智慧課堂在C語言程序設計教學中的應用

王詠梅，楊 靜，宋 莉，張 敏

（1.合肥師范學院計算機學院,安徽合肥230031;2.池州學院機電工程學院,安徽池州247000;3.安徽農業大學信息與計算機學院，安徽合肥，230036）

在“互聯網+”時代，隨著云計算、大數據和物聯網等新技術的發展及其在教育教學中的推廣應用，信息技術與教學模式深度融合，教學過程的評價與反饋，教學互動與教學數據處理方式不斷創新發展，從微課、MOOC到翻轉課堂再到智慧課堂等，新型的教學模式被不斷引入，以期提升教學效果。

微課和MOOC都是以接受型學習為主，適合作為一種教學補充，適合異地學習和假期學習等。翻轉課堂則是把學習流程進行了“翻轉”，它在課前完成信息傳遞，以幫助學生發現問題，在課堂上有針對性的進行互動，以直接指導和建議式學習模式完成知識的吸收內化。這種方式雖然比傳統教學模式有了很大進步，但也難以了解學生的個體差異性，難以解決學習的被動性問題。為了啟迪學生智慧，培養學生主動學習和創新學習的能力，智慧課堂應運而生。

1 C語言課程教學現狀

1.1 理論教學與實踐教學很難達到平衡

C語言教學需要理論教學與實踐教學相互依存、相互促進。實踐教學具有直觀性和創造性，通過上機實踐，學生可以更直觀地理解和掌握編程知識。但在實際教學過程中，如果課前沒有掌握較充分的理論知識，學生上機前準備不足，上機時又要動手編程，又要調試，還要自己判斷語法錯誤，而C語言語法靈活，學生往往面對問題不知道如何下手，只能求助于老師。機房通常只有一位輔導老師，導致學生問問題時排隊等待，課堂教學的效率和質量都大打折扣。如果上機前用較多課時講解語法細節，學生又會覺得自己長時間淹沒在細節中，看不到算法實現的整體思想，會感覺課程枯燥乏味。

1.2 教學內容多，學時不足

目前，各高校非計算機專業的《C語言程序設計》課時大都為64學時，其中理論課和實驗課各占一半。但是對于非計算機專業學生來說，沒有算法的相關知識做基礎，教師要在有限的時間內把復雜、繁多的C語言的語法規則高質量地教給學生，壓力較大，理論課時不足；另一方面，C語言是一門實踐性很強的課程，語法的靈活應用，算法的實施都要經過上機調試驗證，30多個實驗學時也明顯不足。

1.3 學習內容抽象，興趣難以引發

C語言的一些基本概念，如數據類型，涉及到數據在內存中的存儲形式和數值范圍，比較抽象難懂，各種運算符和表達式的結合性和優先級更是瑣碎枯燥。教師授課時，長時間講解這些概念規則和例題，如果不與具體的程序實現結合起來，很難引起學習興趣。

1.4 交互方式單一，反饋不及時

上課交流互動一般是老師提問，學生回答，因為課時有限，只能是部分學生回答問題，代表不了大多數同學的問題，交流方式單一。下課時布置作業，下堂課提交作業，老師批改，下下堂課學生才能看到老師的意見，學生作業出現的問題也要等下下堂課才能講解，延時較長，并且因為課時原因，任課老師一般都會選擇共性問題講解，而個性問題常會被忽略。這種單一的交流和延時的反饋導致學習效率低下。

2 C語言智慧課堂教學模式建構

2.1 智慧課堂的教學流程

表1 傳統課堂和智慧課堂教學流程比較分析表

智慧課堂的課堂流程和結構與傳統課堂不同。傳統的C語言教學遵循“5+4模式”，即由教師課前備課，課中講授、提問、布置作業，課后批改作業五個步驟和學生課前預習，課中聽講、個別學生回答問題，課后完成作業四個環節形成“課前、課中、課后”課堂教學循環。這種模式導致現在的C語言教學出現瓶頸，而智慧課堂由于大數據、動態學習評價和云計算等信息技術的運用，教學流程發生了變化，理想的智慧課堂是“8+8”模式。由表1可看出教師的“教”和學生的“學”各有八個環節，師生之間的互動交流比傳統教學流程更立體更多樣，反饋也更加及時[1]。這種8+8模式是一種理想模型，事實上，基于信息技術云平臺，智慧課堂的“教”與“學”可以相互滲透融合?，F在智慧課堂還在起步階段，做的比較有名的訊飛皆成智慧課堂平臺，采用的是“三段十步”的教學模式，如圖1所示。

圖1 智慧課堂三段十步教學模式

2.2 C語言智慧課堂課前階段——學情分析是核心

C語言課的傳統課堂課前任務就是教師備課和學生預習，備課是針對全體學生進行，只考慮共性，對學生的學情了解主要靠經驗和直觀感受，所以教學目標設定具有一定盲目性。智慧課堂的課前則主要是學情分析，在學情分析的基礎上進行預習測評和教學設計。教學中的數據是教學效果的最顯著的指標，大數據時代，在學校內部存在著海量數據，這些數據可能來自LMS（學習管理系統）、CMS（內容管理系統）、博客、微博、學生檔案庫、個人主頁等。最常見的數據信息如學號、姓名、性別、年齡、認知能力、性格、學習期望、愛好、特長以及文化、經濟和社會生活背景等，老師可以利用這些信息基于信息技術平臺建立規范的學生特征檔案。而學生每次課預習測評成績、課堂實時評測成績、互動時長、作業成績、知識點掌握程度分析等動態數據，可以用來建立學習檔案。從學生的特征檔案表中，教師可以了解到學生一些學習特征，查閱學生以往相關知識掌握情況，方便老師精準地掌握學情。參照學生特征檔案和學習檔案，教師決定如何安排本次課的相關內容。由于學生學習過程和學習效果以動態數據的形式保存下來，C語言教學可以更多依賴教學中的客觀數據進行決策，真正做到“以學生為中心”，有的放矢地制定教學設計，以學定教。在了解了學情的基礎上，老師可以有針對性地設計預習內容，根據學生的個體差異，分層次向學生推送多種學習資源，包括富媒體資源，微課資源、動畫、圖片等，滿足學生個性化學習需要。

2.3 C語言智慧課堂課中階段——多方互動是關鍵

C語言智慧課堂的課中階段包括情景創設、探究學習、實時檢測和總結提升。教師用預習測評結果及反饋的主要問題開展情景創設以導入新課，例如自加運算自減運算中，用自加號在變量前和自加號在變量后參與運算時變量的變化情況創設一個簡單的flash動畫以導入新課。在預習階段出現的普遍問題，教師重點精講或引導大家討論，對一些個別學生出現的問題，老師用強帶弱分組的形式在小組內討論解決，老師點評。而在掌握了基礎知識后，老師針對不同層次再次分組，對不同組提出不同的探究要求，要求小組討論協同完成。此時小組成員由于處于相同層次的認知水平，目標高度一致，從而行動高度統一，由于有清晰的個體責任，協作過程中，組員以主動、積極的狀態投入學習，C語言枯燥的語法和程序算法在討論中變得生動形象。由于C語言的靈活性，一種問題可以有多種解決算法，每種算法可以應用不同的語法知識，組員在經歷抉擇、構想、發現中討論出不同的算法，經歸納、總結可以得出最優算法，在討論算法的過程中也必然討論到相應的語法應用，這些語法知識在應用中得以靈活鞏固。同時每個小組成員在評價的過程中形成自己的認識，并為任務的完成貢獻出了自己最大的智慧。

在每個過程中，由于個性化教學和立體化多層互動，能及時發現每個學生的學習快慢程度，動態調整分組。任務完成后，通過信息技術平臺，教師向不同組推送實時檢測，平臺及時反饋測評結果。老師通過結果對學生知識的掌握情況進行分析，并即時點評錯因，給出正確答案。不同組對自己的探究任務進行總結，老師在大家總結的基礎上進行總結提升。這個過程最關鍵的是互動——師生互動、生生互動等。智慧課堂使互動變得立體化、多樣化、高效化、即時化。交流協作、問題探究和意義建構在互動過程中得以實現，學生的智慧在互動中得以生成和發展。

2.4 C語言智慧課堂課后階段——個性化輔導是重點

在課后階段。C語言智慧課堂教學不再統一布置作業，而是依據每個學生課前和課中學習情況推送個性化復習資料。例如學習能力弱一些的推送一些驗證性的程序，學習能力強一些的推送一些局部獨立完成的程序，能力更強的推送一些相關拓展學習的資料等并提出設計編程要求或者綜合性編程要求。學生通過平臺隨時將作業提交給系統，系統對作業即時反饋，客觀題直接給出對錯，主觀題由于答案不唯一，教師可以利用系統隨時錄制作業批改微課，推送給有相同問題的學生，進行個性化輔導。學生也可以利用云平臺與老師、同學討論交流學習感受和學習疑問，進行總結反思，并記錄在學生的動態學習檔案中，成為下次課的參考依據。

2.5 C語言智慧課堂的教學評價——過程性考核數據更科學

C語言教學的學習評價一般由平時成績、實驗成績和期末考試成績三個部分組成。以往的平時成績和實驗成績只能依靠作業、實驗報告和老師的直觀感受，而智慧課堂每次課前、課中和課后都記錄有測評數據、學習變化情況等大量與教學評價有關的動態數據，以這些過程性數據為基礎，給出的評價變得更科學、更客觀真實。

2.6 C語言智慧課堂教學模式的優勢

相對于傳統課堂的教學模式，C語言智慧課堂有以下優點：在學情分析的基礎上，分層推送教學資源，兼顧了不同學生的個體差異，學生在適合自己的學習資源中學習更有成就感，更能得到愉悅的情感體驗，更易激發學生的學習熱情；智慧課堂分組討論方便易行，學生在強帶弱的分組討論中，基礎好的學生知識得到了進一步的鞏固，基礎弱的學生得到了幫助，知識也進一步提升，提高了時間利用率，彌補了學時不足的問題；在探求分組學習、實時測評、小組總結中提高了學生主動學習和創新學習的能力，老師也可以從討論過程中了解每個學生，完善每個學生的特征檔案和學習檔案；多種學習資源的實時推送平衡了理論與實踐學習，例如富媒體和微視頻的應用，執行過程及結果可以實時呈現，學生感覺枯燥的語法知識變“活”了，動畫和圖片的使用使得抽象的知識形象化，變得更容易理解，也提高了學習學習C語言的興趣；交互方式多樣立體，作業反饋及時，課后老師個性化輔導等，都大大提高了C語言課程的教學和學習效率。

3 結束語

智慧教育是教育信息化的新境界、新訴求[2]。智慧課堂是信息化聚焦于教學的產物。如何利用智慧課堂解決C語言教學中出現的問題，在教學中真正實現智慧教育，是一個不斷探索的過程，需要我們在實踐中不斷地總結完善。