符合工程教育認證標準的C語言課程教學改革

羅衛敏+王令

摘 要： 新的工程教育專業認證通用標準以學生為中心，以目標為導向，著重關注學生的學習過程和效果。結合C語言課程，從通用標準中的學生、目標和改進三個方面，就學生學習困難、編程能力偏弱和教學評估趨于形式等問題，對C語言課程教學改革的思路和方法進行了探討。

關鍵詞： 工程教育； 專業認證； C語言； 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）02-79-03

0 引言

1989年，美英等六個國家的民間工程專業團體發起并簽署了《華盛頓協議》，在國際上為協議成員國本科工程學歷資格互認制定了標準。教育部在2006年成立全國工程教育專業認證專家委員會[1-2]，2012年成立中國工程教育認證協會（籌），全面負責工程教育專業認證工作，并對原有工程教育專業認證的通用標準進行修訂[3]，進一步向《華盛頓協議》認證標準靠攏。

C語言課程通常是高校理工科專業必修的基礎課程，但即使是計算機專業的學生，通過一個學期的學習，也難以真正認識和理解C語言，無法使用C語言程序解決現實的專業問題。在工程教育專業認證的背景下，如何提高C語言課程教學質量，使學生能夠在工程實踐中運用計算機編程解決復雜問題，成為當前C語言課程教學的重點。

1 以學生為中心

新的通用標準將學生放在第一位，著重關注學生學習過程和效果。在實際中，教師應充分考慮學生的接受能力，隨時關注學生的學習狀況，有針對性地化解學生學習中的畏難情緒。

1.1 計算思維的建立

計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計，以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[4]。教師要幫助學生建立計算思維，最有效的方法是引入算法描述和程序流程圖，使學生從模糊的、主觀的問題求解轉變成具體的、客觀的目標實現。

教師應該把計算思維的建立貫穿到整個課堂教學過程中，要求學生先給出算法和程序流程圖，理清思路和步驟，然后再編程。或者提供程序，要求學生繪制程序流程圖。通過程序和程序流程圖之間的轉換，幫助學生建立計算思維。

1.2 內存圖的繪制

當編程結果偏離預期時，學生無法解釋原因。其中的根本在于學生機械記憶知識點，造成編程的機械性和盲目性。內存圖反映了程序執行的過程和結果，非常直觀地解釋程序語句的差別和影響。

建議教師在教學中盡早引入內存圖，幫助學生從底層理解程序運行的本質；內存圖的繪制最好選擇黑板板書，方便學生理解程序執行過程中內存的動態變化；區分動態存儲區域和靜態存儲區域，幫助學生了解C語言對象的生存期；介紹內存地址數據，提高學生對指針、函數和數組工作機制的理解。

1.3 實踐環節的改進

實踐環節促使學生完成從知識到能力的轉換，教師要精心設計實踐課的教學內容，創新實驗教學方法，使之成為加強學生實踐能力、編程能力和創新思維的重要途徑[5]。

教師應該考慮學生編程的實際困難，改進實踐環節，引導和推動學生逐步增強實踐動手能力。建議教師提供部分程序，要求學生根據注釋進行程序填空或根據語句填寫注釋，幫助學生理解每條語句的作用；提供算法和流程圖，要求學生完成程序填空、程序部分編程或全部編程，或提供程序要求學生寫出算法和程序流程圖，幫助學生建立計算思維；提供典型的算法程序代碼，提出類似問題，要求學生模仿已有程序寫出自己的程序，幫助學生熟悉和應用典型算法。

2 以目標為導向

新的專業認證通用標準中，要求教師和學生必須清楚專業培養目標和畢業要求，教學應以目標為導向。C語言課程的主要目標就是編程求解問題，而不是考核程序設計的語法和語句。

2.1 制定階段性目標

若只是為課程制定最終教學目標，實際操作時最終目標往往會出現偏差。建議將一個學期的教學劃分為多個階段，制定階段性目標。階段性目標應考慮學生的認知能力和編程能力，既要考察學生對教學內容的掌握程度，也要考察其使用當前知識進行編程的能力。

教師按照階段性目標，首先在每個階段末檢視教學內容是否按照教學進度完成，然后根據理論課堂、實踐課堂、作業和實驗報告等方面暴露出的問題，及時調整下一階段的教學方式方法和內容。教師應著重關注學生的學習效果和心理反應，幫助其順利完成階段性目標的既定要求。

2.2 對知識的全面教學

教師應在傳授C語言知識點的基本概念和使用方法上，注重學生對知識點的深入理解和綜合應用。對任一知識點，應該引導學生回答以下四個問題。

⑴ 是什么？即學生應明白知識點的定義，幫助學生建立對知識點的初始認識。

⑵ 怎么寫？即學生應掌握知識點在程序中的書寫方式，幫助學生感性認識知識點的結構組成。

⑶ 何時用？即學生應清楚知識點的使用時機，幫助學生提高使用C語言編程求解具體問題的應用能力。

⑷ 會怎樣？即學生應理解知識點的使用對內存數據產生的影響，幫助學生理性認識知識點的使用后果和易于出錯的原因。

2.3 調整教學內容

按照課本安排教學順序，依次講解C語言語法組成，不利于學生編程能力的培養。例如指針和函數是重點難點，但在教學順序上靠后，學生無法充分消化理解，對學生編程求解問題的能力影響非常大[6]。

建議教師合理調整教學內容，盡早引入使用面廣、難度較大的章節內容，給學生充分的時間去理解和應用。注意調整教學內容并不是簡單將后面章節挪到前面。在教學過程中教師應充分考慮學生的知識接受能力，部分引入和講解原本后面章節的知識內容，并應用到程序中。

2.4 引入專業背景

除了計算機專業，其他專業的學生普遍認為學習C語言沒有用處，面對C語言課程中的數學題目和普通應用題目，如求水仙花數和求素數等，學習興趣必然縮減，教學效果無法提高。

建議教師考慮所授班級的專業背景，精心組織教學范例和題目。引入專業背景并不需要教師專門研相關專業知識，C語言課程屬于基礎課程，教師只需要使編程與專業問題產生聯系，增加學生學習興趣即可。

3 持續改進

專業認證要求對教學過程有良好的質量監控機制，可以對學生在整個學習過程中的表現進行跟蹤和評估，根據評價及時調整和改進教學內容和教學方法，保證培養目標不偏離。

3.1 教學評估

課程的教學評估可分為學期階段性評估和學期總結性評估兩類。通過學期階段性評估發現教學過程中出現的問題并及時改進，避免偏離課程教學大綱既定目標。通過學期總結性評估，總結課程期末考核暴露出的問題和教學目標的完成情況，避免偏離專業培養方案既定目標。

教學評估考察教師教學和學生學習的情況，及時發現問題，主要評估以下兩個方面。

⑴ 教學內容：評估教學內容是否符合教學大綱要求；檢查教學進度表確保當前教學內容符合進度規劃；評估教案的編寫是否規范合理；評估課件的編寫規范和使用效果。

⑵ 教學效果：評估學生對理論知識的掌握程度；評估學生對教師教學方式方法的認可程度；檢查學生理論作業和實驗報告的完成和批改情況；評估學生實踐能力情況。

評估人員構成應包括院校兩級教學督導團、教研組、承擔同一課程教師和學生。建議以參與課程教學的教師和學生為主，全面評估教學內容和教學效果，以院校兩級教學督導團為輔，主要評估教學內容和教學效果中的作業情況。評估后形成評價，于網上公布，便于教師及時調整教學方式方法和內容，學生及時修正學習方法和進度。

3.2 教學改進

教學評價發布之后，教師和學生都應該認真對待評價中反映的問題，否則之前所做的教學評估和評價毫無意義。

根據學期階段性評估得到的評價，教師除了調整教學方式方法和內容外，還應該針對學生學習上的問題，及時完善教學指導和心理輔導。學生應調整學習方法和學習狀態，對上一階段掌握不好的內容進行鞏固。

學期總結性評估得到的評價，主要是讓教師在學期授課結束后，認識總結性評價所發現的問題，汲取經驗。教師應以學生為中心，以目標為導向，全面對教學內容、教學方式方法、教案和課件進行整改，為之后的課程開設做好準備。

3.3 改進的有效性和持續性

教學過程有了評估和評價，教師和學生必須隨之進行改進，從而保證教學改進的效果和連續，這必然需要依靠學校制定相關政策作為支撐，在制度上保證教學評估和教學改進可以持續地開展。

具體措施包括：每學期教師提交教學進度表時，必須附帶上屆的教學進度表和學期總結性評價，審核教學進度的變化和改進；每次評估應該結合上次評價結果和當前教學狀態進行開展，防止評價流于形式；開展隨機的階段性實踐考核，考查學生對已學內容的掌握程度和運用能力；通過各種渠道收集反饋信息，如隨機選取學生談話、問卷調查等，考察教學改進的實際情況。

4 結束語

工程教育專業認證不僅對高校教學質量提出高標準要求，也對高校提出了新的教學發展思路。幫助學生建立計算思維，能在實際工程問題中利用計算機進行求解，是C語言課程的教學目標。本文結合工程教育專業認證新的通用標準和C語言課程的教學，從學生、培養目標和持續改進三個方面探討C語言課程教學改革的方法和措施，希望能拋磚引玉，引起同行關注和探討，共同提高C語言課程教學質量。

參考文獻（Reference）：

[1] 吳啟迪.我國工程教育的改革與發展[J].中國高等教育評估，

2007.4：3-7

[2] 孫康寧，傅水根，梁延德等.淺談工程實踐教育中的問題、對策

及通識教育屬性[J].中國大學教學，2011.9：17-20

[3] 中國工程教育認證通用標準.http：//ceeaa.heec.edu.cn/

column.php？cid=17.

[4] Jeannette M.Wing.Computational Thinking[J]. Communi-

cations of the ACM，2006.49（3）：33-35

[5] 丁海燕，鄒疆，邱莎.C語言實驗教學體系及改革措施[J].實驗

技術與管理，2010.27（11）：179-181

[6] 王鵬遠，蘇虹.高校非計算機專業C語言教學改革與實踐[J].

計算機教育，2011.2：15-18