以能力為導向的“C語言程序設計”課程混合式教學模式探索與實踐

張菁 龍正吉

[摘 要] 混合式教學現已成為高等學校教學設計與信息技術深度融合的熱點發展方向。在“C語言程序設計”課程教學中，以OBE教學理念為導向，緊扣“以學生為中心”的思路，將線上線下教學有機融合，構建教育理念、教學目標、教學目的、教學內容、教學資源、教學方法、教學考核評價七位一體的全新教學體系，以達到提升教學效能和人才培養質量的目標。最后分析了混合式教學模式的實施效果、存在的問題，提出了持續改進措施。

[關鍵詞] 混合式教學;OBE;翻轉課堂

[基金項目] 2019年度重慶市高等教育教學改革研究項目（重點項目）“以學生能力為導向的‘C語言程序設計’翻轉課堂研究與實踐”（192001）

[作者簡介] 張 菁（1968—），女，四川成都人，碩士，西南大學電子信息工程學院副教授，主要從事數據管理研究;龍正吉（1977—），男，重慶人，西南大學電子信息工程學院講師，西南大學電子信息工程學院2016級計算智能與信息處理專業博士研究生，研究方向為模式識別。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）51-0094-05? ? [收稿日期] 2021-09-01

隨著信息技術在教育教學中的應用和推廣，傳統的課堂教學模式也迎來了巨大的挑戰。特別是因新冠肺炎疫情實施線上教學后，利用互聯網技術助力教育教學，已不再局限于以信息技術作為教學的輔助工具，而是如何更好、更深入地提高教學和人才培養的質量。在各高校恢復線下授課后，很多教師結合線上線下的教學經驗和特點，更加積極地探索以線上線下為代表的混合式教學模式。混合式教學指教師對教學過程進行精心設計，學生利用線上資源進行課外學習，師生利用線下課堂進行互動、討論等提升學習成效，使學生進行混合式學習，并訓練學生的創新意識和團隊合作精神[1]。

在“C語言程序設計”課程教學中首先以工程專業認證的OBE導向（Outcome-based Education，亦稱能力導向教育、產出導向教育或需求導向教育）為指導，利用線上線下混合教學模式結合翻轉課堂等多種教學方法進行“以學為中心”的教學改革和實踐探索，力求從最根本的教育教學理念出發，進而引導教育目標和教學目的更新、教學結構的改變、教學手段的創新、信息技術的融合、課程內容的提煉和考核形式的改進等。

一、構建以OBE教育理念為導向的“七位一體”全新教學體系

人才培養的質量和成效最根本最重要且起決定性作用的是其指導思想，即教育的理念。教育理念是人們追求的教育理想，它建立在教育規律的基礎之上，能正確地反映教育的本質和時代的特征，科學地指明了前進的方向[2]。所以，教育教學的關鍵一步是有科學先進的教育理念指導，然后才能培養出高質量的人才，推動社會的進步。因此在“C語言程序設計”課程混合式教學中，應以OBE教育理念為指導。

隨著現代科學技術的發展，教育理念從面向課程的教育CBE逐漸轉向成果導向的教育OBE。OBE是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果（learning outcomes）[3]。OBE強調三個核心理念，要求突出以學生發展為中心、成果（即學生解決問題的能力）導向教育和完善的持續改進體系（即基于系統評價的反饋和基于評價的改進）[4]。這一理念代表了工程教育改革的方向。

在“C語言程序設計”課程中首先要徹底更新根植于課程中的教育教學理念，以OBE強調的能力為導向，從混合式教學模式出發，改進教學目標和與之相關聯的教學目的，構建教學內容、教學方法、教學資源和教學考核評價有機融合的教學實施過程。“C語言程序設計”課程的教育理念、教學目標、教學目的、教學內容、教學資源、教學方法、教學考核評價七位一體的全新教學體系如圖1所示。

首先在OBE理念的指導下，確定了C語言的教學目標是培養信息產業和社會需要的實踐能力強、創新能力強，具有全球意識、保持終身學習能力的高素質復合型新工科人才。本著“成才為主，專業為輔”的指導思想和新工科的要求，結合“C語言程序設計”課程的特點，建立以下三個教學目的。（1）人才目的：使學生具有較強的自主學習能力、創新能力、信息獲取能力、解決問題能力和團隊合作能力，以及健康的人格。（2）專業目的：通過“C語言程序設計”課程的學習，掌握結構化算法設計思想、原理和表示，建立計算思維，掌握程序設計的思路和方法，跟蹤最新的相關技術。（3）技術目的：熟練運用C語言和相關開發軟件，掌握程序的編輯、連接、調試和運行的方法和步驟，能將所學知識應用于實際問題，從而能夠從事初步的程序設計工作，并為進一步學習后續課程打下良好的基礎，逐步形成獨立發現問題、分析問題和實際解決問題的能力。

二、線上線下教學內容的整合和豐富的課程網絡資源

線上教學內容應該突出課程的整體知識架構，引導關鍵點，突出重點，因此C語言線上課程教學內容組織按專題—模塊—知識點三個層次展開。首先確定不同的教學內容模塊，再按照模塊錄制相關的知識點教學視頻，圍繞知識點展開相應的拓展閱讀、自學內容、習題庫等教學資源的組織。學生自學線上內容，可以充分發揮他們的學習主動性和積極性，提高了學生的學習興趣及自主學習能力。結合線上教學視頻的內容，重新組織線下教學內容，使二者可以科學合理地結合;線上內容注重基礎知識，線下內容強調知識的應用和解決問題能力的培養，學生通過學習達到具有計算思維能力和使用編程解決一定實際問題的能力，符合OBE的成果導向要求。

“C語言程序設計”課程的網站資源建立在超星平臺上，同時在手機App學習通上也可以同步使用，依托此平臺進行線上線下教學和管理非常方便高效。線上課程網站建設的內容有課前導讀、教學視頻、課件、學習輔助資料和試題庫等。

“C語言程序設計”課程課前導讀包括知識模塊的學習目的、任務、重點難點提示和學習完成后的習題等。要求學生在學習之前閱讀，目的是讓學生在學習前對學習內容有整體印象和了解，并在學習過程中關注重點和難點，帶著問題觀看視頻能有的放矢。其中學習任務和問題的制定較為關鍵，它可充分引導學生完成學習任務，掌握基本概念和原理，既包括理解、分析、應用、甄別、評價、綜合等高階目標，又包括創新思維、實踐思維等OBE目標，增加課程的能力導向。授課視頻已錄制完成了49個知識點的講解視頻，基本涵蓋了課程的基礎內容和關鍵應用，突出了課程的整體知識架構。已建設了含有約800個試題的題庫，對每個知識模塊的內容，基礎知識部分有相關的選擇題、填空題等，同時根據OBE的能力成果導向，提供了更多的編程題、綜合題和簡答題等。

三、教學方法和手段的創新

混合式教學過程主要包括學生線上自主學習和教師引導的線下學習。“以學生為中心”，即以學生學習成效、需求、能力點為中心，在線下應用多種參與式教學方法，突出學生的主體地位，達到OBE的要求。在進行“C語言程序設計”課程的教學過程中，主要通過以下兩個環節來完成。

（一）“C語言程序設計”課程科學合理的線上線下學習安排

在混合式教學過程中，教學環節更為復雜多樣，科學安排線上線下的學習內容和過程至關重要。“C語言程序設計”課程在空間上利用線上和線下，在時間上科學安排課前、課中和課后的教學和學習任務，實現時間空間、線上線下的有機結合（見圖2）。同時教師和學生密切配合，達到掌握知識點和面的目的。

線上教學的實施充分利用網絡等現代教育資源和手段輔助教學，在線上及時回答學生的問題，保證線上學習的效果。線下主要針對難點和綜合性知識及學生提出的問題，充分應用多種教學方法，使線上線下教學相結合，充分發揮作用，提高教學質量。

（二）“C語言程序設計”課程中基于翻轉課堂等互動式教學方法的線下教學

線上教學的缺陷是教學視頻都是事先錄制好的，缺少面對面課堂中師生即時互動的現場感、體驗感和融入感。由于線下面授的時間有限，如何使其與線上自主學習結合，達到高效產出是關鍵。本課程線下面授以學生為中心，應用多種參與式教學方法和手段（如翻轉課堂、探究式、任務式、案例式和合作式等），改變過去課堂教學過程中以教師為中心而導致的學生學習主動性不高、參與度不足、能力提升少等問題，力求達到知識內化的深度學習和綜合能力的提升。

1.以知識點為中心的翻轉課堂教學模式。翻轉課堂（flipped classroom），顧名思義就是對傳統課堂教學程序的一種顛倒。在教學中，翻轉課堂仍保留了信息傳遞和知識內化兩個步驟，但與傳統課堂教學相反，其將信息傳遞過程放在課外，主要借助視頻和音頻資料，由學生自主完成。知識內化在課堂上進行，學生與教師面對面，在指導中練習、問答和討論以鞏固知識[5]。翻轉課堂可以最大化地利用面對面的教學時間提高師生、生生之間的互動性，充分促進學生的深度學習及個性化教學，避免線上學習的淺層學習，是配合線上自主學習的最有力的線下教學方法。

在“C語言程序設計”課程教學中，翻轉課堂制定的技術路線是“圍繞知識點提出任務和問題—學生自主線上學習—課堂上學生講解—教師和學生補充并提問—全班交流總結”。把講臺讓給學生，學生從被動接受知識變為主動參與知識的理解，真正實現了以學生為中心。例如對“循環程序設計”這一知識點，首先給出課前的學習任務是掌握循環結構程序的本質特征，實現循環程序的三種語句及其執行過程，能應用三種語句編寫代碼解決一般的循環結構問題。在課堂上讓學生上臺講解，教師要發現學生在實際講解中存在的問題，引導其深入講解;同時由學生提出問題，教師和其他學生再進行補充講解和討論總結，如此可以充分挖掘學生在各方面的潛在能力，全面發揮學生學習的主體性，知識得以真正內化而牢固掌握。

2.以案例為依托的案例教學法。此方法以“案例呈現—自主分析思考—小組討論—教師或學生講解知識—展開教師點評或學生總結”為技術路線。提出綜合案例問題，要求用程序設計完成，調動學生積極思考，綜合各種知識點圍繞案例展開，將枯燥的知識活化在案例中，學生更容易記住，起到事半功倍的效果，應用知識解決問題的能力也得以提升。

3.以問題為中心的討論式教學法。以“教師或學生提出問題—學生分小組討論—教師引導解決問題”為技術路線進行，充分發揮學生的質疑能力，以提出的問題為中心展開，通過課堂或網上的討論區進行討論，層層剖析問題所蘊含的基本知識與專業思維，旨在通過問題分析幫助學生逐漸形成自主理性分析問題和質疑的好習慣。此方法參與性強，有助于學生形成較強的獨立思維和創造性思維。

4.任務和競賽為導向的合作式學習。這種教學方法以“布置綜合任務或參加競賽—自主組成團隊—學生團隊完成任務—團隊代表講解—全班交流總結”為技術路線。通過完成綜合性任務或參加競賽培養學生理論聯系實際和積極動手實踐的能力，提高學生解決問題的能力和團隊合作能力等，同時促進了人格的健康發展。

四、促進持續改進的綜合考核評價體系

與混合式教學相適應的課程考核也做了改變，采用過程評價與結果評價相結合的方式，做到考核評價全程化。一方面注重過程評價，另一方面關注結果評價。“C語言程序設計”課程制定了線上線下的多元考核內容、考核比例和考核方式。考核成績包括三大部分：線下期末考試、平時成績、實驗成績，分別占60%、25%和15%。其中平時成績包括授課視頻的收看情況、線上線下作業、線上測試、上機測驗、課堂表現、線上參與度等。充分利用互聯網學習平臺的功能監督學生按時按量收看授課視頻，引導學生積極進行混合式學習。課堂表現包括翻轉課堂表現、發言、回答問題、提問、小組參與度等，通過課堂表現和上機測驗，促進知識的應用和編程能力的提高，以達到OBE的能力產出要求，同時對中間過程的各種考核情況進行分析，不斷調整教學以達到持續改進的目標。

五、結語

（一）課程教學效果

通過兩個學期的“C語言程序設計”教學實踐發現，學生比較接受混合式教學模式。線上學習更大程度地做到了個性化，利用手機App學習可以在時間和空間上靈活掌握，不懂的問題可以反復觀看視頻，或者在收看時按暫停鍵，思考清楚后再繼續觀看視頻。學習好的學生可以學得更快更多，這些都是課堂面授無法做到的。從學情統計來看，絕大部分學生能夠充分利用自主學習時間按時完成授課視頻的收看和部分主觀題作業的解答。在課程面授環節引入翻轉課堂等教學方法，大部分學生都積極參與，課堂變得很活躍，極大地促進了學生的參與度和深度學習，思考得更深、更廣，學到的東西更多，記得更牢，課堂效率有了大大提升。學生滿意度問卷調查數據反映了學生對混合式教學模式的認可和接受，如表1所示。

本課程教學體系完整，層次遞進，教學多樣化。從學生期末考評結果來看，應用該教學模式后，學生的平均成績得到了提升，考核綜合能力部分的試題得分較高，驗證了此教學模式的有效性。

（二）課程面臨的問題和持續改進分析

雖然學生反映混合式教學模式可以靈活安排時間在線上學習基礎知識，有更多的時間學習重點和難點，但我們還是發現自覺性較差的學生在線上學習時可能開小差、不認真，個別學生不按時完成線上學習，影響后續的跟進，課堂的參與度也不高。針對這種情況，在以后的教學中將采取以下措施更嚴格地監督和持續改進：對沒有按時按量完成視頻收看的學生，大量扣減平時成績的分數;增加針對知識點的線上小測試，計入平時成績，以避免學生在自學時不認真;在授課視頻中加入更多的節點問題，學生必須回答正確才能繼續收看，這樣可以避免收看時開小差。

值得注意的是這樣的參與式教學方式并不是普遍適用的，它更適合小班教學。此參與式教學方式實施于兩個班級后發現，其中一個實驗班人數低于10人，學生的自覺性和翻轉課堂的實施結果都非常好。另一個班有50人，線下課堂沒有充足的時間讓每個學生都參與進來，難免會忽略一部分人，因此應將教學班級人數控制在30人以內。

信息化時代教學溝通手段多樣化，傳統的教學模式已經不能滿足教學的需求。混合式教學模式可以充分借助網絡學習平臺，靈活安排時間，讓課堂的呈現方式更加靈活。通過在“C語言程序設計”混合式教學中實施“以學生為中心”、基于翻轉課堂的教學方法，最大限度地激發了學生的學習積極性，并使學生在學到知識的同時提高了綜合能力和素質，促進學生的全面發展。

參考文獻

[1]于歆杰.論混合式教學的六大關系論[J].中國大學教學，2019（5）：14-18+28.

[2]王冀生.現代大學的教育理念[J].中國高教研究，1999（2）：11-12.

[3]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[4]李家春，熊冬青.計算機程序設計課程混合式在線教學設計與實施[J].計算機教育，2021（2）：3-8.

[5]黃美初，沈敏敏.翻轉課堂與MOOCs在開放大學教學中的有效結合研究——太極四重嵌套式的翻轉課堂與MOOCs相結合架構初探[J].遠程教育雜志，2015，33（2）：62-70.

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