面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革研究

曹健 張澤梁 張滴石 王珊珊 高靜 王寧

摘 要：為了在《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中有效的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，本文將MOOC學(xué)習(xí)、計(jì)算思維和過(guò)程化評(píng)價(jià)等融入課程的教學(xué)中，提出了一套面向創(chuàng)新意識(shí)和能力培養(yǎng)的課程教學(xué)改革方案，有效的提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為該類課程教學(xué)改革提供新的思路。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì);創(chuàng)新能力;MOOC;計(jì)算思維;過(guò)程化考核

1 緒論

深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，成為推進(jìn)高等教育綜合改革、促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量就業(yè)的重要舉措。在當(dāng)前“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的熱潮下，如何有效提升大學(xué)生的思維層次，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，成為我國(guó)高等教育教學(xué)改革研究的一個(gè)重要內(nèi)容。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要長(zhǎng)期根植于整個(gè)大學(xué)期間的課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，尤其是與大學(xué)基礎(chǔ)教育相結(jié)合，在大學(xué)生的基本素養(yǎng)和專業(yè)技能尚未成型時(shí)，鍛煉他們的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，才能較好的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。[1]

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程是國(guó)內(nèi)本科院校針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的理工科一年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的公共課程，具有較廣的受眾面。[2]該課程通過(guò)分析、編寫(xiě)和調(diào)試程序能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，對(duì)于拓寬思維具有重要作用，該課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的重要平臺(tái)。因此，研究如何將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)深度融入理工類本科各專業(yè)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中，具有較強(qiáng)的必要性和迫切性。

2 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)改革和實(shí)踐，該課程在各高校取得了較好的教學(xué)效果，但在實(shí)際教學(xué)中，依然普遍存在如下幾個(gè)方面問(wèn)題：

（1）由于C語(yǔ)言語(yǔ)法靈活，所需掌握的細(xì)節(jié)概念非常龐雜，學(xué)生的層次不一，在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)只能疲于應(yīng)付語(yǔ)法的學(xué)習(xí)，動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)不夠充分。

（2）大多數(shù)學(xué)生只能機(jī)械式學(xué)習(xí)，對(duì)講授過(guò)的語(yǔ)法規(guī)則進(jìn)行重復(fù)性的驗(yàn)證模仿，學(xué)生主動(dòng)探索的興趣不夠濃厚，學(xué)習(xí)效果不佳。

（3）課程的考核方式主要以期末考試為主，對(duì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的重視不夠;期末考核多在總評(píng)中占比較大，又使得一些學(xué)生不注重平時(shí)的學(xué)習(xí)，只是臨近期末時(shí)，突擊復(fù)習(xí)準(zhǔn)備考試，不利于對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。

（4）就大學(xué)畢業(yè)生而言，其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀念不強(qiáng)，創(chuàng)新思維水平和解決實(shí)際復(fù)雜工程問(wèn)題的能力還有待提高。

因此，急需對(duì)程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程中，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，達(dá)到為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和將來(lái)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，并提升創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

3 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革實(shí)踐

3.1 基于MOOC的理論教學(xué)模式研究

鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生利用MOOC等資源先期自主學(xué)習(xí)C語(yǔ)言基礎(chǔ)語(yǔ)法，總結(jié)已懂的知識(shí)和不懂的問(wèn)題，教師以問(wèn)題為導(dǎo)向，利用課上時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生完成教學(xué)案例的分析和問(wèn)題求解，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，更好的鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。在理論教學(xué)中，教師課前布置語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生在課外學(xué)習(xí);在課堂上，教師首先對(duì)學(xué)習(xí)難點(diǎn)及學(xué)生普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一講解，然后組織設(shè)計(jì)性的實(shí)踐題目讓學(xué)生進(jìn)行小組討論和協(xié)作開(kāi)發(fā)，逐步引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新解題思路。例如，讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)如何定義數(shù)組、如何初始化數(shù)組、如何引用數(shù)組元素等。而在課堂教學(xué)階段主要講解數(shù)組語(yǔ)法規(guī)則的注意事項(xiàng)以及傳授編程技巧，組織學(xué)生通過(guò)小組協(xié)作，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種排序算法，讓學(xué)生在實(shí)踐中鞏固基礎(chǔ)語(yǔ)法，逐步引導(dǎo)學(xué)生尋求多種解決方案，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力。

3.2 思維驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中探索以“計(jì)算思維為指導(dǎo)、項(xiàng)目實(shí)例為主線”的模式，通過(guò)設(shè)計(jì)具有層次化、趣味性和挑戰(zhàn)性的題目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，潛移默化的加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)如何進(jìn)行問(wèn)題求解的理解，加強(qiáng)學(xué)生在編寫(xiě)和調(diào)試程序中獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新思維能力。[3]思維驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)兩部分。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)難度較低，讓學(xué)生通過(guò)修改和仿寫(xiě)代碼迅速獲得成功，如下圖所示，教師啟發(fā)學(xué)生編寫(xiě)出圖（a）形狀程序，然后讓學(xué)生通過(guò)修改代碼編寫(xiě)出圖（b）以及圖1（c）形狀程序。綜合性實(shí)驗(yàn)可以選擇經(jīng)典的游戲和算法，如貪吃蛇等小游戲，在每次授完相關(guān)知識(shí)點(diǎn)以后，讓學(xué)生自由選擇喜歡的題目，組成小組協(xié)作進(jìn)行學(xué)習(xí)，最終共同完成項(xiàng)目。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目案例圖

3.3 過(guò)程化考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

在考核評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)探索過(guò)程化的考核模式，將過(guò)程評(píng)價(jià)和期末評(píng)價(jià)相結(jié)合，運(yùn)用出勤考查、隨堂考核、實(shí)驗(yàn)作業(yè)和綜合項(xiàng)目等多種考核方式，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中對(duì)知識(shí)的積累和掌握，使考核成為提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、測(cè)量學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的有效手段。在本課程第一次上課時(shí)，教師將考核方案向所有學(xué)生介紹，在教學(xué)過(guò)程中，及時(shí)將每一次考核結(jié)果記錄起來(lái)，在學(xué)期末予以公布，公正客觀地評(píng)定平時(shí)成績(jī)，破除“高分低能”的弊病。

4 課程教學(xué)改革的實(shí)效

由于新的教學(xué)模式更加注重平時(shí)的學(xué)習(xí)和考核，這也使得學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中能夠與教師一起參與到教學(xué)中來(lái)，對(duì)于一些基本內(nèi)容和容易理解的基本知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)MOOC自學(xué)并在課堂上進(jìn)行講解，一些綜合性的設(shè)計(jì)題，學(xué)生可以通過(guò)查閱資料小組合作完成。此外，教學(xué)改革后在每一節(jié)課程中都可能會(huì)有納入期末總成績(jī)的測(cè)試，使得學(xué)生注重平時(shí)每一節(jié)課程的學(xué)習(xí)，在出勤率、課前預(yù)習(xí)和聽(tīng)課的質(zhì)量以及課堂氣氛等方面都得到了提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鑫.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的問(wèn)題分析及對(duì)策[J].教育觀察，2017，6（5）.

[2]王丹，王冬梅.基于CDIO理念的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)研究[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2015，16（5）：158-160.

[3]鄭冰，寧鵬飛.基于 JiTT 模式的 C 語(yǔ)言教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)[J].計(jì)算機(jī)教育，2018，10：101-105.