基于EduCoder的C語言程序設計課程教學改革探索

摘?要：以C語言程序設計課程為例，引入基于EduCoder在線實踐教學平臺的教學模式，采用獎勵式測試機制，激發學生對編程的興趣。分別介紹課前、課后和課中的具體教學實施過程，并對教學效果進行分析，結果發現此教學模式極大地提高學生學習的積極性與主動性，學生態度從“被動學習”轉變成“主動學習”。

關鍵詞：C語言程序設計；EduCoder；獎勵式測試機制；教學模式

1?概述

在大數據和人工智能等科技領域迅猛發展的背景下，掌握編程能力對于計算機專業學生而言是必不可少的技能，編程課程在計算機教學中的重要性與日俱增。目前編程類課程依然采用先講授后進行實踐操作的模式，其中理論課講述語法知識等內容，實驗課以編程方式對所學理論知識進行實際操作。在講授過程中理論部分往往是以教師為主，具體知識點的實踐留作課后作業布置給學生，讓學生課后自覺加強操作練習。由于學生在學習能力、自覺性、主動性等方面存在一定的差異，學生人數增多導致作業量繁多，難以覆蓋到每個學生的作業，也無法防止學生應付交差現象，從而輕視對學生編程和調試能力的培養［12］，影響了教學質量的提高。

C語言程序設計課程要培養學生實踐技能，所以采用線上線下相結合的教學模式。中國大學MOOC平臺、超星網絡教學平臺等被各大高校廣泛使用［3］，他們能有效地引導學生自主學習，吸引學生對課程的關注和興趣，幫助學生提高學習效率，具有通用性。但這些平臺忽視了一些課程的獨特性，比如學生線上學習容易出現不專心聽課等現象，而平臺對此沒有設置健全的監督機制。另外，在進行實踐教學時不能精準地跟蹤和激勵學生完成實驗任務，無法達到精準訓練、全面掌握知識點的目標。

本文將結合EduCoder實訓平臺實踐教學模塊的特點，分析程序設計課程的整體設計，為提高實踐教學質量、構建更高效的教學模式提供一個良好的實踐平臺，提出一些新的教學思路，改進以往的教學模式，激發學生對編程的興趣。

2?課程總體設計

本文以新疆師范大學的程序設計課——C語言程序設計（C/C++）為例進行分析，課程以C語言語法結構及指針相關知識為主要內容。通過本課程的學習，學生初步具備了運用編程語言和開發環境解決專業實際問題的能力，能夠了解C語言的基本結構，理解通過編程解決實際問題的基本過程，掌握編程方法和技巧。本課程通過EduCoder實訓平臺，構建更加高效的教學模式，進行教學、實驗和實訓。

教學內容上，教師主要講解C語言程序設計方法，與實際項目案例進行融合，讓學生逐步形成編程思維。教學策略上，多引進項目任務，激勵學生圍繞問題主動思考。在實驗教學中，利用EduCoder將任務分發給學生，主動團隊精神的培養。

在教學評價方面，采取多種階段性評價機制，將其與總成績掛鉤，突顯學生在課堂上即時反饋的重要性。教師可多角度獲取學生學習數據，比如提問、作業、小組討論等，通過EduCoder實訓平臺監督實訓任務，并根據情況調整教學方法。總結性評價采用項目作業方式，要求學生用C語言開發小型信息管理系統，將理論知識轉化為實踐技能。

3?基于EduCoder的C語言課程實踐教學模式構建

本課程以學生信息管理系統為案例，采用案例驅動式教學法進行教學。主要利用EduCoder實訓平臺進行教學模式構建，其過程如下：

3.1?課前

在課前環節，教師需要準備個人教學資源和實訓任務，資源包括PPT課件、微視頻、示例程序源碼、課后習題詳解等。實訓任務可選擇不同的難度。教師還要求學生通過中國慕課網觀看C語言精品課程視頻進行自主學習。課前準備活動如圖1所示。

3.2?課中

在課堂開始后，先用5～10分鐘的時間將本節課的知識目標詳細地講解，并提出一到兩個思考題。接著學生根據當前學習進度選擇并開始做相應的實訓任務，教師通過EduCoder后臺所提供的數據對學生進行監督，并及時地解答其疑問。在課程結束前5～10分鐘內，讓學生進行分組討論，并對其容易犯錯誤的知識點進行講解。

鑒于學生水平不一，實訓任務既有層次分明、難度遞進之特點，因此他們可以靈活地調整實訓任務的難度。這樣可以遵循學生對理論的掌握，又能夠讓學生隨時進行實訓任務。

在實訓項目中，學生不僅能夠學習知識點、編寫代碼并進行在線測評，還能通過積分和金幣等獎勵機制來增加學習動力和成就感。實訓任務就像玩游戲一樣富有挑戰性和趣味性，在完成一個任務并獲得金幣后，學生會感到成就感，。每完成一關，學生還可以通過討論或點評的方式相互交流并分享心得，從而加深對知識點的理解和掌握，提高實踐技能，增強信息。

課中教師利用闖關任務調整教學活動。闖關任務本身就是實訓任務，要求學生用不同算法解決問題。教師實時監測學生闖關情況，根據任務進度調整挑戰難度。闖關任務比較學生用時和算法效率，增強學習動力。學生分小組合作闖關，培養團隊精神，在游戲中掌握知識。通過闖關任務，教師可以使課堂更加活躍和有效。

總而言之，課中環節主要分為講授、闖關和分享交流三個部分，使學生能夠積極參與挑戰性的實訓任務，課中教學活動安排如圖2所示。

3.3?課后

在課堂結束后，學生可以隨時登錄EduCoder繼續進行實驗，以彌補其未完成的部分，爭取跟上教學進度。如遇到問題，可隨時查看慕課平臺上的相關視頻素材。全部同學完成任務后，EduCoder平臺將會自動生成實訓成績，例如通關時間、學員完成情況、總測評次數、總耗時和總經驗值，讓學生通過各種方式反饋自己的學習情況和問題，課后教學活動的具體安排如圖3所示。綜上所述，通過課前、課中和課后相結合的方式，利用EduCoder在線教學平臺開展C語言課程實驗教學，積極引導學生參與課程學習，培養他們的學習興趣和習慣。本課題以C語言程序設計課程為例，提出一種基于EduCoder實訓平臺的實驗教學模式，其詳細實施過程如圖4所示。

4?教學模式實施案例

本課程第11講是結構體類型與鏈表操作，目標是讓學生能夠掌握結構體類型定義、結構體變量的引用和初始化以及存儲空間的動態分配，設計復雜的結構體類型，鏈表的創建、遍歷、插入、刪除等操作。

課前，教師精選結構體變量初始化與引用、結構體數組、結構體指針、結構體存儲數據、鏈表操作等內容，在EduCoder平臺上將實訓任務設置成三個不同的關卡。同時，把中國慕課網的C語言程序設計課程中有關結構體的視頻資源提前發給學生，使超過一半要學習的內容在上課前就已經被學生完成了。

課堂開始之后，老師先花10分鐘時間向學生講解結構體類型定義及其應用的知識，以學生信息管理系統為例，說明該系統的數據存儲方式及結構，并提出思考題：與數組相比，該系統的數據存儲結構有何不同？老師希望學生能夠優化學生信息管理系統的數據存儲方式。接下來，組織學生在60分鐘之內完成所講內容的實訓任務，其中一部分學生在前15分鐘可以補交上一節課的實訓任務。教師及時解答學生的疑問，關注學生的進度和情況。學生通關數據表明，大約40%的學生通過了所有的關卡，一半以上的關卡通關率覆蓋了全部學生。

課堂結束后，學生還被要求在實踐教學平臺上完成本節課的單元測試題，而沒有完成實訓任務的學生將會被扣除學習積分，但還能夠獲得補做的機會。學生實訓任務完成情況的統計如圖5所示。

5?教學效果總結

以C語言程序設計課程為例，利用EduCoder平臺嘗試新的課程實踐教學模式，將教學過程分為三個階段開展理論與實踐相結合的課堂教學，讓學生的主動性比以前有所增加，實訓任務的完成覆蓋到全部學生。學生表示他們對編程的認識和理解有了新的認知，最初的編程帶來的危機感到現在已經不復存在，越來越喜歡編程帶來的成就感。

本次課程所設置的考核指標與往年有所不同，成績數據無法客觀地進行比較，因此本課題采取問卷調查的方式對學生進行調研。學生對本次課程教學模式的問卷調查結果如圖6所示，其中他們表示對融合EduCoder的新型教學模式比較滿意，但是對EduCoder平臺本身的青睞度略低。因為實訓任務內容不夠貼切，學生處于適應階段，實訓資源在規模和質量上還有提升的空間。

圖6?學生對本次課程教學模式的問卷調查結果

C語言程序設計作為實踐性極強的一門課，以項目驅動為導向，注重學生的參與和主動性。通過EduCoder平臺，學生都能從整體上理解所學知識的用途，加深對編程方法的理解，加之學生也受到平臺所提出的金幣激勵機制的鼓舞，讓學生逐步確立明確的學習目標。這種教學模式充分彰顯“以學生為本”的理念，促進學生從“被動學習”向“主動學習”的轉變。在EduCoder平臺實訓任務和小組交流中學生都能積極參與，教學反饋更及時，使教師與學生的互動效率大大提高，有利于教師更合理地規劃教學計劃，提升教學效果。

學生對本次教學模式的實施反響很好，但具體實施時間較短，并不完善。在以下兩個方面需進一步改進：一是要更加詳細地規劃各教學環節的具體實施方案，二是要擴展豐富實訓任務資源并優化質量。今后，本門課程計劃在設計實訓任務、優化評測方法、提高學生參與性等方面深入開展下一步的研究。

參考文獻：

［1］梁志劍，常力丹，井超，等.基于全學時實驗的程序設計基礎課程教學改革［J］.計算機教育，2018（10）：150153.

［2］馬凱，姜延.基于微課程的翻轉課堂教學設計實踐［J］.計算機教育，2018（10）：97100.

［3］張紅梅，拓明福，趙永梅，等.混合式教學在大學計算機基礎教學中的應用探索［J］.計算機工程與科學，2019，41（S1）：170173.

基金項目：新疆師范大學博士（博士后）科研啟動基金（XJNUBS2007）

作者簡介：阿力木·木拉提（1988—?），男，維吾爾族，新疆阿克蘇人，博士，講師，研究方向：自然語言處理。