基于BOPPPS模型的C語言程序設計研究性教學實踐

摘要：針對傳統C語言程序設計課程教學中存在的理論與實踐脫節、缺乏互動等問題，文章構建并實施了基于BOPPPS模型的研究性課堂教學模式。該模式強調理論與實踐結合、教與學互動、學生與學生互動，并融合線上線下教學資源。實踐結果表明，該模式下學生的總成績平均分、機考平均分、參加學科競賽人數相對于同級不同專業學生分別增長了3.81%、40.07%、151.13%，相對于不同級同專業學生分別增長了6.47%、71.61%、302.41%，該模式有效提升了學生的學習興趣、實踐能力和創新能力。

關鍵詞：BOPPPS模型；研究性教學；C語言程序設計；課堂教學

中圖分類號：G424文獻標識碼：A

0引言

為眾多應用型高校面向理工類本科一年級學生的必C語言程序設計課程（以下簡稱：C程序設計）作修通識基礎課程[1]，旨在為非計算機專業學生奠定程序設計、編寫與測試的基礎，并培養其運用計算思維解決本專業實際工程問題的能力。

目前，C程序設計課程教學模式雖已從傳統的“黑板+粉筆+PPT”灌輸式教學方式轉變為視頻、文字等媒體交互的教學方式，但仍然沒有完全脫離采用PPT講授加代碼演示的以教師為主體的灌輸式教學方法，存在的不足有[2-3]：一是理論教學與實踐教學脫節，課程語法知識點多，教學過程中需要大量編程實踐訓練支持理論教學。然而，以理論講授加代碼演示的授課方法，學生參與編寫代碼訓練較少，學習被動，缺乏對理論知識的充分理解和掌握。二是課堂教學枯燥，缺少互動，重理論講授、輕研究性教學，重書本、輕科研與問題分析，不能很好地培養學生的主動探索、分析問題以及實踐與創新能力。因此，必須尋求更有效的教學方法，探索新型教學模式，培養學生創新能力。

因此，本文構建并實施了基于BOPPPS模型的研究性課堂教學模式，該模式強調理論與實踐結合、教與學互動、學生與學生互動、教學與科研相結合，并融合線上線下教學資源，從而提升學生的學習興趣，增強學生的實踐與創新能力。

1基于BOPPPS模型的C語言程序設計課程研究性教學模式

研究性教學是指以學生為中心，注重學生參與和探究問題的教學方法，通過在課堂引入工程問題、應用案例，讓學生采用科學研究方法參與分析、解決這些問題，培養學生發現、分析和解決問題的能力。采用線上線下相結合的教學方法，拓寬學生學習的空間與時間。為了確保研究性教學過程的良好實施，通過實施BOPPPS教學模式，打造高效的研究性課堂。

過程分為導入BOPPPS是一種參與互動式教學模型、學習目標設定、前測、參與式學習[4-5]，將教學、后測、總結等6個環節。在C程序設計課程教學實踐中，構建了如圖1所示的BOPPPS模型下的“兩互動、三結合”研究性教學模式[6]?！皟苫印敝附膛c學互動、學生與學生互動；“三結合”指理論教學與實踐教學相結合、教學與科研相結合、線上線下相結合。該模式旨在培養學生的探索精神、科學思維、研究興趣以及實踐與創新能力。

“兩互動、三結合”研究性課堂教學方式如下所示。

1）構建理論與實驗一體化課堂，實現理論教學與傳統以PPT講授加代碼演示的C程序設計課程教學方式，仍然以教師課堂講授為主、學生課后練習為輔，學生難以理解和消化，從而產生對程序設計課程的畏難情緒。為此，構建理論與實驗一體化課堂，將C程序設計課程搬進實驗室，實現理論與實踐教學的有機結合，是一個可行的方法。教師在講授課程時，學生能夠通過編寫程序及時學習和鞏固知識點，使教學更加生動活潑。該方法補充和豐富了課堂教學中無法動手演示的不足，做到了理論聯系實際、增強學習興趣，使學生既掌握了理論知識，也開闊了思維、提高了實驗能力。

2”）問題導學，實現“教與學互動”“學生與學生教師根據教學內容設計相關工程問題和應用案例，并提前發給學生預習。課堂上，組織學生圍繞這些問題進行討論，實現教與學、學生與學生之間的互動。通過翻轉課堂、案例教學、問題導學等教學方法，鍛煉學生的知識獲取能力和問題解決能力。

在教學案例設計方面，應遵循以下原則：一是教學案例應結合學生的學情及專業方向要求，選擇生活中常見且真實的場景作為案例，使學生體會到學以致用。二是案例設計應體現知識的綜合應用，并注重對學生解決復雜工程問題能力的培養。例如，在講授“C語言程序設計”中“循環結構”一節可采用問題導學思路。針對教學內容，從生活或工程應用中的循環場景設計主題，將學生分為6人一組，每組以一個工程應用案例為研究對象，課前查閱資料并提出初步解決方案，課堂上由各小組推薦1～2名成員闡述方案，隨后師生共同研討評議。通過問題導學以及“教與學互動”“學生與學生互動”等教學方式，激發了學生的學習興趣，使其深入理解和掌握課堂內容，提高了獲取知識與解決問題的能力。

3）科研項目進課堂，實現教學與科研相結合將科研成果引入課堂，讓學生了解知識點在實際科研項目中的應用，增強對知識的理解與創新能力。教師將最新的科研知識、技術和應用場景補充進教學內容，使學生及時了解專業最新動態，開闊視野。例如：交通工程專業可選用“橋梁安全風險預警評估項目”作為案例；機器人專業可介紹“無人機編隊排序”“煤矸石分揀機器人設計”；車輛工程專業可結合汽車儀表系統設計、企業管理系統開發等進行選題。這樣的教學內容緊密聯系實踐與科研，提升了學生的創新思維和應用能力。

4）線上線下相結合，拓寬學生學本教學模式涵蓋課前、課中、課后三個環節：課前、課后環節采用線上方式，課中環節則在線下實驗一體化課堂進行。設立線上學習模塊，上傳知識點微視頻，大量實例分析、典型案例講解，引導學生用計算思維分析問題并用C語言編程解決實際問題，培養良好編程習慣和工程實踐能力。這一方式有效拓展了學習時空，促進了教學資源的最大化利用。

2BOPPPS模式下C語言程序設計課程的研究性課堂教學模式的實施

依據圖1中所示的BOPPPS模型6個環節為基礎框架，本文以C程序設計課程中循環結構應用案例“無人機編隊（排序）”為例，詳細介紹基于BOPPPS模式下C語言程序設計課程的研究性課堂教學模式的具體實施過程[6-7]。

2.1課前準備階段

課前準備階段旨在激發學生的學習興趣，明確學習目標，并通過前測了解學生的學習難點，為后續教學設計提供依據。此階段包括導入、明確學習目標和課前測試三個環節，均在線上進行。

1）課程導入環節

課程導入環節能夠最大限度地激發學生的學習積極性，使學生產生強烈的學習動機。實際教學中，教師可以使用生產實例、視頻影像等方式引入熱點問題作為課程導入。針對“無人機編隊（排序）”的課程內容，本文通過線上發布所制作的無人機編隊（排序）動畫視頻，展示循環結構的應用場景，并生動形象地介紹循環結構中的概念和用法，為課堂教學的落實做好鋪墊。課程導入幫助學生完成從對循環結構的未知到已知的過渡，激發學生的學習興趣。

2）明確學習目標環節

明確學習目標環節的目的是讓學生清晰地了解通過本次課程學習應達到的具體目標，從而指導學生的學習過程，確保學習效果。學習目標主要包括知識、能力、素質三個維度目標。

知識目標：理解循環結構的概念和基本語法，要求學生理解常用循環結構類型，并掌握其應用方法。能力目標：培養學生分析工程問題并合理選擇循環結構編寫程序的能力。根據問題的需求合理選擇與嵌套使用不同類型的循環結構，能夠利用循環結構編寫程序解決復雜工程問題，如時鐘、乘法口訣表、打印牡丹花、設備故障種類識別、智能小車路徑尋址等。素質目標：培養學生分析解決問題的能力，提高學生創新思維和工程應用能力。通過“無人機編隊（排序）”相關循環結構知識的學習，提升學生思想素質，通過不斷調試改進程序培養學生的耐心和毅力；通過選擇判斷程序設計，使學生認識到人生道路有多種選擇，只有根據社會的需要合理選擇自己的道路，才能少走彎路。

3）課前測試環節

課前測試可以幫助學生和教師了解學生在即將學習內容上的現有知識水平。教師通過線上發布難度適中的測試題，掌握學生的預習效果，識別學生的知識盲點和薄弱環節，總結易錯點和難點，以便于教師在后續線下（課中）教學中答疑解惑，調整教學內容的深度和重點，完成線下課堂教學（課中）的設計，確保教學內容與學生需求相匹配。本文針對C程序設計課程中的循環結構中的If判斷、for循環、while循環、控制流程語句、循環嵌套、循環遞歸等分別設計六道題，進行測試。

2.2課中實施階段

課中參與式學習是實現研究性教學目標達成的核心部分。C程序設計課程中教學在理實一體化課堂的線下進行。課中教學過程為：教師首先簡單介紹循環結構涉及的知識點，然后對前測中呈現的錯點和難點進行解答，接著根據課程教學方法的設計，采用第1節介紹的“理論教學與實踐教學相結合”“教與學互動”“學生與學生互動”“教學與科研相結合”等相關教學方式進行教學。

2.3課后總結階段

通過課后測試，檢驗學生是否達到學習目標。教師通過線上發布常規性的簡答題、填空題與判斷題，考查學生對程序循環結構基本知識與基本理論的掌握情況；同時，線上提供若干程序循環結構的工程應用案例，讓學生嘗試編寫程序，考查學生分析工程問題和解決復雜工程問題的能力。

通過課后測試結果，針對學生知識點掌握的薄弱部分及程序設計中出現的問題進行線上解答。另一方面，教師還需對教學過程進行反思，及時糾正不足，進一步完善和優化研究性教學方式，提升教學效果。

3實踐效果

本文選擇黃河交通學院非計算機大類某專業（簡稱：專業A）2023級學生，開展基于BOPPPS模式下C語言程序設計課程的研究性課堂教學實踐，并選取未接受BOPPPS模式教學的2022級專業A學生及2023級同學院的專業B學生為參考組。通過收集不同組學生期末考試總平均成績、機考平均成績、參加學科競賽人數等數據，具體情況見表1。由表1可見，專業A2023級（實驗專業）的總成績平均分比專業A2022級高約4.64分，增長百分比為6.47%，同時比專業B2023級高約2.8分，增長百分比為3.81%；在機考平均分方面，專業A2023級（實驗專業）較專業A2022級提高了28.84分，增長百分比達71.61%，較專業B2023級高出19.48分，增長百分比為40.07%；在參加學科競賽方面，專業A2023級（實驗專業）學生比例由8.3%提升至33.4%，增長了25.1%，增長百分比為302.41%，相比專業B2023級也增長了20.1%。由此可見，采用BOPPPS模式下C語言程序設計課程的研究性課堂教學模式，能夠強化學生的基礎理論與基本知識掌握，有效培養學生的主動探索、分析問題及實踐與創新能力。

4結論

本研究基于BOPPPS教學模型，在C語言程序設計課程中實施了研究性課堂教學模式，并在2023級本科一年級非計算機類專業進行了實踐。結果表明，該課堂教學模式激發了學生的學習興趣，提高了學生的學習主動性，對培養學生的自主學習能力、問題解決能力和創新能力等方面具有傳統教學無法比擬的優勢，有利于學生知識、能力、素質的全面提升。通過實證研究驗證了BOPPPS模型在編程課程中的有效性，為同類課程教學改革提供了實踐參考，強調了主動參與和個性化教學的重要性。

然而，BOPPPS模型的應用也面臨挑戰，如對教師設計與組織能力要求較高，以及缺乏針對不同學生群體的差異化教學策略。未來研究還需進一步探索該模型在不同背景下的適應性，以及如何與其他教學方法融合，以優化教學效果。期待該模型在更多領域發揮潛力，促進學生的全面發展。

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【通聯編輯：唐一東】