书是中华人民共和国教育部《关于普通高等学校本科教学工作评估的意见》中“五合一”教学质量评估体系不可缺少的一部分。工程教育专业认证对于课程改革提出了详细的要求和指导，需要紧密联系培养过程和培养目标开展课程建设和改革，按照工程认证中基于产出的教学理念，明确人才培养目标，明确课程学习对于毕业能力的支撑，设计教学过程的各个环节，改革教学方法和考核方式，最终达成课程的教学目标和能力培养目标。

C语言课程通常是高校理工科专业必修的基础课程，但即便是计算机专业的学生，通过一个学期的学习，学生也难以真正认识和理解C语言，无法与后续课程有效衔接，解决现实的专业问题。因此，在工程教育专业认证的背景下，结合T程教育专业认证的三个核心概念[2]：“以学生为中心;基于结果的教育（ OBE）;持续质量改进（CQI）”。如何提高C语言课程教学质量，使学生能够在工程实践中学以致用，成为当前C语言课程教学的重点。

2 O-AMAS教学模型以及C语言课程教学现状

O-AMAS教学模型是南开大学有效教学团队自主研发的以结果导向的有效教学模型。O-AMAS有效教学模型采用OBE教学设计思路，该模型包括教学目标设计（Obj ective，0）、迅速激活（ Activation，A）、多元学习（Multi-learning，M）、有效测评（ Assessment，A）、简要总结（Summary，S）五个环节，如图1所示。该模型主要以学生学习结果为导向，以师生良性互动为驱动力，通过多种多样的有效互动活动，引导学生主动学习，进而从教学方法、教学设计、教学内容等方面展开，最终实现教与学的有效统一，提升教学质量。该理念方法與_T程教育专业认证的核心理念：“以学生为中心;基于结果的教育（ OBE）;持续质量改进（ CQI）”不谋而合。

目前，C语言程序设计课程开设在新生入学后第一学期，大部分学生依旧延续高中阶段的学习方法，还没有学会如何使用计算机思维处理问题。另外，部分教师存在教学理念陈旧，教学方法单一的问题，他们往往过分注重知识的传授，忽视了对学生能力的培养。再加上当前采用的课程考核方式单一，缺乏对整个教学过程的监督和考核，使得学生在学习过程中，虽然掌握了各知识点的概念和基础的C语言语法、结构，但在知识点的灵活应用、算法设计方法和调试分析上还缺乏求解工程实际问题的科学思维能力、算法设计能力和编程实现能力[3]。

O-AMAS有效教学模型层次设计清晰，目标明确，教学体验感强，可适用于各类课程改革。因此，针对目前C语言课程教学中存在的问题，对照工程教育认证的标准以及本课程对毕业要求的支撑关系，本文重新梳理了教学目标、教学内容、教学方法以及考核方法，采用O-AMAS教学模式对课程的教学活动进行重新设计，构建以学生为中心的教学模式和教学方法，以培养学生的计算思维能力、算法设计能力和程序编程能力为目标，进而有效提升C语言课程的教学质量。

3 O-AMAS有效教学模式在C语言课程教学中的应用

O-AMAS有效教学模式是当前信息时代开展有效课堂教学的一种较为先进的教学模式。为培养符合工程教育专业认证的新工科人才，本文结合O-AMAS有效教学方法：目标设计（Objective，0）、迅速激活（Activation，A）、多元学习（Multi-Iearn-mg，M）、有效测评（Assessment.A）、简要总结（Summary，S）的5个环节进行教学设计，课程教学改革过程如图2所示。

3.1 教学目标

教学目标是教学活动要达到的预期成果，是教学活动的出发点和归宿。C语言课程的总体目标是要求学生掌握基础的程序设计理论知识，形成良好的计算机思维，并能应用所学解决生活中简单的问题案例。针对本科C语言的课程特点，教学目标可以划分为“语句、理解、应用、分析”四层水平。根据0-AMAS有效教学方法，教师应对照教学目标SMART原则：Spe-cific、Measurable、Achievable、Realistic、Timed，对传统教学大纲中存在的目标不清晰，学生理解困难等问题进行研究、修改，并在每一阶段教学过程中持续修正和完善。

3.2 迅速激活

在今天这个信息技术高速发展的知识经济时代，呆板教条的传统教学模式禁锢了学生鲜活的思维，死气沉沉的课堂阻碍了学生的创新思维发展，简单的知识传授已经满足不了学生们的创新需求。为此，学会如何激活课堂，吸引学生注意力，如何突出学生的主体地位，充分调动学生的学习积极性，让学生主动参与教学过程，主动去探索发现是非常必要的。教师可以通过刨设宽松、和谐的教学情境，使学生以一个放松的心情接受知识。也可以在教学过程中使用有趣小故事导入到课程开始，引入课程。比如，在讲到C语言中基本结构之分支结构时，可以选择学生比较关心“奖学金问题”作为切人点，引导学生分析如何用C语言编程实现学校的奖学金分配制度。在讲到指针中关于内存地址和存储计算的知识时，可以用一个分格的纸盒模拟内存，每个格子用二进制地址编号;用卡片代表变量，卡片上写上变量名和变量值。学生们两个人为一组。一个同学随机喊出指令，另一个同学随即做出相应的动作。此游戏环节的设置，不仅激发了学生的学习兴趣，也使得学生对本部分知识点的掌握更加深刻。

3.3 多元学习

多元学习探索是随着教育改革的大背景产生的。所谓多元学习就是说学习内容与学习方法的多元化，学习内容已不再是传统单一的知识结构，而是应该囊括各种适合学生创造力、个性化发展的课程体系;学习方式也从传统满堂灌式教学，转化为智慧课堂、网络课堂以及线上线下多种方式同时进行的混合式教学。在如今工程教育专业认证的浪潮中，我们应抓住机遇、快速行动，利用智慧课堂、网络课堂、移动学习等多元化的交互式学习平台进行C语言程序设计课程教学改革[4J。由于C语言程序设计课程，每一章都有新的知识点和复杂的理论算法思想，也有很多需要学生实践的环节等。因此可以按照图3所示流程进行教学设计，首先合理设计问题，明确教学目标，然后引导分析问题，明晰问题解决思路，然后引导学生小组讨论或者主动学习实现问题解决方案，完成本节课知识点构建，最后由教师对整个学习过程以及学习内容总结概括，使得学生更好地掌握程序设计课程的核心知识。

3.4 有效测评

在教学过程中，有效的测评考核方法可以促进学生的学习和进步。在课堂教学中利用即时测评或者互动反馈结果实施互动教学，教师根据接收到的即时反馈信息，调整教学策略，优化教学结构。比如，在C语言教学改革中，可以应用在线评测系统。传统的C语言程序设计课程在学生上交编程作业或实验报告后，我们批改作业和实验报告的工作量很大，有时难免会出现错误，并且批改的结果不能及时反馈给学生。还有一些学生或是不会做或是偷懒不愿动脑筋，经常抄袭他人作业，只求蒙混过关。而作为教师很难快速完成作业的批改，也很难识别判断出学生提交的作业或者实验是否存在抄袭等现象。但通过使用在线评测系统一方面可以有效减少教师批改作业的时间，另一方面也可以形成更加合理的成绩分析报告，使得教师对学生、学生对自身都有更加全面地了解。最后，将测评与反馈的结果及时生成或储存学生课堂的相关数据，并建立学生成绩数据库电子档案，进而根据学生差异，实施个性化辅导，建立学生成长案例库以供后续使用。从而有效地帮助学校或者教师进行合理的课堂教学监控和促进教师改变教学行为，提高教学效率，培养出符合工程教育认证标准的新型人才[5]。

3.5 简要总结

O-AMAS教学模型，将总结活动主要分为两部分：巩固知识、反思深化。其中，巩固知识活动侧重于游戏性的小活动，比如“大家说，我来猜”“寻人bingo”“这个你会不会”这种方式的总结活动，能够很快吸引学生的兴致，调动学生的积极性。反思深化活动包括“集体回顾”“飞行棋”“出门票”“ORID”“App”活动，其中出门票也是一种比较实用的总结活动，而“ORID”自我反思策略能够有效反馈学生课堂讲学，深化总结。C语言程序设计课程牵涉到很多的算法学习。比如，C语言的排序算法就分为冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、快速排序等，而理解一个算法并不仅是能把一个算法表面上的东西记住，自己能复写出来。而是要理解算法的核心思想，以及为什么选择该算法，与其他算法相比，运用该算法有什么优势？并且学会举一反三，运用该算法解决其他同类型的题目，而不是局限于问题和算法本身。在课堂总结中，通过以上这些问题，让学生利用“Objective事实”“Reflective感受”“Interpretive诠释”“Deci-sional行动”此四个ORID元素來进行自我反思总结。结果是否正确。通过这样的课堂总结活动，使得学生对算法的理解不再停留于表面，而是彻底弄懂、弄通、掌握该算法的核心用途。每个算法分析都采用这种总结方法，算法种类再多，学生也能够分清各自的特点，进而更好地掌握课堂所学，从而向工程教育人才认证标准逐步靠拢。

4 结语

基于工程教育认证标准，对C语言程序设计课程进行了教学改革。基于O-AMAS教学模型，对课程的教学过程进行了设计，各个教学环节充分调动了学生的积极性，体现了以学生为中心、持续改进的教学理念。课堂教学结束后，设计与学习目标一致的测评方式与测评内容对教学的有效性进行检验。并在测评过程中给予及时的评价与反馈，提升教学质量，进而建立和完善符合工程教育认证标准的人才培养体系。

参考文献：

[1]罗卫敏，王令，符合工程教育认证标准的C语言课程教学改革[J].计算机时代，2017（2）：79-81.

[2]彭玉青，侯向丹，李智，等.工程教育认证背景下基于BOPPPS模型的C语言课程教学改革[J].学周刊，2019（32）：5-6.

[3]崔忠伟，张冬琴，孙淼，等，面向物联网工程专业的C语言程序设计教学改革研究与实践[J].电脑知识与技术，2019，15（28）：125-126.

[4]兰丽，胡晓辉.工程认证背景下基于“雨课堂”改进“C语言程序设计”课程关键教学环节[J].计算机时代，2019（1）：102-104.

[5]王鑫，郭云波，齐建玲，等.工程教育认证标准下应用型本科院校C语言课程教学改革探索[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2019，19（3）：126-128.

【通联编辑：唐一东】

作者简介：李闪闪（1992-），女，安徽宿州人，硕士，助教，研究方向：机器学习、数据挖掘等。