“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“C語言程序設計”課程線上教學模式研究

收稿日期：2023-04-13

基金項目：長治學院教學改革創(chuàng)新項目（XN0261）

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.22.039

摘? 要：“C語言程序設計”是大學理工科專業(yè)的一門基礎課程。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，研究合理的“C語言程序設計”線上教學模式成為大勢所趨。文章首先對“C語言程序設計”線上教學模式的優(yōu)勢進行了分析，介紹了以超星學習通和線上程序設計輔助平臺為基礎設計的課程線上教學模式，并將此模式應用到長治學院電子信息科學與技術(shù)專業(yè)的學生教學中。對比了線上教學模式和傳統(tǒng)線下教學模式的學生考試成績，結(jié)果線上教學基本可以達到與傳統(tǒng)線下教學相近的成績。分析了線上教學存在的問題，最后提出了幾個改進方法作為后續(xù)教學改革的研究方向。

關鍵詞：C語言程序設計；線上教學；高等教育

中圖分類號：TP39；G434? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-4706（2023）22-0179-04

Research on Online Teaching Mode of“C Language Programming”Course under the Background of“Internet+”

ZHAO Danmei

（Department of Physics， Changzhi University， Changzhi? 046011， China）

Abstract： “C Language Programming”is a basic course for university science and engineering majors. Under the background of“Internet+”， it is a general trend to study the reasonable online teaching mode of“C Language Programming”. Firstly， this paper analyzes the advantages of the online teaching mode for“C Language Programming”， introduces the online teaching mode of courses designed based on the Chaoxing Learning APP and online programming assistance platform， and applies this mode to the teaching of students majoring in Electronic Information Science and Technology in Changzhi University. A comparison is made between online teaching mode and traditional offline teaching mode in terms of students' exam scores， and the results show that online teaching can basically achieve scores similar to traditional offline teaching. This paper analyzes the problems existing in online teaching. Finally， several improvement methods are proposed as research directions for subsequent teaching reforms.

Keywords： C language programming; online teaching; higher education

0? 引? 言

計算機程序設計能力與創(chuàng)新能力是新工科人才能力培養(yǎng)的重要組成部分，由于C語言具有簡潔高效、可移植性好、生成代碼質(zhì)量高等優(yōu)點，使它成為多數(shù)理工科專業(yè)的第一門程序設計課程。該課程既具有語言類課程的特點即要求學生掌握繁多的語法知識，還要求學生具備一定的邏輯思維能力去分析問題和解決問題[1]（也就是要掌握一定的算法知識）。同時該課程是一門實踐性極強的課程，除了學，還要求鍛煉學生的動手能力。通過該課程的學習，學生能夠了解計算機工作原理，理解指令和程序的思想，掌握程序設計的過程，并初步建立起計算思維，為將來專業(yè)課中加強計算機應用打下良好的基礎[2]。盡管近年來受到Python、C#等新型語言的沖擊，C語言依舊深受大多數(shù)程序員的青睞，長期占據(jù)全球開發(fā)語言排行榜中前兩位[3]。

2018年，由教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》提出，要落實立德樹人根本任務，應積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，堅持信息技術(shù)與教育教學深度融合的核心理念，建立健全教育信息化可持續(xù)發(fā)展機制，構(gòu)建網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化、個性化、終身化的教育體系[1]。隨著現(xiàn)代化網(wǎng)絡信息技術(shù)的高速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的信息化更新極大地推進了教育教學方式的變革，線上教育成為我國教育發(fā)展的新形態(tài)，是推動教育變革的巨大動力，是未來教育的重要組成部分[4]。新冠疫情已經(jīng)結(jié)束，但人類時刻面臨著其他病毒及疾病的侵襲，研究合理的“C語言程序設計”線上教學模式成為必然。

在線上教學模式中，教師可以線上發(fā)布學習資料和學習任務等，學生通過線上自主學習完成教師布置的任務[5]。同時，線上教學也可以采用直播教學、在線留言討論等多種形式幫助學生解決自主學習中遇到的問題。這種方式突破了時間空間的限制，逐漸將學生由被動聽課向主動學習轉(zhuǎn)變，提高教學質(zhì)量。

1? 線上教學模式的優(yōu)勢

1.1? 資源豐富且數(shù)據(jù)可視化

“互聯(lián)網(wǎng)+”具有開放性和共享性的特點。充分利用互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，整合優(yōu)秀教學資源，給學生提供更多的學習資料。在“大數(shù)據(jù)”背景下，憑借互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將學生的學習過程、學習結(jié)果等進行可視化。整個教學過程都可以直觀地在平臺中呈現(xiàn)，便于教師將來進行統(tǒng)計和測量。

1.2? 可實現(xiàn)差異化教學

“C語言程序設計”傳統(tǒng)教學中理論課主要是老師講授，這種授課方式主要以教師為主導，由于知識點繁多，多采用滿堂灌的方式。這種方式無法考慮不同學生個體差異，對所有學生均采用相同的教學方式，導致部分學生不能很好地吸收所學知識，學習興趣逐漸下降。線上教學模式中，老師整理網(wǎng)絡課堂資源供學生學習、設計合理的任務點讓學生完成。學生是學習的主體，學生可根據(jù)自身不同情況設置觀看速度及選擇是否回看等操作。教師可設置基礎學習內(nèi)容及高級學習內(nèi)容供不同學生學習，實現(xiàn)因人而異、量身定制，從而提高教學質(zhì)量。

1.3? 減輕教師負擔

傳統(tǒng)教學中，學生作業(yè)由教師手動批改。而線上教學中選擇判斷等客觀題可由系統(tǒng)直接批改。對于編程類的題目來說，教師批改起來非常困難。線上教學中，教師可以使用線上程序設計輔助平臺完成程序的批改，既保證了正確性，又減輕了教師負擔。同時可以在線統(tǒng)計題目的錯誤率，實時掌握學生學習情況。

1.4? 增加實踐練習時間

傳統(tǒng)教學中實踐課大多在學校機房開展，對于初學C語言的學生來說，調(diào)試程序往往要花大量的時間，機房實踐練習的時間遠遠不夠。采用線上教學，由于借助程序設計輔助平臺完成程序的批改，老師可以設置比較長的提交時間，供學生練習。對于學習能力較差的同學，可以減輕其心理壓力，對于能力較強的同學，也可以選擇進階的題目提高自己。

2? 線上教學模式在教學中的應用

受新冠疫情影響，2022年上學期，本校采用線上教學模式開展教學。“C語言程序設計”課程線上教學模式設計如圖1所示。

2.1? 線上理論課程設計

對于理論課程的線上教學，目前使用較多的有超星學習通、學銀在線等APP。以超星學習通為例，可以完成在線簽到、發(fā)放學習資料、發(fā)放作業(yè)、批改作業(yè)、在線答疑和在線考試等操作。本校目前理論課程的線上學習主要通過超星學習通+騰訊會議開展。超星學習通界面如圖2所示。

理論課線上模式主要由4部分組成，具體內(nèi)容如下：

1）課前預習。教師課前發(fā)布精心設計的學習資料和測試題目。對于預習部分的學習資料，一是對本節(jié)課所用的已學過的知識點進行復習，二是對本節(jié)課的主要內(nèi)容進行引入，引起學生對本節(jié)知識的興趣的同時對本節(jié)課的內(nèi)容有基本了解。測試題目則是對預習效果的檢測，教師可根據(jù)答題效果合理設計課堂內(nèi)容。

2）直播學習。教師根據(jù)學生的預習情況，對共性問題、重難點問題重點講解，也可采用連麥的形式了解學生實際學習情況、督促學生學習。

3）發(fā)布課堂錄課視頻、拓展閱讀及課后作業(yè)。對于部分學習能力較差的同學，可通過反復觀看錄課視頻繼續(xù)學習重難點內(nèi)容；對于學習能力較強的同學，也可以繼續(xù)學習老師提供的拓展知識，豐富學習內(nèi)容。

4）測試。在階段性學習內(nèi)容結(jié)束后，進行必要的測試，把握整體學習情況，根據(jù)結(jié)果及時進行課程的修正與迭代。

2.2? 實踐課程的線上教學

對于實踐課程的線上教學，目前比較主流的線上程序設計輔助平臺主要有PTA（Programming Teaching Assistant）和北京大學開發(fā)的Open Judge等程序設計類輔助教學平臺。這兩個平臺均可以讓學生免費進行編程訓練。平臺上有大量經(jīng)典的C語言程序的練習題，以北京大學開發(fā)的Open Judge為例，其上不僅有大量基礎題適合初學者學習，也有很多進階題適合能力較強的學生自我提高，如圖3所示。

老師也可以在Open Judge中創(chuàng)建小組，發(fā)布測試題。學生通過Open Judge平臺在線提交程序源代碼，系統(tǒng)對源代碼進行編譯和執(zhí)行，并通過預先設計的測試數(shù)據(jù)來檢驗程序源代碼的正確性，如圖4所示。

本課程采用Open Judge平臺，在直播課程結(jié)束后發(fā)布實踐作業(yè)，給學生足夠的時間練習、調(diào)試程序。對于共性問題在直播課程中演示講解。

3? 結(jié)果分析

本校電子信息專業(yè)2021年線下教學學生理論成績和2022年線上教學學生理論課成績?nèi)绫?所示。

從表中可以看到，線上教學成績與線下教學成績接近。其中最高總成績差別不大，線上教學最高成績甚至略高于傳統(tǒng)線下教學；教學平均總成績和最低成績略低于線下教學。

為此，利用問卷星對線上教學的學生發(fā)放調(diào)查問卷。本次問卷有效填寫81人，在對線上教學存在問題的調(diào)查中，14人提到自制力差，4人提到互動差的問題。可以看出線上教學也存在著一些問題。

3.1? 課堂互動性差

由于缺乏線下的學習氛圍，自制力較差的同學學習效果不佳。線上教育還不能營造出線下面授那樣的課堂氛圍，這本就造成了學習的難度，老師同學之間不能相互交流，遇到問題不能立即解決，更加劇了學習難度。雖然學生可以通過直播、留言等方式解決學習中遇到的問題，但大部分同學還不太適應線上提問。

3.2? 監(jiān)督不到位

線上教學以學生為主體，對于自制力較差的同學，可能為了完成學習任務開著手機去干別的事情，或以其他方式逃避學習。在線上教學模式中，老師無法實時看到學生，造成監(jiān)督不到位，導致這類學生學習情況不理想。

4? 線上教學模式改進措施

從上述結(jié)果來看，線上教學模式還需要改善，需要更多創(chuàng)新的方式提高學生的學習興趣。同時線上教學對教師也是一種挑戰(zhàn)，需要在看不到學生的情況下通過一定的方式判斷學生的狀態(tài)并實時調(diào)整教學方式。為此本文提出以下5個改進方向。

4.1? 整合優(yōu)秀教學資源

良好的教學內(nèi)容是吸引學生注意力的第一步，教師應充分利用互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，整合優(yōu)秀教學資源，給學生提供更多的學習資料。線上教學模式中，通過反復打磨課件制作，精心設計教學過程、教學情境，增加學生的學習興趣[6，7]，讓學生對知識點理解透徹，并有效地將前后知識點串聯(lián)，最好與實際相結(jié)合，讓學生看到內(nèi)容的實用性，增加學生對本課程的接納度及認同度。

4.2? 加強互動

在線教學應該盡量避免學生全程觀看視頻的教學模式。在空間分離的情況下，教師無法直接觀察到學生的聽課狀態(tài)，學生被動地聽課，很容易進入疲憊區(qū)。為了減小空間分離帶來的影響，教師和學生之間要加強互動。教師在整合網(wǎng)絡資源時，需要設置合理的任務點檢驗學生的學習情況，直播教學中也需要實時進行連麥、答題等互動，通過各種方式讓學生參與到課堂互動中，讓老師實時掌握學生狀態(tài)，實現(xiàn)教學內(nèi)容的雙向傳遞。

4.3? 增強案例教學的引入比例

“C語言程序設計”課程有大量的基礎知識和概念，學生在學習的時候容易疲憊。因此在教學的過程中可以多引入案例。如在介紹循環(huán)這一章的時候。三種循環(huán)結(jié)構(gòu)記憶并不難，如何去合理運用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題才是關鍵。所以這一章內(nèi)容需要結(jié)合大量的案例，讓學生理解循環(huán)、真正學會使用循環(huán)。循環(huán)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典案例也比較多，如“百錢百雞”問題，這是一個古代數(shù)學問題，也是一個循環(huán)嵌套的問題，通過這個案例讓同學們對循環(huán)結(jié)構(gòu)的思想、解決的問題有所了解。類似的“猴子吃桃”問題也是循環(huán)的典型問題。通過這兩個有趣的案例可讓學生理解循環(huán)的同時了解“窮舉”和“迭代”兩個重要算法，為學生解決其他問題提供思路。

4.4? 加強課程之間的聯(lián)系

主流的C語言教學軟件“Visual C++”“DEV C++”等都存在著可視性較差、不容易展示圖像的問題，這使得課程的趣味性大打折扣。對于電子信息專業(yè)的學生來講，學習C語言主要是為后面的單片機課程以及競賽做準備。因此，可以將單片機課程的虛擬仿真實驗引入到C語言教學中，讓學生直觀地觀察到編程對電路的控制，大大增加學生的學習興趣。如可以在第一次課程當中演示程序?qū)σ粋€LED的控制，在學完循環(huán)后，可將單片機“流水燈”實驗進行演示。這些內(nèi)容比較簡單，不需要過多的單片機知識，學生可以很快上手。通過這種方式，也可以增加本專業(yè)課程之間的聯(lián)系，讓學生對本專業(yè)的課程培養(yǎng)目標有更深入的了解。

4.5? 加入課程思政元素

課程思政是以立德樹人為根本任務，把思想價值引領貫穿于教學的各個環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的重要教學方法[8]。課程思政并不是介紹思政課程，而是將本門課程與國家的發(fā)展、社會的進步聯(lián)系起來，增加學生對本門課程的認同感，從而增加學生的學習動力，由被動學習轉(zhuǎn)為主動學習。

5? 結(jié)? 論

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，如何開展良好的線上教學一直是研究的熱點。本文分析了“C語言程序設計”課程線上教學的優(yōu)勢，設計了一套線上教學模式并將其應用于本校電子信息科學與技術(shù)專業(yè)的學生中。從考試的結(jié)果看本模式的教學質(zhì)量基本與傳統(tǒng)線下教學相接近，也就是說如果未來再出現(xiàn)類似“新冠病毒感染”的突發(fā)公共安全事件，本模式可以較好地代替?zhèn)鹘y(tǒng)線上教學，保證教學任務按時完成。但是也要看到，線上教學模式還是有一些天然的缺點，比如無法做到像傳統(tǒng)線下的學習氛圍、不易監(jiān)督等。針對如何盡可能減小這些問題到來的影響，本文提出了五方面的改進措施，未來，將對這些措施的使用情況做更多的驗證分析。

參考文獻：

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[7] 周建強.新冠肺炎疫情下中小學網(wǎng)絡課堂教學的問題與對策——以北京市××學校為例 [J].教育探索，2020（4）：14-17.

[8] 劉萍萍.高校思政課課堂育人研究 [D].濟南：山東師范大學，2023.

作者簡介：趙丹梅（1990.01—），女，漢族，山西長

治人，講師，碩士，研究方向：電子信息科學與技術(shù)。