以能力为导向的“C语言程序设计”课程混合式教学模式探索与实践

张菁 龙正吉

[摘 要] 混合式教学现已成为高等学校教学设计与信息技术深度融合的热点发展方向。在“C语言程序设计”课程教学中，以OBE教学理念为导向，紧扣“以学生为中心”的思路，将线上线下教学有机融合，构建教育理念、教学目标、教学目的、教学内容、教学资源、教学方法、教学考核评价七位一体的全新教学体系，以达到提升教学效能和人才培养质量的目标。最后分析了混合式教学模式的实施效果、存在的问题，提出了持续改进措施。

[关键词] 混合式教学;OBE;翻转课堂

[基金项目] 2019年度重庆市高等教育教学改革研究项目（重点项目）“以学生能力为导向的‘C语言程序设计’翻转课堂研究与实践”（192001）

[作者简介] 张 菁（1968—），女，四川成都人，碩士，西南大学电子信息工程学院副教授，主要从事数据管理研究;龙正吉（1977—），男，重庆人，西南大学电子信息工程学院讲师，西南大学电子信息工程学院2016级计算智能与信息处理专业博士研究生，研究方向为模式识别。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）51-0094-05    [收稿日期] 2021-09-01

随着信息技术在教育教学中的应用和推广，传统的课堂教学模式也迎来了巨大的挑战。特别是因新冠肺炎疫情实施线上教学后，利用互联网技术助力教育教学，已不再局限于以信息技术作为教学的辅助工具，而是如何更好、更深入地提高教学和人才培养的质量。在各高校恢复线下授课后，很多教师结合线上线下的教学经验和特点，更加积极地探索以线上线下为代表的混合式教学模式。混合式教学指教师对教学过程进行精心设计，学生利用线上资源进行课外学习，师生利用线下课堂进行互动、讨论等提升学习成效，使学生进行混合式学习，并训练学生的创新意识和团队合作精神[1]。

在“C语言程序设计”课程教学中首先以工程专业认证的OBE导向（Outcome-based Education，亦称能力导向教育、产出导向教育或需求导向教育）为指导，利用线上线下混合教学模式结合翻转课堂等多种教学方法进行“以学为中心”的教学改革和实践探索，力求从最根本的教育教学理念出发，进而引导教育目标和教学目的更新、教学结构的改变、教学手段的创新、信息技术的融合、课程内容的提炼和考核形式的改进等。

一、构建以OBE教育理念为导向的“七位一体”全新教学体系

人才培养的质量和成效最根本最重要且起决定性作用的是其指导思想，即教育的理念。教育理念是人们追求的教育理想，它建立在教育规律的基础之上，能正确地反映教育的本质和时代的特征，科学地指明了前进的方向[2]。所以，教育教学的关键一步是有科学先进的教育理念指导，然后才能培养出高质量的人才，推动社会的进步。因此在“C语言程序设计”课程混合式教学中，应以OBE教育理念为指导。

随着现代科学技术的发展，教育理念从面向课程的教育CBE逐渐转向成果导向的教育OBE。OBE是指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果（learning outcomes）[3]。OBE强调三个核心理念，要求突出以学生发展为中心、成果（即学生解决问题的能力）导向教育和完善的持续改进体系（即基于系统评价的反馈和基于评价的改进）[4]。这一理念代表了工程教育改革的方向。

在“C语言程序设计”课程中首先要彻底更新根植于课程中的教育教学理念，以OBE强调的能力为导向，从混合式教学模式出发，改进教学目标和与之相关联的教学目的，构建教学内容、教学方法、教学资源和教学考核评价有机融合的教学实施过程。“C语言程序设计”课程的教育理念、教学目标、教学目的、教学内容、教学资源、教学方法、教学考核评价七位一体的全新教学体系如图1所示。

首先在OBE理念的指导下，确定了C语言的教学目标是培养信息产业和社会需要的实践能力强、创新能力强，具有全球意识、保持终身学习能力的高素质复合型新工科人才。本着“成才为主，专业为辅”的指导思想和新工科的要求，结合“C语言程序设计”课程的特点，建立以下三个教学目的。（1）人才目的：使学生具有较强的自主学习能力、创新能力、信息获取能力、解决问题能力和团队合作能力，以及健康的人格。（2）专业目的：通过“C语言程序设计”课程的学习，掌握结构化算法设计思想、原理和表示，建立计算思维，掌握程序设计的思路和方法，跟踪最新的相关技术。（3）技术目的：熟练运用C语言和相关开发软件，掌握程序的编辑、连接、调试和运行的方法和步骤，能将所学知识应用于实际问题，从而能够从事初步的程序设计工作，并为进一步学习后续课程打下良好的基础，逐步形成独立发现问题、分析问题和实际解决问题的能力。

二、线上线下教学内容的整合和丰富的课程网络资源

线上教学内容应该突出课程的整体知识架构，引导关键点，突出重点，因此C语言线上课程教学内容组织按专题—模块—知识点三个层次展开。首先确定不同的教学内容模块，再按照模块录制相关的知识点教学视频，围绕知识点展开相应的拓展阅读、自学内容、习题库等教学资源的组织。学生自学线上内容，可以充分发挥他们的学习主动性和积极性，提高了学生的学习兴趣及自主学习能力。结合线上教学视频的内容，重新组织线下教学内容，使二者可以科学合理地结合;线上内容注重基础知识，线下内容强调知识的应用和解决问题能力的培养，学生通过学习达到具有计算思维能力和使用编程解决一定实际问题的能力，符合OBE的成果导向要求。

“C语言程序设计”课程的网站资源建立在超星平台上，同时在手机App学习通上也可以同步使用，依托此平台进行线上线下教学和管理非常方便高效。线上课程网站建设的内容有课前导读、教学视频、课件、学习辅助资料和试题库等。

“C语言程序设计”课程课前导读包括知识模块的学习目的、任务、重点难点提示和学习完成后的习题等。要求学生在学习之前阅读，目的是让学生在学习前对学习内容有整体印象和了解，并在学习过程中关注重点和难点，带着问题观看视频能有的放矢。其中学习任务和问题的制定较为关键，它可充分引导学生完成学习任务，掌握基本概念和原理，既包括理解、分析、应用、甄别、评价、综合等高阶目标，又包括创新思维、实践思维等OBE目标，增加课程的能力导向。授课视频已录制完成了49个知识点的讲解视频，基本涵盖了课程的基础内容和关键应用，突出了课程的整体知识架构。已建设了含有约800个试题的题库，对每个知识模块的内容，基础知识部分有相关的选择题、填空题等，同时根据OBE的能力成果导向，提供了更多的编程题、综合题和简答题等。

三、教学方法和手段的创新

混合式教学过程主要包括学生线上自主学习和教师引导的线下学习。“以学生为中心”，即以学生学习成效、需求、能力点为中心，在线下应用多种参与式教学方法，突出学生的主体地位，达到OBE的要求。在进行“C语言程序设计”课程的教学过程中，主要通过以下两个环节来完成。

（一）“C语言程序设计”课程科学合理的线上线下学习安排

在混合式教学过程中，教学环节更为复杂多样，科学安排线上线下的学习内容和过程至关重要。“C语言程序设计”课程在空间上利用线上和线下，在时间上科学安排课前、课中和课后的教学和学习任务，实现时间空间、线上线下的有机结合（见图2）。同时教师和学生密切配合，达到掌握知识点和面的目的。

线上教学的实施充分利用网络等现代教育资源和手段辅助教学，在线上及时回答学生的问题，保证线上学习的效果。线下主要针对难点和综合性知识及学生提出的问题，充分应用多种教学方法，使线上线下教学相结合，充分发挥作用，提高教学质量。

（二）“C语言程序设计”课程中基于翻转课堂等互动式教学方法的线下教学

线上教学的缺陷是教学视频都是事先录制好的，缺少面对面课堂中师生即时互动的现场感、体验感和融入感。由于线下面授的时间有限，如何使其与线上自主学习结合，达到高效产出是关键。本课程线下面授以学生为中心，应用多种参与式教学方法和手段（如翻转课堂、探究式、任务式、案例式和合作式等），改变过去课堂教学过程中以教师为中心而导致的学生学习主动性不高、参与度不足、能力提升少等问题，力求达到知识内化的深度学习和综合能力的提升。

1.以知识点为中心的翻转课堂教学模式。翻转课堂（flipped classroom），顾名思义就是对传统课堂教学程序的一种颠倒。在教学中，翻转课堂仍保留了信息传递和知识内化两个步骤，但与传统课堂教学相反，其将信息传递过程放在课外，主要借助视频和音频资料，由学生自主完成。知识内化在课堂上进行，学生与教师面对面，在指导中练习、问答和讨论以巩固知识[5]。翻转课堂可以最大化地利用面對面的教学时间提高师生、生生之间的互动性，充分促进学生的深度学习及个性化教学，避免线上学习的浅层学习，是配合线上自主学习的最有力的线下教学方法。

在“C语言程序设计”课程教学中，翻转课堂制定的技术路线是“围绕知识点提出任务和问题—学生自主线上学习—课堂上学生讲解—教师和学生补充并提问—全班交流总结”。把讲台让给学生，学生从被动接受知识变为主动参与知识的理解，真正实现了以学生为中心。例如对“循环程序设计”这一知识点，首先给出课前的学习任务是掌握循环结构程序的本质特征，实现循环程序的三种语句及其执行过程，能应用三种语句编写代码解决一般的循环结构问题。在课堂上让学生上台讲解，教师要发现学生在实际讲解中存在的问题，引导其深入讲解;同时由学生提出问题，教师和其他学生再进行补充讲解和讨论总结，如此可以充分挖掘学生在各方面的潜在能力，全面发挥学生学习的主体性，知识得以真正内化而牢固掌握。

2.以案例为依托的案例教学法。此方法以“案例呈现—自主分析思考—小组讨论—教师或学生讲解知识—展开教师点评或学生总结”为技术路线。提出综合案例问题，要求用程序设计完成，调动学生积极思考，综合各种知识点围绕案例展开，将枯燥的知识活化在案例中，学生更容易记住，起到事半功倍的效果，应用知识解决问题的能力也得以提升。

3.以问题为中心的讨论式教学法。以“教师或学生提出问题—学生分小组讨论—教师引导解决问题”为技术路线进行，充分发挥学生的质疑能力，以提出的问题为中心展开，通过课堂或网上的讨论区进行讨论，层层剖析问题所蕴含的基本知识与专业思维，旨在通过问题分析帮助学生逐渐形成自主理性分析问题和质疑的好习惯。此方法参与性强，有助于学生形成较强的独立思维和创造性思维。

4.任务和竞赛为导向的合作式学习。这种教学方法以“布置综合任务或参加竞赛—自主组成团队—学生团队完成任务—团队代表讲解—全班交流总结”为技术路线。通过完成综合性任务或参加竞赛培养学生理论联系实际和积极动手实践的能力，提高学生解决问题的能力和团队合作能力等，同时促进了人格的健康发展。

四、促进持续改进的综合考核评价体系

与混合式教学相适应的课程考核也做了改变，采用过程评价与结果评价相结合的方式，做到考核评价全程化。一方面注重过程评价，另一方面关注结果评价。“C语言程序设计”课程制定了线上线下的多元考核内容、考核比例和考核方式。考核成绩包括三大部分：线下期末考试、平时成绩、实验成绩，分别占60%、25%和15%。其中平时成绩包括授课视频的收看情况、线上线下作业、线上测试、上机测验、课堂表现、线上参与度等。充分利用互联网学习平台的功能监督学生按时按量收看授课视频，引导学生积极进行混合式学习。课堂表现包括翻转课堂表现、发言、回答问题、提问、小组参与度等，通过课堂表现和上机测验，促进知识的应用和编程能力的提高，以达到OBE的能力产出要求，同时对中间过程的各种考核情况进行分析，不断调整教学以达到持续改进的目标。

五、结语

（一）课程教学效果

通过两个学期的“C语言程序设计”教学实践发现，学生比较接受混合式教学模式。线上学习更大程度地做到了个性化，利用手机App学习可以在时间和空间上灵活掌握，不懂的问题可以反复观看视频，或者在收看时按暂停键，思考清楚后再继续观看视频。学习好的学生可以学得更快更多，这些都是课堂面授无法做到的。从学情统计来看，绝大部分学生能够充分利用自主学习时间按时完成授课视频的收看和部分主观题作业的解答。在课程面授环节引入翻转课堂等教学方法，大部分学生都积极参与，课堂变得很活跃，极大地促进了学生的参与度和深度学习，思考得更深、更广，学到的东西更多，记得更牢，课堂效率有了大大提升。学生满意度问卷调查数据反映了学生对混合式教学模式的认可和接受，如表1所示。

本课程教学体系完整，层次递进，教学多样化。从学生期末考评结果来看，应用该教学模式后，学生的平均成绩得到了提升，考核综合能力部分的试题得分较高，验证了此教学模式的有效性。

（二）课程面临的问题和持续改进分析

虽然学生反映混合式教学模式可以灵活安排时间在线上学习基础知识，有更多的时间学习重点和难点，但我们还是发现自觉性较差的学生在线上学习时可能开小差、不认真，个别学生不按时完成线上学习，影响后续的跟进，课堂的参与度也不高。针对这种情况，在以后的教学中将采取以下措施更严格地监督和持续改进：对没有按时按量完成视频收看的学生，大量扣减平时成绩的分数;增加针对知识点的线上小测试，计入平时成绩，以避免学生在自学时不认真;在授课视频中加入更多的節点问题，学生必须回答正确才能继续收看，这样可以避免收看时开小差。

值得注意的是这样的参与式教学方式并不是普遍适用的，它更适合小班教学。此参与式教学方式实施于两个班级后发现，其中一个实验班人数低于10人，学生的自觉性和翻转课堂的实施结果都非常好。另一个班有50人，线下课堂没有充足的时间让每个学生都参与进来，难免会忽略一部分人，因此应将教学班级人数控制在30人以内。

信息化时代教学沟通手段多样化，传统的教学模式已经不能满足教学的需求。混合式教学模式可以充分借助网络学习平台，灵活安排时间，让课堂的呈现方式更加灵活。通过在“C语言程序设计”混合式教学中实施“以学生为中心”、基于翻转课堂的教学方法，最大限度地激发了学生的学习积极性，并使学生在学到知识的同时提高了综合能力和素质，促进学生的全面发展。

参考文献

[1]于歆杰.论混合式教学的六大关系论[J].中国大学教学，2019（5）：14-18+28.

[2]王冀生.现代大学的教育理念[J].中国高教研究，1999（2）：11-12.

[3]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[4]李家春，熊冬青.计算机程序设计课程混合式在线教学设计与实施[J].计算机教育，2021（2）：3-8.

[5]黄美初，沈敏敏.翻转课堂与MOOCs在开放大学教学中的有效结合研究——太极四重嵌套式的翻转课堂与MOOCs相结合架构初探[J].远程教育杂志，2015，33（2）：62-70.

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