高校程序設計類微課教學實踐與探索

周淑一 劉梅彥 徐英慧

摘 要：近年來，隨著信息技術與混合式教學模式的快速發展，微課以其鮮明特點及潛在優勢，在高校教學改革中發揮著重要作用。從高校程序設計類課程教學存在的問題出發，結合微課特征，以參加青年教師教學基本功比賽獲獎作品為例，詳細闡述設計一堂高質量微課的方法和技巧。實踐結果表明，使用該方法設計的微課能夠有效提升學生對程序設計課程的學習熱情及學習主動性，從而提高了課程教學效果。

關鍵詞：微課;程序設計;教學設計

DOI：10. 11907/rjdk. 181938

中圖分類號：G433文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2019）002-0201-03

Abstract： In recent years， with the rapid development of information technology and mixed teaching mode， micro-course has more and more influence in the process of college education reform with its distinct characteristics and potential advantages. Starting from the problems existing in the teaching of program design course in colleges and universities， combining with the characteristics of micro-course， the author elaborates on the methods and techniques of designing a high-quality micro-course teaching， taking the winning works in the basic teaching skills competition of young teachers as an example. Practice shows that the micro-course designed by this method can effectively enhance students' enthusiasm and initiative in learning the program course， and improve the teaching effect of the course.

Key Words： micro-class; program design;teaching; instructional design

0 引言

如今社會已步入知識經濟時代，隨著生活節奏的不斷加快，如何在信息技術快速發展的今天，在短時間內掌握大量信息成為人們關注的話題，人們越來越傾向于選擇簡單、快捷、高效的學習方式。繼“微信”、“微博”等社交媒體的興起，“微課”作為一種新型學習途徑改變了學生的常規學習方式，并成為教育工作者的研究重點。

微課概念最早由美國的戴維·彭羅斯提出，并將其稱為“知識脈沖”，認為這是運用建構主義方法形成的、以在線學習或移動學習為目的的教學方式[1]。我國很多學者也針對微課概念提出自己的見解，其中國內最早提出微課概念并付諸實踐的胡鐵生[2]認為：微課是以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學中針對某知識點或教學環節開展教學活動的新型教學資源。其不是簡單的對傳統課堂的濃縮，而是類似于片段教學[3]。微課以教師教授為主，引導學生發現、分析并解決問題。從課程內容來看，主要分為課前復習類、新課導入類、知識理解類、練習鞏固類與小結拓展類;從課程性質來看，主要分為說課類、班會課類、實踐課類、活動課類等幾大類[4]。

《C語言程序設計》是工科院校學生必修的一門公共基礎課，該課程知識點多、邏輯性強，同時教學案例繁多。隨著近年來各高校不斷壓縮教學學時，傳統教學模式很難滿足學生的學習需求。因此，本文以一個典型循環結構的實際應用作為教學案例，展示微課的完整設計方法和技巧。本文從學生角度設計與制作微課，體現了以學生為本的教學思想，在一定程度上解決了在傳統C語言課堂上學生缺乏興趣、學習效果差等問題。同時，針對非計算機專業學生學習C語言較為困難的情況，微課從貼近生活的實例中尋找問題解決方法。另外在制作微視頻時，將教師講課和課件屏幕分開制作，通過摳頻再合成，從而解決了現有微視頻中教師和課件不能同時清晰顯示的問題。

1 微課特點

（1）時間短。顧名思義，微課即微型課堂，其不同于傳統課堂，而是可在短時間內高質量解決教學中的某個問題，從而提高學生學習效率。

（2）內容精。由于時間短，教師在教學內容的選擇上必須慎重。不同于“網易公開課”等網絡課程的課堂實錄形式，其需要選擇課堂中的疑難知識點進行針對性教學[5]。

（3）學習不受時空限制。學生可借助智能手機、平板電腦等移動設備隨時、隨地進行學習，從而有效提高學生學習自主性及學習興趣。

2 微課教學設計

2.1 微課教學內容選擇

考慮到循環結構是C語言程序設計中的一個難點，因此本文以《C語言程序設計——循環結構的應用》為例進行微課設計。在微課切入點方面，顯然僅對單純的語法結構與概念進行講解會不夠生動，難以激發學生學習興趣，而在循環結構應用方面內容比較豐富，且形式多樣，可利用動畫加案例講解方式進行闡述。因此，本文選擇循環結構應用作為切入點進行微課設計。

3.2 學情分析

本堂微課主要針對普通工科院校非計算機專業學生的必修課——《C語言程序設計》進行教學設計，其目的是通過系統學習C語言基本知識和語法，培養學生的程序設計理念，掌握程序設計基本方法，訓練學生解決問題的邏輯思維能力以及編程思路與技巧，為后續相關課程學習打下堅實基礎。然而，普通院校本科學生的編程基礎通常較為薄弱，形象思維能力強于邏輯思維能力，因此學習本課程難度較大，學生學習積極性不高，一旦遇到困難又找不到方法解決則容易放棄。所以本課程著重于編程方法的教授，而非語法傳授，讓學生首先掌握問題解決方法，再研究語法和語句結構，從而降低學習難度。

3.3 教學目標

（1）掌握“循環三步走”基本流程。

（2）明確循環四要素及各自的定義與功能。

（3）掌握算法分析方法并成功繪制流程圖。

（4）掌握將算法流程圖轉換成程序的方法。

（5）靈活運用循環語句解決實際問題。

3.4 教學重點

（1）掌握用循環語句編寫程序的“循環三步走”流程。

（2）掌握對多次循環問題 “化繁為簡”的具體方法。

3.5 教學難點

算法分析并確定循環四要素

3.6 教學過程

本課教學過程分為問題引入、問題描述、算法分析、流程圖繪制、程序設計、程序執行、小結（課后練習）共7個環節，如圖1所示。

（1）問題引入。首先，由“學生提問”動畫提出問題——如何用循環語句編寫代碼解決實際問題。并以此為基礎，簡單回顧上節課所學知識，包括循環基本結構以及3種循環控制語句，并引出本堂微課需要解決的實例——猴子吃桃問題，順理成章地完成問題引入。

（2）問題描述。通過“猴子吃桃”的Flash動畫演示，讓學生更直觀地理解猴子吃桃過程，并明確要求解的問題。動畫演示完成后，分析得出該問題可以使用循環方式解決，由此開啟算法分析過程。

（3）算法分析。首先假設第i天原有桃子數量為sumi，通過一步步推理，得到第i天桃子數sumi應該等于第i+1天桃子數sumi+1加上1之后，再乘以2，即sumi=（sumi+1+1）×2。同時明確重復執行操作次數為9次，以此確定循環體及循環次數，為繪制流程圖作準備。至此完成用循環結構解決實際問題方法“循環三步走”的第一步：循環定位。

（4）算法流程繪制。首先給出循環一般形式，即包含循環四要素在內的標準流程圖，接下來根據該流程圖依次構建猴子吃桃問題的算法流程：①確定循環體。在算法分析中已明確循環體為sum=（sum+1）*2;②確定循環控制條件。退出循環的前提是第1天桃子數已計算完成，所以循環控制條件為i≥1;③對循環變量進行初始化。由于之前已確定循環次數為9次，因此直接使用變量i，讓其從9減到1，實現遍歷求取。同時設置變量sum作為累加器，用來存放程序執行過程中求得的每天桃子數量，初始值默認為第10天的桃子數1;④確定循環變量更新。要遍歷求取每一天的桃子數，依賴于循環控制變量i值的變化，因此每執行一次循環，i減1，故循環變量更新為i--。

（5）程序設計。由于循環次數固定，本文選擇for語句。根據上一步得到的算法流程，只需簡單將得到循環四要素的4個表達式依次替換for語句中相應位置上的表達式和循環體即完成程序編寫。

（6）程序執行。這里著重關注循環部分執行情況，通過手動模擬計算機執行過程，從第1次循環到第9次循環，一步步讓學生清晰看到循環過程中循環控制變量的變化及其作用，觀察累加器sum值的變化，并得到最終答案。

3.9 教學總結

《C語言程序設計》是一門專業基礎課，其要求學生具有一定邏輯思維能力及算法分析能力。本堂微課主要討論采用循環語句編程解決實際問題的一般思路，是課程學習中難度較大的一部分。因此，堅持“以學生為主體，教師為主導”的教學原則，采用“問題引導—任務驅動”的教學方法，使學生通過學習可熟練運用循環語句解決其它實際問題。

（1）以學生認知規律為導向，科學設計課堂內容。首先讓學生回顧之前所學基礎知識，并引出本堂課要解決的問題;然后一步步由淺入深地進行分析求解，使學生掌握采用循環語句解決實際問題的方法和步驟;最后通過總結，再次強調“循環三步走”在求解循環問題中的重要性，并布置課后練習題，讓學生可以立刻將所學知識應用到實際問題中，以達到融會貫通、舉一反三的目的。

（2）轉變角色，營造輕松的學習氛圍。淡化教師“教”的角色，而是轉變為“導游”身份，同時淡化學生“學”的角色，轉變為學生自動獲取知識。具體形式為：“導游”帶領學生們在知識的海洋中一步步深入，讓學生能夠看到問題并理解問題本質，然后在“導游”帶領下尋找解決問題的思路和辦法，最后運用已學習的知識解決問題。

（3）采用多媒體技術豐富教學形式。開篇通過一個flash動畫提出問題，引入現實案例時制作了有趣的scratch動畫視頻，并結合多媒體課件，讓學生有新奇感與美的享受，吸引學生注意力。同時授課過程中設計了4次設問，變知識灌輸為設問形式，可增強學生思考問題及學習知識的主動性，并通過與學生的互動，培養學生發現與解決問題的能力。

（4）以培養學生良好編程習慣為目標，重點教授其解決問題的方法。通過本堂課的學習，著重培養學生求解循環問題的基本思路，引導學生自己發現并解決問題，從而使學生深刻領悟教學內容，提高程序設計能力。

4 微課教學現實意義

在信息化技術高速發展的今天，采用微課教學形式有著深遠的現實意義。

（1）學習地點靈活，學習時間短，方便學習者隨時隨地利用碎片化時間進行學習。由于微課的靈活性，使學生在課外利用閑暇時間進行自主學習成為可能，且由于“微課”的知識點相對集中，學生完全可以按照自己的興趣與需要進行針對性學習。

（2）教學模式“小而微”，改變了傳統課堂 “大而泛”的教學形式。突破了教學中的重難點，讓學生注意力集中于某一知識點，從而提高了學習效率。

（3）采用視頻形式，令知識展示更加生動形象。相比于其它媒體教學方法，視頻教學更利于學生理解與記憶[6]。同時，微課教學也能使學生實時進行反饋，通過評論等方式及時提出自己在學習中遇到的難題以尋求幫助，或就某一知識點在網絡上發表自己的見解和體會，營造一個良好的學習環境。

（4）微課有利于教師之間相互學習。教師可通過觀摩他人微課教學案例發現新的教學點，從而完善自己課堂教學中的不足，取長補短[8]。進行微課教學對教師而言也是一個自我反思的過程，尤其對于新教師的成長可起到極大的促進作用。

5 結語

隨著微時代的到來，學生已不滿足于程式化、灌輸式的學習方式，以微學習、微視頻為標志的學習正成為一種新的學習潮流。作為微時代的教學產物，微課在認知習慣、認知策略上都非常貼近當下學生的需求。微課教學的出現順應了教育發展規律與時代潮流[18]，但其仍不能取代傳統課堂教學，因為微課并不是完整教學，還需要與其它教學環節配套才能達到最好的教學效果。因此，下一步需深入挖掘微課教學資源，并將微課與傳統課堂相結合，使微課真正成為應用廣泛、實用高效、快捷方便的學習及教學資源，推動我國教育事業的快速發展。

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（責任編輯：黃 健）