《C語言程序設(shè)計》教學(xué)過程管理的改革與實踐

梁新元

（重慶工商大學(xué)計算機科學(xué)與信息工程學(xué)院，重慶 400067）

0 引言

教學(xué)質(zhì)量過程控制就是在實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)過程的每個環(huán)節(jié)，包括實踐教學(xué)上實施有效的質(zhì)量控制，通過制定教學(xué)過程的監(jiān)控制度來把握教學(xué)的正常運行，并保證良好的教學(xué)質(zhì)量。高校保證人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心是對教學(xué)過程的全面管理，課程教學(xué)的過程管理是教學(xué)質(zhì)量保證的根本[1]。人才培養(yǎng)是高等學(xué)校最根本的任務(wù)，其培養(yǎng)質(zhì)量的高低根本還是取決于對教學(xué)過程的質(zhì)量管理和監(jiān)控[1]。

教學(xué)質(zhì)量過程控制成為近年來研究的熱點。李長熙[2]對2004－2013年《高等工程教育研究》等國內(nèi)主要11種高教類核心期刊有關(guān)高校教學(xué)質(zhì)量管理和提升的1410篇文獻進行研究文獻予以梳理歸納，總結(jié)近十年來我國高校教學(xué)質(zhì)量管理與提升研究的主要特點，同時指出教學(xué)質(zhì)量管理與提升研究的不足，并對未來的研究趨勢進行了論述。教育界對于教學(xué)質(zhì)量管理研究以理論研究（占48.69%）和案例研究（占41.89%，二者合計達(dá)到90.58%）居多，整體性、宏觀性的描述過多，環(huán)節(jié)性、微觀性的研究較少，研究成果可操作性不強。主悔[1]從教師的角度認(rèn)為，現(xiàn)在教學(xué)管理中的質(zhì)量控制，主要由備課、教學(xué)、輔導(dǎo)、批改、考核共5個要件構(gòu)成，這是任課教師為了上好一門課或者一堂課所必須做的功課，是最基礎(chǔ)和最基本的教學(xué)要求，也是必不可少的環(huán)節(jié)。

1 課程教學(xué)問題和研究現(xiàn)狀

《C語言程序設(shè)計》（有些學(xué)校又稱為《程序設(shè)計基礎(chǔ)》）是計算機專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一些學(xué)校的理工科專業(yè)的公共課。這類課程不僅要求學(xué)生掌握C語言程序設(shè)計的知識，更重要的是在實踐過程中逐步掌握程序設(shè)計的思想和方法，以培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力。程序設(shè)計類課程教學(xué)改革也是近年來研究熱點，主要是人才培養(yǎng)模式、教學(xué)改革、教學(xué)方法和考核方法的研究。對于質(zhì)量保障、質(zhì)量監(jiān)控和教學(xué)管理的論文很少。魯紅英[3]針對目前高校C/C++語言程序設(shè)計課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題，闡述如何構(gòu)建一套教材體系完善、教學(xué)資源豐富、教學(xué)手段先進、教學(xué)評價合理、考核方式差異化的教學(xué)體系。

目前大多數(shù)學(xué)校對《C語言程序設(shè)計》采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，主要問題表現(xiàn)為重結(jié)果，輕過程。教師往往只注重備課和授課環(huán)節(jié)，采用滿堂灌的方式，對于輔導(dǎo)、批改和考核環(huán)節(jié)不重視，這是當(dāng)前常態(tài)教學(xué)活動中普遍存在的突出問題。《C語言程序設(shè)計》課程考核方式大多采用期末閉卷理論考試模式，缺乏上機考試和半期考試。實際上程序設(shè)計本身是一種實踐性很強的工作，傳統(tǒng)教學(xué)模式忽視了實踐能力的培養(yǎng)和考核。教學(xué)質(zhì)量過程控制的少數(shù)幾篇論文主要集中在過程性考核方面，這些論文由于存在各自的不足推廣比較困難。朱曉旭[4]對程序設(shè)計類課程進行過程性考核研究，提出程序設(shè)計類過程性考核的方案，闡述方案的實施成效和需要注意的關(guān)鍵問題。采用3次上機考試實現(xiàn)，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件管理系統(tǒng)支持過程性管理，教學(xué)效果缺乏定量分析。戴蒙[5]針對《程序設(shè)計語言》課程傳統(tǒng)考核方式所存在的問題，給出了該門課程的具體過程化考核方案，論文給出了簡潔可行的操作方案，分成4大模塊進行上機考試，機器自動閱卷，但是實踐效果不佳。對于沒有能力開發(fā)或者沒有購買自動考試系統(tǒng)的學(xué)校則無法進行。

現(xiàn)有論文，都無法覆蓋程序設(shè)計類課程教學(xué)管理的全過程，因此本文擬從備課、教學(xué)、輔導(dǎo)、批改、考核共5個環(huán)節(jié)，提出以實踐能力為核心的教學(xué)全過程管理，對教學(xué)過程進行全面管理，進行有效的質(zhì)量控制。

2 教學(xué)全過程管理的改革方案

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的一種人類特有的人才培養(yǎng)活動。教學(xué)環(huán)節(jié)包括備課、上課、作業(yè)、輔導(dǎo)、檢測等，這些環(huán)節(jié)都會質(zhì)量影響最終質(zhì)量。教學(xué)全過程管理的基本思想就是做好教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，做好教學(xué)的過程管理和質(zhì)量監(jiān)控。精心備課，認(rèn)真上好每一堂課；根據(jù)學(xué)生實際，確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，適當(dāng)課外輔導(dǎo)、補課和指導(dǎo)，深受學(xué)生歡迎，教學(xué)效果良好。加強教學(xué)期中和期末的上機考試，加強平時作業(yè)的批改，積極提高學(xué)生實踐能力，制定合理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法和反饋機制，大幅度提高學(xué)生的實踐能力。筆者在實施教學(xué)過程管理和質(zhì)量控制方面做了大膽的改革和創(chuàng)新，取得了很好的教學(xué)效果。本部分對這項工作進行了系統(tǒng)的總結(jié)。

2.1 精心備課

多年來，堅持學(xué)情分析，不管多么熟悉的課程，堅持每周至少花一天時間備課，精心準(zhǔn)備教案和教學(xué)課件，不斷改進教案和教學(xué)課件，不斷調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方案設(shè)計。在《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中，每次備課重點不同。2013級計算機專業(yè)的《C語言程序設(shè)計》是筆者首次擔(dān)任該門課程的教學(xué)，備課重點是熟悉教材內(nèi)容，精心制作課件。2015物聯(lián)網(wǎng)班的《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中，備課重點主要是調(diào)整教學(xué)方案、制定作業(yè)的評分標(biāo)準(zhǔn)和參考答案。在2017級計算機專業(yè)的《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中，備課重點主要是重新設(shè)計了適合講練結(jié)合的教學(xué)方案，重點完成了案例程序和作業(yè)參考程序的代碼規(guī)范性工作。

2.2 不斷改進教學(xué)方法

上課時不斷改進教學(xué)方法，在采用傳統(tǒng)的“講授法”基礎(chǔ)上，增加了“演示法”和“講練結(jié)合法”。

“講授法”主要通過講解PPT的方式，向?qū)W生講授知識。“講授法”具有高效傳遞的知識的特點，能夠在短時間內(nèi)里講授大量的知識點，學(xué)生容易形成知識全局的輪廓。但是，也有明顯的缺點，就是學(xué)生覺得講授的知識枯燥、抽象、難懂。造成課上似乎全懂，下課幾乎不會，課后難以獨立完成作業(yè)。

為此，采用“演示法”，在課堂演示一些程序的運行、常見錯誤和錯誤調(diào)試。通過理論課堂演示程序，讓學(xué)生感受程序的魅力，體會程序的邏輯和功能，了解常見的程序錯誤及其排錯方法。在《C語言程序設(shè)計》的理論和實驗課都進行了大量的程序演示。通過演示，使得學(xué)生能更加直觀地理解程序的內(nèi)在邏輯關(guān)系和知識點的應(yīng)用。演示法在2013計算機專業(yè)的《C語言程序設(shè)計》進行了少量使用，在2015物聯(lián)網(wǎng)班進行了大量使用，尤其是重點演示了不同知識點的debug方法。演示法雖然形象，但是，學(xué)生無法體驗，教師講解后學(xué)生容易忘記如何實現(xiàn)。在2017級計算機的《C語言程序設(shè)計》采用講練結(jié)合的教學(xué)方法。簡單的說就是教師講解1-2個例子后，讓學(xué)生馬上進行練習(xí)，將理論課和實驗統(tǒng)一起來，實現(xiàn)理論和實驗的一體化教學(xué)。還采用了復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授[6]提出的對分課堂法，實現(xiàn)課堂討論和師生互動。

2.3 構(gòu)建科學(xué)合理的作業(yè)管理流程

構(gòu)筑了布置作業(yè)→制定參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)→批改→反饋→評講的作業(yè)管理流程，該流程科學(xué)合理，能夠有效地實現(xiàn)作業(yè)的過程管理，如圖1所示。

（1）制定參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)。在2015物聯(lián)網(wǎng)班的《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中，每周都需要花8小時左右制定評分標(biāo)準(zhǔn)，制定參考答案，每個程序盡量給出多種方法完成的參考程序。在2017級計算機專業(yè)的《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中，每周都需要花5-8小時左右進一步修訂作業(yè)的參考答案和評分標(biāo)準(zhǔn)，重點完成了參考程序的代碼規(guī)范性工作。通過參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生能夠了解自己存在的問題，學(xué)習(xí)到代碼的多種實現(xiàn)方案。

圖1 作業(yè)處理流程圖

（2）批改作業(yè)。重點批改實驗作業(yè)，每周需要花1天左右批改實驗作業(yè)，平均每個學(xué)生15分鐘左右，每個班大概要花5小時左右。2013計算機和2017計算機都是2個班的《C語言程序設(shè)計》，大概需要10小時，需要整整1天時間；2015級物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)只有一個班，批改作業(yè)需要5-6小時。批改作業(yè)將給出每道題的詳細(xì)評分、部分程序的修改建議，并對本次學(xué)生作業(yè)的優(yōu)缺點進行記錄。每份實驗作業(yè)都從正確性、可讀性和測試情況，給出100-150字的描述，便于學(xué)生知道自己存在的問題和改進方向。由于每次批改作業(yè)的所花時間很多，還只能批改1/3的作業(yè)，另外還聘請了一些學(xué)生助理協(xié)助教師完成作業(yè)批改，學(xué)生助理完成了大部分作業(yè)的批改工作，盡量做到實驗作業(yè)全批全改。通過批改作業(yè)，教師能及時發(fā)現(xiàn)問題，能夠客觀合理的評價學(xué)生。批改人員采用交叉評閱方式，避免主觀評價，做到客觀評價學(xué)生。學(xué)生助理是由高年級或者同年級的學(xué)生構(gòu)成，沒有報酬和任何獎勵，自愿參加，隨時可以自愿退出。

（3）嚴(yán)防抄襲。在以往的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生抄襲實驗作業(yè)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，也成為許多教師的難題。結(jié)果造成大部分學(xué)生基本不會寫程序，或者實踐能力很差。筆者嚴(yán)格查作業(yè)抄襲，每發(fā)現(xiàn)一次記3次0分，發(fā)現(xiàn)第2次再扣3次0分，發(fā)現(xiàn)第3次直接掛科。通過3年的教學(xué)實踐，學(xué)生抄襲作業(yè)情況得到根本好轉(zhuǎn)，基本杜絕了學(xué)生抄作業(yè)的情形。通過實踐發(fā)現(xiàn)，通常在第一個月就能消滅大部分的抄襲現(xiàn)象，少部分學(xué)生需要中后期持續(xù)的跟蹤和打擊才能杜絕。通過嚴(yán)格管理，學(xué)生基本都是自己寫程序，從而增加實踐練習(xí)的機會，杜絕了學(xué)生偷懶的現(xiàn)象。

（4）及時反饋和評講。作業(yè)每1-2周會將批改的詳細(xì)數(shù)據(jù)在網(wǎng)上公布，學(xué)生可以查詢自己的作業(yè)情況，同時給出優(yōu)秀典型及錯誤典型。學(xué)生通過教師的評語，能夠知道主要錯誤的方向和原因，使得學(xué)生高度重視平時作業(yè)，不容易產(chǎn)生偷懶的心理。學(xué)生還能看到教師對程序給出的修改建議。教師在實驗課上會針對學(xué)生存在的典型問題進行簡要評講。

2.4 輔導(dǎo)答疑

首先在課堂對學(xué)生提出的問題及時進行輔導(dǎo)和答疑，同時還增加課外輔導(dǎo)環(huán)節(jié)。

（1）課外答疑。通過QQ文字、語音和視頻演示進行指導(dǎo)，盡可能教會學(xué)生解決問題。學(xué)生程序設(shè)計學(xué)習(xí)過程中有疑問，可以通過QQ提交問題。要求學(xué)生描述清楚程序要完成的功能，用文字或者截圖程序故障現(xiàn)象，并提供源程序。首先，進行方法和方向指導(dǎo)，采用文字提示學(xué)生改錯的方向，如果學(xué)生能自己采用提供的方法和改錯方向解決問題，則答疑結(jié)束。其次，如果學(xué)生沒有掌握方法，則可能需要通過QQ文字聊天、語音講解或者屏幕分享向?qū)W生演示排錯的方法，進一步啟發(fā)學(xué)生自己排錯。第三，如果學(xué)生還是沒有能力掌握教師提供的方法，教師再用通過QQ屏幕分享向?qū)W生演示整個排錯過程；講解過程中，對于學(xué)生共性問題，則盡可能將演示過程錄制成視頻，并發(fā)給學(xué)生本人和全班學(xué)生學(xué)習(xí)。第四，對于教師暫時無法馬上解答的難題，教師會自己探討找到解決方法后，再給學(xué)生講解。有些問題只需幾分鐘，有些問題需要1小時以上才能解決。

（2）課外指導(dǎo)。通過講座和個別指導(dǎo)，為學(xué)生讀書、考研、就業(yè)提供指導(dǎo)和幫助。通過做講座向?qū)W生傳授程序設(shè)計的學(xué)習(xí)方法，了解專業(yè)發(fā)展前景，提升專業(yè)信心和學(xué)習(xí)興趣。尤其是邀請了高年級的優(yōu)秀學(xué)生重點交流計算機專業(yè)的專業(yè)方向、就業(yè)方向、就業(yè)渠道和學(xué)習(xí)策略。

2.5 檢測與質(zhì)量控制

檢測和質(zhì)量控制是教學(xué)過程管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以說是檢驗和控制教學(xué)質(zhì)量的最核心的環(huán)節(jié)，所有其他環(huán)節(jié)都是為教學(xué)質(zhì)量服務(wù)的。可以說檢測和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)決定了其他環(huán)節(jié)的處理方式。確定嚴(yán)格的質(zhì)量檢測和控制的措施。質(zhì)量檢測和控制的措施是保證質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，影響整個教學(xué)質(zhì)量的控制過程。對《C語言程序設(shè)計》課程實行半期和期末2個階段的上機考試。每次考試都采用A、B、C、D四套試卷進行考試，保證相鄰?fù)瑢W(xué)之間的試卷完全不同，同時禁止使用書籍參考資料、網(wǎng)絡(luò)、U盤和手機，嚴(yán)格保證考試的質(zhì)量和水平。每次的考試座位都會調(diào)整，即半期上機考試和期末上機考試的座位不同，避免學(xué)生形成考試的同盟關(guān)系，上機考試座位和試卷安排如圖2所示。當(dāng)然，嚴(yán)格的交叉評閱實驗作業(yè)也是控制教學(xué)質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。嚴(yán)格的上機考試最能反映學(xué)生的實際能力水平和教學(xué)質(zhì)量。

半期上機考試主要檢測《C語言程序設(shè)計》的輸入輸出、表達(dá)式、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，作為后階段教學(xué)設(shè)計的依據(jù)。半期上機考試成績能及時反饋存在的問題，同時可以教育學(xué)生，讓學(xué)生知道教師的嚴(yán)格考核方式。期末上機考試主要檢測函數(shù)、指針和結(jié)構(gòu)體部分的內(nèi)容。

半期上機考試和期末上機考試各占50%作為卷面成績計入期末實驗成績。實驗成績由平時成績和卷面成績構(gòu)成，平時成績和卷面成績占50%，平時成績是由10-14次實驗作業(yè)構(gòu)成，取平均分作為平時成績，平時成績不考慮上課出勤，即實驗報告成績就是平時成績。15級物聯(lián)網(wǎng)的實驗作業(yè)12次，13級計算機和17級計算機專業(yè)的實驗作業(yè)都是11次。但是13計算機沒有進行半期考試，平時成績只占30%，期末上機考試占70%。

3 教學(xué)過程管理的改革實踐效果

在2013級計算機、2015級物聯(lián)網(wǎng)和2017級計算機專業(yè)中，對《C語言程序設(shè)計》教學(xué)過程管理進行改革實踐，這里把這些班級稱為教改實驗班。在2013級計算機只進行了期末上機考試。在2014計算機、2015計算機和2016計算機采用傳統(tǒng)的講授法和實驗授課方式，這里把這些班級稱為傳統(tǒng)教學(xué)班，只進行了期末上機考試，平時作業(yè)很少批改和反饋給學(xué)生。教改實驗班和傳統(tǒng)教學(xué)班的實踐能力效果對比分析見表1和表2。

表1 C語言上機考試成績對比分析表

表2 計算機編程能力對比分析表

表1給出了半期上機測試和期末上機測試的平均分和及格率等數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)可以看出，《C語言程序設(shè)計》的教改實驗班期末上機考試保持了較高的平均分、及格率、優(yōu)秀率和及格率，與傳統(tǒng)教學(xué)班相比有較大程度提高，及格率提高30%以上，優(yōu)秀率提高20%以上，優(yōu)良率提高20%以上，平均分提高20分以上。

事實上，教改實驗班的期末上機考試題難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)教學(xué)班的上機考試題。從表2可以看出，教改實驗班期末上機考試是100行左右代碼，而傳統(tǒng)教學(xué)班代碼行只有50行，與教改實驗班半期上機考試代碼行要求相當(dāng)。其次，教改實驗班要考試的上機考試要考試數(shù)組、函數(shù)、指針和結(jié)構(gòu)體，但傳統(tǒng)教學(xué)班只考核數(shù)組和函數(shù)，不考核結(jié)構(gòu)體和指針。17計算機的上機考試時間從其他年級的2小時壓縮為1.5小時。所以，教改實驗班的上機考試成績提高的程度還應(yīng)該更高。

表2給出了半期上機測試和期末上機測試的ABC三個編程能力等級學(xué)生人數(shù)極其占比。代碼行是指程序的基本要求達(dá)到的代碼行數(shù)。A級表示成績在70分及以上的學(xué)生，表示編程優(yōu)秀的學(xué)習(xí)；C級表示40分以下的學(xué)生，表示基本沒有編程能力；其他的學(xué)生是B級，表示普通編程能力的學(xué)生。從這些數(shù)據(jù)可以看出，《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中，教改實驗班保持了學(xué)生較高的編程能力，A級學(xué)生比例較高，C級學(xué)生比例較低，與傳統(tǒng)教學(xué)班相比有較大程度提高。在期末上機測試中，教改實驗班比傳統(tǒng)教學(xué)班A級優(yōu)秀編程能力的學(xué)生比例提高30%以上，B級普通編程能力的學(xué)生比例降低10%以上，C級不具有編程能力的學(xué)生比例降低20%以上。

從表1和表2可以看出，教改實驗班的學(xué)生編程實踐能力要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)教學(xué)班的學(xué)生編程實踐能力。因此，教改實驗班的《C語言程序設(shè)計》教學(xué)質(zhì)量要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)教學(xué)班的教學(xué)質(zhì)量。

為了保證考試嚴(yán)肅性，上機監(jiān)考嚴(yán)格，考試過程控制嚴(yán)格，從而使得上機考試成績具有高可信度，才能充分說明考試的可靠性，證明教學(xué)效果的有效性。通過考試的有效性來證明教學(xué)效果的有效性。通過多個年級和班級的實踐，避免了班風(fēng)不同對教學(xué)實證效果的影響，充分說明本文提出的教學(xué)過程管理改革方案的實踐效果。

4 結(jié)語

通過教改班和傳統(tǒng)班級的教學(xué)實踐證明，本文提出的教學(xué)過程和質(zhì)量控制對于《C語言程序設(shè)計》教學(xué)質(zhì)量的控制是一種行之有效的方法。程序設(shè)計類課程的教學(xué)全過程管理實現(xiàn)了課堂教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)合，教師的知識傳授與學(xué)生的實際運用相同步，大大提高了學(xué)習(xí)效果和學(xué)生實踐能力。

當(dāng)然，本文提出的方法還存在許多不足，還需要進一步改進、調(diào)整和完善。教學(xué)過程管理能充分實現(xiàn)教學(xué)管理，及時實現(xiàn)教學(xué)反饋，但還是有點逼迫學(xué)生學(xué)習(xí)的味道。還值得進一步探討如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)過程管理會導(dǎo)致教師投入大量的時間，每周要花4天甚至更多時間完成2-3班的教學(xué)任務(wù)。因此，如何減少教師的投入時間是下一步重點解決的問題。