基于項目驅動的C程序設計混合式教學改革探究

劉姝

摘 要 隨著信息化技術廣泛地應用于教育領域，混合式教學逐步受到教育工作者的關注。文章針對C程序設計課程的教學現狀和存在的問題，提出了基于項目驅動的混合式教學模式，從教學實踐平臺的搭建、教學項目的規劃、線上線下教學設計以及課程評價體系幾方面進行了詳細闡述。依據建構主義學習理論，深入研究了將項目驅動的模式引入翻轉課堂教學實踐中的具體實施方案。

關鍵詞 項目驅動 混合式教學 C程序設計 翻轉課堂

0 引言

C語言程序設計是很多理工科專業的基礎必修課，其教學目標是培養學生的計算思維能力、算法分析能力和編程測試能力。[1]作為一門實踐性很強的課程，在教學中要強調理論性和實用性并重的原則，學生不僅要掌握C語言的語法知識、過程化程序設計的基本結構，常用的算法設計以及數據表達方式，更要將程序設計的思想應用到解決實際生活問題中，嘗試開發專業領域的應用程序，將理論抽象轉化為工程實踐，培養具有實踐創新能力的高層次應用型人才。

對C程序設計課程教學現狀進行分析，發現存在如下問題。課堂教學仍然以教師講授為主，片面關注語法知識，沒有有效地將知識點融入到實踐操作中，忽視了對學生思維能力的訓練，學生缺乏積極性和自主性。實踐環節局限于教材和實驗指導書的內容，缺乏綜合性的算法拓展訓練和工程化的項目訓練?？己朔绞絾我?，以結果性評價為主，忽視了實踐教學的過程性評價。

隨著互聯網的快速發展，信息技術與教育跨界融合，教學資源和教學手段不再局限于傳統課堂固有的模式。本文提出了一種基于項目驅動的C程序設計混合教學模式，并設計了將項目驅動模式引入翻轉課堂教學的具體實施方案。

1 基于項目驅動的C程序設計混合式教學模式

項目驅動教學法建立在建構主義學習理論之上，[2]把建構主義學習理論有效地應用于理論和實踐教學中，通過項目實施推動教學進程，提倡“以項目為主線，以教師為引導，以學生為中心”[3]的思想。在項目的實施過程中，充分發揮學生的主動性和創造性，整合已有的知識，積極討論和探究項目實施過程中遇到的新問題，建構新知識，進而培養學生的自主學習能力和協作精神。

在網絡信息技術的支持下，混合式教學包含多個層次，面對面教學與在線學習的混合，不同教學理論指導下的教學方法的混合，線上與線下不同學習環境的混合，學生個性化學習與協作學習的混合，多種教學媒體與演示方式的混合，真實課堂與虛擬教室的混合等。[4]

結合C程序設計課程的教學內容和知識體系結構，以多層次的實踐項目為教學載體，將傳統的教育資源與互聯網信息資源進行優化重組，結合面授教學與在線學習的特點和優勢，基于項目驅動的混合式教學模式如圖1所示。

1.1 構建立體化混合式教學實踐平臺

互聯網信息化的發展，從最初的面對面實踐教學環境發展到了線上實踐教學平臺，資源實現了高度共享，教師和學生有了更廣泛的選擇范圍。計算機實驗室、軟件工程實訓基地等實踐場地和資源，ACM程序設計大賽、大學生創新創業項目等各類競賽，保證師生面對面的討論交流，提高學生的團隊協作能力，實現了學生在知識深化以及綜合拓展能力方面的工程化思維的轉變。虛擬實驗室、各種慕課資源以及程序測評系統等多種在線實踐教學平臺，使教學從課堂延伸到了課堂之外，實現了師生的在線交流，保證了學生的個性化學習，提高了學生的自主學習能力和探究精神。

1.2 整合多層次教學實踐項目

結合軟件開發特點，遵循應用型人才培養規律，對應教學活動的不同環節，將教學實踐項目分為三個層次，分別是基礎實踐型項目、綜合設計型項目和工程創新型項目，循序漸進地培養學生的軟件開發和工程創新能力。

基礎實踐型項目以培養學生的基礎實驗能力為目標，教師緊扣教學內容的重點和難點，把C程序設計的相關基礎理論知識、經典算法的傳授和基礎實踐項目相結合，將知識點融入到真實場景中，使學生不再拘泥于枯燥的理論知識，而是學以致用，高效系統地獲取知識。綜合設計型項目以解決實際問題為主要目的，將若干教學模塊的知識點進行有機串聯，使學生在一定的情境中能夠靈活運用所學知識并進行有效的知識遷移，從而提高編程技能，進而建立起軟件開發思想。工程創新型項目以工程企業標準設計項目，依據建構主義學習理論的四大要素“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”，強調在問題解決中完成自主學習、協作探究和創新實踐，[5]最終培養專業的軟件開發和系統設計人才。

精心設計教學項目，要符合學生的認知能力，并能夠進行知識的拓展。從基礎模塊開始，逐層完善擴展功能，使學生在不斷的思考中進行探索和創新。這樣做不僅形成一個完整的知識體系框架，而且從邏輯上形成一個清晰的思維脈絡，加強了思維訓練的連貫性。表1所示C語言中“小學數學四則運算測試系統”項目任務規劃。

1.3 探索線上線下多樣化教學方法

網絡課堂、慕課、微課等多種在線學習方式的出現，使學生可以隨時隨地利用碎片化的時間觀看在線視頻，進行在線學習，完成在線測試，彌補課堂上有限的時間內獲取知識的不足。教師可以通過在線學習平臺了解學生的學習狀態，監控學生的學習過程，及時調整課堂進度與內容，使課堂教學更加有的放矢。但是在線學習不能替代課堂教學，課堂教學中面對面的情感講解、交流互動等教學優勢仍然是在線學習不可比擬的。強調學生在學習過程中的主體地位，將項目驅動式、任務驅動式、啟發討論式、協作探究式等多種教學方法混合使用，利用翻轉課堂的教學模式完成線上線下混合式教學，[6]在教師的積極引導下，營造起融洽的學習氛圍。

1.4 構建科學合理的課程評價體系

課程考核是評價學生學習效果的重要環節，合理的課程評價體系促進提高教學質量。強調學生程序設計能力，注重學習過程的動態性和持續性，構建C程序設計的課程評價體系，包括項目實施評價、在線學習評價和期末綜合評價三部分。在項目實踐教學環節中，由學生的項目實施情況、答辯總結報告以及團隊協作能力給出項目評分；在線學習環節，根據網絡教學平臺上記錄的學習數據，如觀看視頻情況、在線測試成績、討論參與記錄等給予合理的過程性評價；期末綜合評價通常以機試的方式綜合考察學生對程序設計理論知識的掌握情況和動手實踐能力，使學生對知識的理解更加系統化。

2 項目驅動下的翻轉課堂教學實施

以項目為教學主線，圍繞“做中學”的宗旨構建情境式教學；[7]以翻轉課堂為教學實施，最大程度地基于線上線下教學實踐平臺，融合課堂教學和課外教學，以學生為中心完成應用型教學和學習過程。項目驅動下的翻轉課堂教學實施如圖2所示。

2.1 課前教學環節

教師明確課程教學目標，熟悉教學內容，了解學生學習能力精心設計適當的教學項目，整理出與該項目相關的知識點。將項目的演示效果與知識點分別錄制教學視頻，提出有針對性的學習問題，配合各類學習資源發布到網絡教學平臺。學生自主學習Mooc資源、微課視頻，完成在線測試，通過問題交流、合作討論等方式，掌握項目相關的理論知識點，并收集項目相關資料，完成項目需求分析。

我校于2015年在超星Mooc平臺上建成了“高級語言程序設計（C）”的網絡在線課程，界面如圖3所示。教師可以和學生互動答疑，了解學生在自學過程中出現的問題，并監控學生的學習情況，為課堂教學做好準備?！敖Y構體的定義及使用”這一小節學生課前觀看視頻的情況如圖4所示。

2.2 課中教學環節

依據C程序設計課程強調實踐性的特點，將上課地點安排在機房，更好地滿足師生之間的互動交流，及時解決在代碼調試中出現的問題。教師收集課前在線討論或答疑過程中的共性問題，梳理涉及到的知識點和重要概念，配合應用實例，反復多層次地對知識點和各種應用問題進行綜合分析及系統化的闡述。教師依據項目的規模對學生進行分組，一般綜合設計型或工程創新型項目可以2～4人為一組，而基礎實踐型項目不再分組，由學生獨立完成。根據軟件開發的組織流程由抽象到具體，學生在項目的實施過程中分別擔任一個或若干個角色，使學生真正感受項目開發的整個過程。

（1）項目方案制定。學生課前通過分析項目的任務需求，確定設計方案，包括與用戶的交互方式、數據的表示存儲方式、各功能模塊的劃分及模塊之間的聯系。根據子模塊的功能進行任務分配，保證每個同學都參與到項目中來，互相協作完成項目的設計開發。教師監督引導方案的設計、及時糾正設計中出現的偏差，保證每一組的方案是有效可行的。

（2）項目方案實施。學生按照分配的模塊功能，完成算法設計和代碼編寫工作，并進行調試分析。盡量由學生自己解決代碼中出現的問題，教師可以給出常見錯誤的解決方案，如變量未初始化、數組下標越界、指針指向錯誤等。學生在小組內或組間進行項目研討，提出項目執行過程中遇到的問題，分享項目開發過程中的經驗，展示項目的階段性成果。教師及時了解項目進展，把控整體方向，進行項目的階段性評價，對遇到的難點問題予以適當的啟發。

（3）項目展示評價。項目完成后，以小組為單位進行項目答辯，講解項目的設計思路，演示運行結果，自評設計的優缺點，回答教師和其他組同學感興趣的問題。教師根據項目的功能實現、設計思路、創新性以及團隊合作情況綜合評分，并總結評價項目中的特色亮點，需要進一步完善的問題等。

2.3 課后教學環節

提交項目總結報告，進行項目心得交流，教師從學生的反饋中發現問題并及時改進。部分項目在課內完成的基礎上進行功能擴充，學生可以從自身興趣出發拓展實踐，從被動學習到主動思考，主動尋求問題的解決方法。此外，引導學生積極參加大學生科研競賽、創新創業訓練項目，拓展程序設計的教學實踐內容，從深度和廣度上達到一個更高的層次，提高學生的工程創新能力。

3 結語

將基于項目驅動的混合式教學模式引入C程序設計的教學中，對教師和學生都提出了更高的要求，教師要具有良好的課程建設和教學組織能力；學生與教師積極配合，真正作為學習的主人，才能最大化地提升教學效果。此外，項目的開發需要扎實的基礎知識，要注意平時的常規練習，建設訓練題庫，完成充足的編程訓練，積累代碼量。實踐表明，依托線上線下豐富的教學資源，有效地融合課堂教學與在線學習，以項目為主線穿插于翻轉課堂的教學實踐，學生的學習興趣、自學能力以及分析解決問題的能力都有了明顯的提高，并且更加富有團隊精神，更好地適應企業和社會對于應用創新型人才的需求。

參考文獻

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