基于微課的C語言翻轉課堂教學設計與實踐

曹菊英，王 東，鄧海明，周桂珍，何湘艷

（1.湘南學院 電子信息與電氣工程學院， 湖南 郴州 423000；2.湖南大學 信息科學與工程學院，湖南 長沙 410082）

0 引 言

C語言是高校理工科專業的一門重要的專業基礎課，如何采用新的適用的教學方法和手段來提高課程教學質量，一直是國內外教學工作者積極思考的問題。目前翻轉課堂這種新的教學形式已經引起國內外教師的廣泛關注。

在進行森林保護工作的過程中，林地保護人員的工作是非常重要的。但由于林區面積大，工作人員分配的等問題，容易造成部分林區的管理存在缺失，再加上部分林區管理規范不完善，林區工作人員工作不認真，導致森林保護工作沒有落到實處。這樣就給我國森林保護工作造成了很大的阻礙。因此，森林保護的人員管理問題就是影響我國森林保護工作的一個重要因素，需要盡快的加大對林區工作人員的素質培訓。

翻轉課堂也稱作顛倒課堂，指的是任課教師提供以教學視頻為主要形式的學習資源，學生在上課前完成，為課堂教學中的活動做準備。翻轉課堂的實現是以微課為基礎，以其為媒介展開交互式教學。

翻轉課堂教學方法首先從國外興起，2000年Lage和Platt首次提出翻轉課堂概念，在“經濟教育”雜志上發表了兩篇關于翻轉課堂的文章[1]。2007年Johnthan Bergmann和Aaron Sams 提出了翻轉課堂教學法，開始使用錄屏軟件來錄制講課時的課件并上傳到網絡上[2]。2008年David Penrose在美國新墨西哥州圣胡安學院提出了微課程的理念，為學習者提供自主學習的網絡平臺，使學習者不限時間和地點自主學習[3]。2010年，我國首次正式提出微課概念是在佛山市舉辦的全市中小學教師優秀“微課”征集與評審活動中[4]。2016年，宋凌怡將微課運用到C語言教學[5]。陳娟發表了“翻轉課堂”在C語言課程中的應用的文章[6]，2017年，姚潔進行了雨課堂應用于高校教學的研究[7]。

1 應用微課的翻轉課堂在C語言課程的教學設計

1.1 教學設計

C語言知識體系內容較多，包括概述、算法、數據類型、運算符與表達式（順序、選擇結構、循環結構程序設計）、數組、函數、指針、結構體與共用體等。

在C語言教學過程中，教師除了把基礎知識和算法講解清楚之外，還需演示操作，學生要上機調試程序等，這些都要占用正常的教學時間，教師在有限的學時內把所有知識都講解透徹具有較大的難度，若不進行教學改革，教師則只能加快進度，使得很多知識無法詳細講解；還有學生也存在差異性，少部分學生從職高升學到我校，學生的學習能力、理解能力不夠強。因此，作為向應用型人才轉型的高校從事多年C語言教學工作一線教師，應該明確教學改革的目標，以便提高教學效果，從而提高學生靈活運用所學知識的綜合應用能力及動手能力；運用翻轉課堂教學模式，更需靈活應用多樣化的教學手段，將傳統的講授法、情景教學法、案例教學法、拋錨法、分組討論法與現代化的教學手段相結合，完成微課制作與發布，以便學生不限時間和地點地進行在線學習與交流、討論題等教學活動?；谖⒄n的翻轉課堂教學模式，在具體的實施中，將案例式和拋錨式教學方法相結合，構建的C語言理論課翻轉課堂教學設計框架，如圖1所示。

圖1 C語言理論課翻轉課堂的教學設計框架

其設計思路具體為：

“互聯網+”行動計劃為改變傳統農業發展模式提供了新思路，是實現農業大發展的必由之路。農業發展不僅需要精準扶貧，也是發展南充經濟、打造美麗南充的需要?，F在，我國正處于全面建成小康社會決勝期，南充市“塌陷”地帶的發展亟需采取超常規的舉措來實現精準脫貧，“互聯網+”的提出為南充市廣大農村貧困地區的精準扶貧工作提供了新思路和新途徑。通過互聯網思維和技術的導入，形成了“互聯網+農業”的新模式，使農業產、供、銷產業鏈條體系和模式得到創新，休閑農業等農業新業態的產業鏈得到拓展。

對流動相的流速和柱溫進行了優化選擇。選擇0.8，1.0，1.2 mL/min這3種不同的流速來考察10種酚類物質的分離效果。實驗表明，流速為0.8 mL/min時，1-萘酚的保留時間為25.80 min，保留時間較長；流速為1.2 mL/min時，香草醛與苯酚沒有達到基線分離；1.0 mL/min時，1-萘酚的保留時間為24.275 min，香草醛與苯酚的分離度較大。綜合考慮保留時間和分離效果，最終選擇1.0 mL/min。

（3）課后：①學生將作業上交到世界大學城網絡平臺。②教師根據反饋信息制作微課上傳到網絡平臺。

根據翻轉課堂的優點，設計實驗教學方法，其教學設計框架與圖1類似。課前，主要通過制作微課，引導學生自學程序設計和調試程序方法，減輕教師課中反復回答同一問題的負擔，節省更多的時間來進行教學改革，讓學生在上機課中有更多的時間學習調試程序。上機課上，學生完成實驗基本內容后，教師以思考題或者趣味程序設計為出發點，組織學生探究趣味程序，讓學生理論與實驗相結合，提供相關鏈接，并把部分程序上傳到世界大學城網絡平臺和QQ群，供能力較強的有意參加電子設計大賽的同學選擇性地學習，提高學生解決問題的能力。課后，學生整理實驗報告，整理調試程序時出錯信息，提高學生的動手能力，最后教師根據課堂上學生的操作情況，將出錯率高的的程序制作微課并傳到網絡平臺，供學生學習并鞏固。

（1）分析題意，設置變量5個整型變量p、x、k、js、flag分別為要判斷的數、除數、存放p的平方根、計數、用來標記的變量。

（2）運用順序、選擇、循環結構程序設計解決問題，問題的關鍵是應用雙重循環，外循環用于控制需要判斷是否為素數的數據范圍，內循環是除數的范圍，x的范圍為2～k，k=p。

各土層均濕陷系數均小于0.015，不具有濕陷性，場地為非濕陷性場地。渠道沿線標準凍深1.5m，渠線范圍內粒徑小于0.075mm的顆粒含量大于總土重的10%，判斷渠基土均為凍脹性土，采用符合抗凍脹要求的砂石料換填處理渠基［2］。

（3）畫流程圖，可用傳統流程圖或N-S流程圖（具體的流程圖在微課里顯示并講解）。

（4）根據流程圖寫出程序，程序代碼如下：

（4）針對實驗與理論教學結合不緊密的問題，教學要理論與實踐相結合；教師在實驗課前要精

旅游管理專業建設與企業合作是今后專業建設的發展趨勢，兩者之間是合作共贏關系。從教師隊伍培養來看，學?？梢圆捎谩耙M來”和“走出去”相結合。一方面邀請企業專家、職業經理人、長期從事一線工作的從業者走進學校成為外聘或掛職教師；另一方面把學校專業教師送到企業中去，進行頂崗鍛煉或者掛職鍛煉，提高教師的實踐能力。從人才培養方面，旅游企業為學生實習提供了場所和崗位，學?？梢詫㈨攳弻嵙暋⒄J識實習等實踐環節安排在合作企業當中；另一方面企業也能夠解決人才匱乏問題，會成為學生畢業就業選擇的首選。

各縣（市）政府及相關部門應努力克服困難，盡快采取妥善措施按照相關約定及政策及時向民間投資者足額兌現各項補助、獎勵等。對已承諾而又因與國家現行法律法規相沖突而無法兌現的約定，政府部門應積極與民間投資者溝通，爭取對方的理解和支持，妥善處理好違約給投資者增加的成本和造成的損失補償問題，同時主動為投資者補辦、完善相關手續，盡量彌補損失。

1.2 翻轉課堂在C語言實驗課教學設計

舉例闡述其過程，編程求1949～2017間的全部素數（要求每行5個數據的形式輸出）[8]，實現步驟如下：

基因進化樹分析發現，獲得序列在基因樹上與標準株（NC001357）、泰國株（GQ180784~GQ180792）和浙江株（KY457836）等同處于HPV18的基因譜系A，見圖 2。

2 “翻轉課堂”教學模式在實驗教學中的具體應用

算機中，碰到問題依賴老師,學習效率低。要求學生學會調試程序，并把出現的錯誤記錄做好筆記，調試程序是完成程序設計的重要步驟之一。掌握程序調試方法和技巧，能夠達到事倍功半的效果；同時教師每次必須將要做的實驗內容和要求提前發布到網絡平臺。我們在實際翻轉課堂教學過程中主要運用了世界大學城網絡平臺和雨課堂，教師可以靈活選用平臺，也可交互使用。比如上機課的作業上傳到世界大學網絡空間，還可以長期保存，方便批改和查詢等，教師還運用世界大學城網絡平臺的作業系統，完成作業布置，在作業要求中寫明把程序及運行結果上傳到網絡空間。

（3）要求學生預習完成程序編寫，上機時主要是調試程序，學生碰到問題能及時向老師請教，老師也可以“ 適時”解答。理想的解決方法是當學生遇到實際問題，比如語法、算法等問題時，建議學生把相應知識點熟悉一下，查找問題，調試程序；先讓學生獨立思考，學會糾錯并調試出正確結果，這樣會記憶深刻。當其他學生碰到同樣問題時，可利用預習的知識來解決，或者讓剛答疑得到解答的學生去幫忙解決，提高學生的學習能力，互幫互助；在幫忙解答問題之后，教師將學生程序調試過程中出錯率高的問題分類整理，給出解題思路及解決方法，制成微課上傳便于共享，讓未上課的學生提前預習，同樣學生也可將自己設計的程序傳到網絡空間或者QQ群，便于復習和分享。

（5）在計算機上調試程序，得到執行結果，將整個過程都給學生演示，并改變數據范圍可以得到相應的答案。采用拋錨式教學方法拋出問題，若要實現求這些素數的和或者素數的平方和，該如何編程？

在C語言實驗教學中常常會碰到一些問題，可以運用微課、翻轉課堂教學及答疑等方法來解決其問題。C語言實驗常見問題及應對措施框架如圖2所示。

（1）操作不熟悉，以課前觀看教師推送的微課為對策；自制微課上傳到世界大學城網絡平臺。

要說好經驗，各地涌現不少。筆者近期采訪了某垃圾分類示范縣，村里與保潔公司簽署長期合作協議，制定日常保潔制度，垃圾車每天早上定時收集、及時轉運，保潔人員定期打掃道路。來自全國各地的學習團隊紛至沓來?！皼]想到可以引進專業公司處理農村垃圾。”筆者與學習團成員交談中發現，不少人都說“開了眼”“動了心”。

（1）課前：①主要由學生課外提前自主學習課程，并動手編程并調試；教師根據C語言的課程標準確定教學計劃，按章節的重點、難點選擇有代表性的案例，并引入相關知識點的案例分析。采用提出問題的方式，向學生拋出問題，即拋錨式翻轉課堂，讓學生思考后再解答，最后制作成微課，制作出完整的案例視頻。②將微課和作業上傳到網絡平臺，還創建QQ群，將微課及難度較大的程序設計提前發到群里，以便資源共享。運用雨課堂軟件在課前有效推送預習材料,包括課件、語音、視頻等。以便學生課前預習，教師有效收集學生的反饋信息。③師生互動。

（2）課中：教師運用雨課堂授課，根據課堂的提問，分組討論等形式來組織教學，在課堂上教師和學生有充分的互動，根據學生反饋信息來選擇性制作微課上傳到網絡平臺供學生鞏固知識。

圖2 C語言實驗常見問題及應對措施框架圖

（2）大部分同學每次都是在上機課上才開始編寫程序，只注重編寫代碼，機械地把程序敲到計心準備相應的微課,根據實驗教學大綱，將實驗內容在微課里以布置作業的形式出現。我們在實驗中也靈活運用案例教學，使學生能夠一步一步地接受知識點，體驗知識點的連續性，排序是程序設計中常用的功能，在今后的成績管理、工資管理等系統的設計都要用到，先回想前面學習的選擇結構時，對3個整數排序的方法。以及學習數組時，對10個整數排序的方法。所以在指針的實驗中，用冒泡法將n個數按由大到小排序，要求排序用函數實現，并要求用指針實現，其中n的值由鍵盤輸入，具體如下所示。

這道例題在多數班級都要講兩遍，這樣還是有些學生不能理解透徹，針對部分學生接受能力不強的情況，將該程序設計制作成微課上傳到世界大學城網絡平臺或者QQ群。制作微課時重點講解外循環和內循環的循環條件。該微課雖然只講解了這道題，但學生學會的是這類題的解題方法，讓學生掌握程序設計方法，本題涉及if語句、for語句、break語句等知識點，特別掌握for語句的執行過程、靈活使用標記法、輸出形式控制換行的方法等；比如在棋盤的輸出、九九乘法表、階層的計算、斐波那契數列、排序問題等問題都要使用循環控制，并為學習數組、函數、指針等知識作鋪墊。還為今后的各種管理系統設計、學院實行的以任務為驅動的項目制教學改革和電子設計競賽做準備。要求學生把基本功打扎實，讓他們碰到實際問題能從不同的方面找到多種解決方案，提高學生的學習積極性和創造性。

該題運用了循環、數組、函數、指針等知識點，將其制作成微課分享到網絡平臺，教會學生舉一反三，要求學生掌握選擇法、折半法排序、密碼設置程序等，可以將部分程序制作微課，這樣提高學生分析問題和解決實際問題的能力，提升學生的獨立思考能力和創新能力，從而達到最佳的實驗教學效果。

3 翻轉課堂教學的實踐效果

期末成績是反映學生掌握C語言知識情況的最直接的指標，為了解翻轉課堂教學模式的教學效果，我們以2015級電氣4、3班的C語言成績為依據，對采用傳統教學方法的班級（2015級4班）和翻轉課堂教學模式的班級成績分布情況進行了統計分析，兩種教學模式下學生期末成績分布情況如表1所示。

由表1可知，50分以下及50～59分數段的翻轉課堂教學模式人數比例低于傳統教學模式，80～89及90～100分數段的翻轉課堂的學生比例高于傳統課堂的，說明采用翻轉課堂考試通過率高些，優秀和良好率高得多。

翻轉課堂教學模式能加強師生互動、生生互動，讓學生由被動的學習轉變為主動學習，學生和教師都是有準備進入課堂。我們在翻轉課堂教學中采用了案例式與拋錨式相結合的方法，案例式教學方法中選擇有代表性的例題制作微課，拋錨式教學設計能增強學生積極參與學習的興趣，引導學生獨立思考的能力。在實驗教學中也采用了案例式，還將出錯率高的程序及編譯中的常見錯誤信息整理，并制作微視頻上傳到網絡平臺，學生在調試程序過程中碰到類似的報錯信息就能自己處理，提高學習效率，學生可以通過提前觀看微課中的案例，便于課堂上知識內化，接受能力差的學生還可以課前、課后反復觀看微課，教師還能在線上指導學生，提供了舉一反三的基礎，使學生熟練掌握好C語言相關知識，在今后的程序設計中能靈活運用。

表1 兩種教學模式下學生期末成績分布情況

運用網絡平臺作業系統，布置作業時寫明要求，既能防止學生抄襲作業，又能增強學生的動手能力；教師既能方便批改學生作業并匯總成績，又能監控到學生學習情況。

當然，在翻轉課堂教學模式下也有表現差的學生，針對這種情況，教師了解每位學生對翻轉課堂的興趣，了解學生的接受能力，自學的能力等，采用小組合作式學習，在分組時考慮能力強的帶能力差的，這樣通過小組成員的相互幫助來提高學習成績。課前還可用雨課堂將預習課件推送到學生手機，課堂教學中運用雨課堂，可以實時問答互動，實時得到學生對知識難點反饋信息，從而調整課程教學進度，有針對性的重點講解。還可以看出，翻轉課堂教學模式能發揮出接受能力和自學能力較強的學生的學習水平，也可以提高考試通過率；當然我們還要不斷調查研究，與學生多溝通，多種教學方法相結合，優化教學評價，使教學效果最佳化。

近年來，湘南學院電子信息與電氣工程學院學生參加湖南省大學生電子設計競賽，連續兩次榮獲省一等獎，還多次獲省二等獎、省三等獎；參加全國大學生電子設計競賽，也連續兩次榮獲國家一等獎，對于地方二本院校來說能取得這樣的成績，充分體現了學生較強的綜合能力，也充分說明我們的教學在提高學生動手能力方面取得較好的效果。這也促使我們不斷完善翻轉課堂教學模式，培養高素質的大學生。

4 結 語

新時代對高校教師提出了更高的要求，教師要不斷提升自己的綜合素質，要秉持不斷學習的理念,除具有扎實的專業知識功底外，還需要掌握翻轉課堂的基本技能，熟練錄制和剪輯視頻、制作優秀微課、靈活運用雨課堂。在翻轉課堂教學模式下，以學生為核心，學生自主學習，教師是學生學習的設計者，做與學生互動的創建者，使師生在課上、課下充分互動；在教學過程中，更加注重培養學生的動手能力，本文通過研究基于微課的翻轉課堂的有效的教學方法，提高了C語言課程的教學效果和學生的學習效率,增強學生編寫程序和調試程序的能力。湘南學院電子信息與電氣工程學院為推進慕課課程建設，進一步提高教學質量，學校又購買了超星慕課系統，在今后的教學中還可以充分利用該網絡教學平臺，更進一步完善翻轉課堂教學。在今后的翻轉課堂教學模式的研究中，如何優化教學評價，如何幫助學生提高理解能力和解決問題的能力，是值得我們不斷探索和研究的。