工程教育認證背景下基于BOPPPS模型的C語言課程教學改革

彭玉青 侯向丹 李智 袁玉倩 劉洪普

摘 要：為了滿足工程教育認證的以學生為中心，以成果為導向，持續改進的理念，教師針對計算機類C語言程序設計課程在教學過程中存在的問題，在分析該課程教學目標、教學內容、教學方法和學生能力培養要求的基礎上，運用BOPPPS模型，對C語言程序設計課程教學活動重新設計，改變原來“滿堂灌”的方法，采用多種形式的教學模式，利用課上課下的及時測評，全面掌控學生的學習情況，幫助學生快速整合所學知識，積極主動地融入教學過程中，從而提高教學質量。

關鍵詞：工程教育認證;BOPPPS模型;C語言;課程改革

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：11673-9132（2019）32-0005-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.32.001

一、引言

工程教育專業認證給我國高等教育帶來了機遇和挑戰，一方面，它能促使我們提高教學質量，讓畢業生取得國際認可的從業資格證;另一方面，高等教育工作者要改變傳統的教學模式，以認證的理念重新審視教學過程，從教學目標、教學內容、教學方法、考核方式上進行改革，以學生為中心，以成果為導向，持續改進，關注學生的能力培養，尤其是解決復雜工程問題的能力，培養出符合工程認證標準的畢業生[1]。

C語言程序設計作為一門計算機專業最早接觸的程序設計語言課程，其教學目標是通過該課程的學習，使學生掌握有關面向結構的程序設計方法，具備計算機基本科學問題的分析和數據表達能力，提高學生的程序設計能力，初步達到利用計算機解決復雜工程問題的計算思維能力[2-3]。

目前，C語言程序設計課程是在新生入學后第一學期開設的，學生使用的學習方法還停留在高中階段，還沒有形成用計算機處理問題的思維方式。另外，教師的教學理念陳舊，教學方法單一，過分注重知識的傳授，忽視了對學生能力的培養。再加上課程考核方式單一，缺乏對整個教學過程的監督和考核，使得學生在學習過程中，雖然掌握了各知識點的概念和C語言的語法、結構，但在知識點的靈活應用、算法設計方法和調試分析上還缺乏求解工程實際問題的科學思維能力、算法設計能力和編程實現能力。

針對上述問題，課程組教師認真對照工程教育認證的標準以及本課程對畢業要求的支撐關系，重新梳理了教學目標、教學內容、教學方法以及考核方法，采用BOPPPS模型對課程的教學活動進行了重新設計，構建了課上課下教學模式和C語言在線題庫，完善了課程考核方法，加強了全過程的學習監測過程和編程能力訓練，通過兩年的實踐檢測，學生的計算思維能力、算法設計能力和程序編程能力得到了明顯的提升。

二、基于BOPPPS模型的教學設計

BOPPPS模型是由北美地區高校教學技能培訓機構Instructional Skills Workshop（ISW）提出的一種有效的課程設計模式，旨在提高教師的授課技能，它分為以下6個階段[4]-[5]。

引入階段提出問題，從而引出教學內容，激發學生興趣;目標階段明確教學目標，讓學生明白自己應該達到的學習效果;前測階段了解學生的知識儲備;參與式學習階段通過教師設計教學案例，引導學生發揮主動性，參與討論，分析、解決問題，并將解決方案表達、演示出來;后測階段評價學習效果，開展開放式學習，培養學生的終身學習能力;總結階段總結教學過程中的問題，為后續的課程內容提供設計思路。

這種課程設計模式正好與工程教育認證強調的理念是一致的，通過以上6個階段，培養學生解決復雜工程問題的能力，包括學習能力、分析問題能力、團隊合作能力、表達和溝通能力等。

圍繞提高學生計算思維能力、算法設計能力和程序編程能力的課程目標，以BOPPPS模型的基本要素為設計框架，結合在線題庫，構建了C語言課程的課上課下教學模型[6]。如圖1所示。（見附圖）

（一）課前階段

課前階段包含引入、目標、前測三部分。

首先是引入，設置與教學內容相關的情境、懸念或問題，吸引學生的注意力，激發學生的興趣和求知欲，從而引入教學內容。

其次就是明確教學目標。教學目標是教師開展教學的依據，是學生學習的目標。在設計教學目標時教師要考慮在什么條件下，學什么內容，達到什么樣的水平，讓學生知道課程內容應該怎樣應用，學習效果應該如何評價。

再次是進行課前摸底，以問題的形式評測學生現有的學習水平和先期的知識儲備，了解他們學習的情緒、心態和知識技能的具體程度，從而指導后續的教學安排，做到有的放矢、因材施教。

除此之外，在課前階段，教師還要向學生提供一些輔助和指導，包括講解知識點的微視頻、學習材料、在線題庫等，并記錄學生的問題和反饋，及時給予輔導。

（二）課中階段

課中階段就是參與式學習，讓學生帶著課前階段的問題聽課、主動思考，改變以往的被動式學習狀態，體現“以學生為中心”的教育理念。

本階段可采用分組式討論、問題驅動、任務驅動、案例教學等多種形式，讓每個學生都有相應的分工，擔任不同的角色，完成不同的任務。教師在整個過程中把握方向，關注每個組或每個人的學習動態，對可能出現的問題提供指導，記錄學生的參與程度及學習效果，并給予評價，作為日后的打分依據。

（三）課后階段

課后階段包括后測和總結。

后測就是學生學習后，對教學效果進行評價，通過提問、測驗等多種手段了解學生的學習成效以及是否達成教學目標，給出階段成績，并根據學生學習情況設計后續的教學內容。

總結就是教師幫助學生總結課堂內容，整合學習要點，歸納教學目標中難點和重點的思維方式及解決方案，同時引出下次課程內容。

在整個教學設計過程中，由于將課堂教學活動延伸到課前、課中和課后，原本的教學內容和教學方式都要重新設計，哪些內容放在課前讓學生自學或預習，哪些內容放在課中需要重點講解和討論，哪些內容放在課后需要學生思考和歸納，問題怎樣引入，如何設計課程中的參與方式等等，都需要教師認真思考和反復斟酌。

三、課程評價考核方案及課程資源

（一）課程評價考核方案

為了全面掌握學生整個學習過程中的學習效果，并強化過程管理，須改革原來的課程考核辦法，針對BOPPPS模型的設計過程，在教學過程中設立多個監測點跟蹤學生的學習效果，從而及早發現學生學習過程中出現的問題，提供及時的指導。為了突出學生平時的表現，課程的最終成績由平時成績和期末成績組成，其中平時成績占50%，期末考試成績占50%。平時成績的核算主要依據學生平時的表現和學習效果，即BOPPPS模型設計過程中的各考核點。

這樣的考核方式加強了平時學習過程的管理和監測，能及時發現學生學習過程中的問題，并給予指導，從多個角度、多個方面評價學生的學習效果，使考核變得更合理、更公正、更有效。

（二）課程輔助資源的構建

因為課堂教學過程涉及多個環節，包括課前的自學、課中的討論、課后的復習，為了給予學生更多更好的幫助，需要構建不同形式的資源平臺。課程組錄制了部分教學內容的視頻，包含課前導引、難點講解、實驗講授的相關內容，以供學生課前、課后學習;開發了課后拓展學習App，引導學生改變課下學習方式，提高學生學習效果;搭建了在線考試系統和題庫，以供學生平時練習和最終考試;課中環節則采用“雨課堂”，通過設計問題、任務、測試等多種形式加強學生參與式學習。

四、結語

基于工程教育認證標準，對C語言程序設計課程進行了教學改革。基于BOPPPS模型，對課程的教學過程進行了設計，通過6個階段充分調動了學生的積極性，學生成為課堂的主體，體現了以學生為中心的教學理念。

運用啟發式教學、討論式教學、案例式教學等先進的教學方法進行教學內容設計，提高了學生的學習效果;通過改革考核方法，改變單一的考核方式，加強學習過程的監督，扭轉了學生重結果輕過程的思想，提升了對學生全方位的能力培養。

參考文獻：

[1]鄧娜，陳旭，王春枝.針對工程教育認證的軟件工程課程教學思考與探索[J].計算機教育，2017（7）：41.

[2]教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會.高等學校計算機科學與技術專業核心課程教學實施方案[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]郭銀章，王麗芳.基于項目任務驅動的C語言程序設計課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2017（2）：41.

[4]陳衛衛，鮑愛華，李清.基于BOPPPS模型和問題驅動教學法培養計算思維的教學設計[J].工業和信息化教育，2014（6）：8.

[5]鄧娜，王春枝，葉志偉，張明武.工程認證環境下基于BOPPPS模型的數據挖掘課程教學設計[J].計算機教育，2017（12）：113.

[6]魏唯，白洪濤，劉威，姜楠.BOPPPS模型與翻轉課堂相結合的C語言課程教學模式探究[J].教育教學論壇，2018（3）：132.

[責任編輯 李愛莉]

作者簡介：彭玉青（1969.5— ），女，漢族，湖南永順人，教授，研究方向：圖像處理。

侯向丹（1976.10— ），女，北京人，副教授，研究方向：圖像處理。

李智（1981.5— ），女，遼寧人，講師，研究方向：數據挖掘。

袁玉倩（1981.5— ），天津人，講師，研究方向：語音信號處理與模式識別。

劉洪普（1977.8— ），男，河北張家口人，講師，研究方向：計算機視覺與機器人定位導航。

課題項目：本文系河北省計算機科學與技術專業綜合改革試點項目。