C++程序设计课程混合式教学模式探索

张丽 李菊

摘要：C++程序设计是理工科高校新生的必修课程，也是后续课程如数据结构、Java程序设计的先导课程。通过分析本课程在传统教学过程中存在的问题，针对这些问题，使用混合式教学模式进行教学改革，合理设计在线教学资源，在线下教学中引入翻转课堂，采用OJ实时评测学生编程题目，使用过程化考核优化考核方式，以期达到提高学生学习兴趣，加强学习主动性，增强动手实践能力的效果。

关键词：C++；混合式教学；翻转课堂；在线评测；程序设计

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）27-0161-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

在当前信息化时代，如何提升本科教育质量已经成为课程教学改革的焦点[1]。C++程序设计课程是理工科高校新生的必修课程，一般开设在大一学期。通过本课程的学习使学生掌握面向对象的基本概念，学会程序设计的基本方法和技能，使学生能编写出符合规范和性能良好的程序，是学好后续课程如数据结构、Java程序设计等的基础，也是培养学生编程思维的关键课程。

然而，C++程序设计课程的目前教学中存在一些问题，例如教学模式比较传统，多采用理论教学为主，课后上机为辅的形式 [2]，教学过程中更侧重于语法，学生的学习积极性和主动性不高，动手实践能力较差。针对这些问题，目前有很多学者提出了线上线下混合式教学模式。梁小林[3]等采用了新一代信息技术，构建了线上线下相结合的完整的教学体系，取得了良好的效果。汪中[2]等构建了基于“超星学习通+课堂教学+在线评测系统”的混合式教学模式，优化考核体系，达到课程改革的预期目标。王全蕊[4]提出了渐进式翻转课堂模式，采用课堂授课和在线学习平台结合的模式。

本文通过分析课程的教学现状，针对存在的问题，在教学过程中探索使用混合式教学模式，充分利用丰富的线上资源设计在线教学，在线下教学中引入翻转课堂，使用在线评测系统及时评判学生上机实践结果，并采用过程化考核优化考核方式，从而提高学生的学习主动性，增强学生动手能力。

2 C++程序设计课程现状

目前大多数高校讲授C++程序设计课程时仍然采用传统的教学方式，包括课堂理论教学，课下习题巩固和上机实践，考核方式主要以期末考试为主，分析这种方式存在的主要问题有以下几点：

（1）教学方式陈旧

教学方式主要以课堂为中心，以多媒体教学为手段讲授书本知识。尤其是在大班教学中，这种教学模式不利于提高学生的学习兴趣，不能更好地培养具有创造能力的人才。

（2） 部分学生缺乏学习的主动性和积极性

在本学院中，C++程序设计是大一学生的专业基础课，学生的计算机思维还没有形成，学习本课程存在一定难度。同时，课程的语法知识点琐碎、分散，容易混淆且难于记忆，因此，在教学过程中教师需要重点讲解课本中的知识点，导致学生缺乏自主学习和主动构建知识体系的能力。

（3） 学生编程能力差异大，部分学生实践动手能力不高

学生编程能力程度层次不同，部分学生面临能听懂课，却不会编程的困难，但是也有部分学习成绩较好的学生希望得到更充分的编程锻炼。同时，学生编程作业提交后，没有得到及时的结果反馈，无法及时改正程序。因此需要将编程作业分层次，同时需要更快速反馈学生上机实践结果。

（4） 传统考核方式重语法而轻实践，缺乏思维和能力的培养

在本学院中，C++程序设计课程考核期末考试占比70%，采用纸质考试形式。因此，试卷内容仍然是以考查理论知识为主，忽略了程序设计课程的本质，为了通过考试，学生将更多时间用于理论题目，而动手及实践能力并没有显著提升。

因此，改变C++程序设计课程的传统教学模式，采用线上线下相结合的混合教学模式，提高教学质量，已成为教学改革中的一个重要研究课题[5]。

3 構建线上线下混合教学模式

本文提出的线上线下混合教学模式设计如图1所示，包括课前、课堂、课后和过程化考核四个环节。课前环节教师规划设计线上教学资源，并设计学习任务单，指导学生完成课前自学，同时关注学生的互助讨论；课堂环节引入翻转课堂，教师布置任务指导学生分组讨论，根据学生学习情况进行重难点拓展讲解和指导答疑，重点加强实践环节的教学指导，通过算法思路阐述、流程图讲解、题目拓展方式，加强学生编程能力的培养；课后环节教师布置章节作业促进学生知识点巩固，并引入OJ及时反馈学生编程结果，最后采用过程化考核方式考核学生的课前线上自学，课中任务完成情况、编程练习结果和期末考试情况。

3.1 课前环节

教师分析教学内容中组成部分，针对教材中的章节，划分出不同的知识点，分割成若干独立教学单元，设计在线教学内容。例如第3章程序设计初步，可进一步分解成顺序结构，选择结构和循环结构三小节内容，顺序结构主要的知识点是语句和输入输出，选择结构和循环结构又可以分解成if-else、switch、选择结构嵌套和while、do-while、for几个知识点，如图2所示。这样可以把教学内容分解成“章—节—知识点”的三级结构[6]，根据划分知识点，设计在线课程。一方面可以选择合适的线上视频资源，另一方面可以录制一些视频作为补充，选择合适平台，例如学习通，设计适合本学院学生的在线课程。

为了更好地指导学生完成线上课程学习，教师设定线上学习任务单，针对教学内容，制定教学目标，给出详细的课前学习任务单和课后作业任务单。学生课前观看学习视频，完成自主学习过程后，教师需要检查学生的学习进度。学生在互动讨论区提出问题，教师回答问题，并收集学生提出较多的问题。

3.2 课堂环节

课堂上采用翻转课堂，优化线下教学方式，改变传统课堂中以教师为主导的状况，使学生成为学习的主导者，而教师则成为学习的引导者[7]。学生通过课前自学，基本理解了本节课的内容，并且已经提出了自己的问题。教师可以布置任务，让学生通过分组讨论对知识点进行梳理强化，通过小组展示上台讲解的方式，获取学生真实的学习情况和存在的问题。对本节课的重难点和学生问题较多的地方，教师要进行重点讲解，让学生的能力得到拓展。对于初次采用翻转课堂进行线下教学，可以每章选择重要知识点进行教学试点，后期根据实施情况进行合理调整。

课堂环节中需要重点进行实践环节的教学和指导，对于学生算法思维训练进行加强，可以采用循序渐进的方式。例如，在实际教学中循环的学习一直是学生的难点，教材中有双重循环的编程例题：找出100～200之间的全部素数。我们首先讲解如何判断一个数为素数，通过流程图的方式对算法思路进行讲解，并编写程序。然后再过渡到如何实现判断100～200之内的数为素数，从而让学生更容易理解。

3.3 课后环节

对于任何知识的学习，课后的复习巩固都非常重要。对于编程语言来说，语法是写程序的基础，因此课后环节需要兼顾语法知识的掌握和编程能力的提高。我们在学习通平台上设计了每章节的练习题目，设定了完成时间，要求学生在规定时间完成作业，作为过程考核的一部分。通过这些练习题目，帮助学生巩固语法知识。针对学生编程的练习，我们设计了基础题目和拓展题目，并采用OJ实时评判学生程序设计。基础题目要求所有学生完成，拓展题目难度大于基础题目，要求成绩中等以上的学生完成，加强学生编程能力的提高。同时，我们设计了游戏开发题目[8]，作为拓展题目一部分，极大提高了学生们的编程兴趣。对于典型题目，我们录制了编程题讲解视频，并上传到了学习通平台，供学生课后多次观看。

3.4 过程化考核环节

优化传统的考核方式，注重阶段考核，针对学生就在线资源的学习情况、课堂互动情况、每章练习题目作答情况、OJ评测的程序编写情况以及期末考试多方面进行考核，更科学、更能激励学生的学习积极性。各方面考核内容和比重如表1所示。

4 结论

本文探索了C++程序设计线上线下混合的教学模式，改变传统教学中以教师为主导的方式，探索以学生为中心，教师更多的是对学习进行指导的新方式，以达到提高学生学习兴趣，提升学习效果的目的。在实际的实施过程中，通过匿名调查问卷方式获取到绝大多数学生认可新的方式，同时学生学习C++的兴趣也得到了明显的加强，动手实践能力得到了提高。

当然，本模式还存在待改进的方面，例如，线上教学资源的建设、大班翻转课堂的合理设计和应用等，需要在后续C++程序设计教学实践中进一步探索。

参考文献：

[1] 冯光，金强山.“混合式+项目化”模式在“C程序设计”教学中的实验研究[J].计算机时代，2020（10）：79-81，85.

[2] 汪中，施培蓓.“互联网+”背景下“C++程序设计课程”教学改革与实践[J].合肥师范学院学报，2021，39（3）：83-85.

[3] 梁小林，胡育勇，孙志宏.新工科程序设计类课程智慧课堂创新与实践——以河北经贸大学《C++程序设计》课程为例[J].沧州师范学院学报，2021，37（3）：113-118.

[4] 王全蕊.C++程序设计递进式翻转教学模式的实践研究[J].河南科技学院学报，2020，40（8）：59-64.

[5] 李素若.基于慕课的编程类课程混合式教学模式研究与实践——以《C++程序設计》为例[J].软件导刊，2017，16（1）：189-191.

[6] 樊志平，金政哲.慕课环境下教学新模式研究——以“C语言程序设计”课程为例[J].电脑知识与技术，2017，13（30）：134-135.

[7] 苏小红，王甜甜，张羽，等.基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J].中国大学教学，2017（7）：54-62.

[8] 童晶，丁海军，金永霞.C语言课程设计与游戏开发实践教程[M].北京：清华大学出版社，2017.

【通联编辑：王力】