導(dǎo)語：程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改革研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對應(yīng)用型本科院校程序設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，提出在授課過程中采用理論與實踐相結(jié)合的模式，并將MOOC作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充引入教學(xué)過程中，基于OnlineJudge實踐平臺，介紹實踐教學(xué)模式與考核方式的改革，并說明改革效果。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；MOOC；OnlineJudge實踐平臺

工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求教育活動要堅持“以學(xué)生為中心”“產(chǎn)出導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)”的理念[1]，要以學(xué)生的畢業(yè)要求和學(xué)生畢業(yè)后5年的培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向開展。程序設(shè)計基礎(chǔ)作為專業(yè)基礎(chǔ)核心課之一[2]，需要支撐多個畢業(yè)要求指標(biāo)點。目前高校的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程普遍存在教學(xué)模式落后、內(nèi)容枯燥，與工程實際脫節(jié)，缺乏與相關(guān)專業(yè)工程背景有效結(jié)合[3]，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，教師是教學(xué)活動主體，學(xué)生只是被動地接受，很少參與課堂中，缺乏對學(xué)生的啟發(fā)教育等問題[4]，達(dá)不到工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。程序設(shè)計基礎(chǔ)要以產(chǎn)出為導(dǎo)向，要結(jié)合社會對人才需求與應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)宗旨，因此可以采用理論與實踐相結(jié)合的授課模式，通過實踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力和解決問題能力，而不是單純地去學(xué)知識點。在教學(xué)過程中需要以學(xué)生為中心，通過構(gòu)建MOOC資源，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)行為，讓學(xué)生從“我學(xué)程序設(shè)計基礎(chǔ)”到“我用程序設(shè)計基礎(chǔ)”甚至是“我玩程序設(shè)計基礎(chǔ)”。OnlineJudge實踐平臺的自動判斷功能可即時判斷學(xué)生編程的正確性，并給出錯誤提示，使學(xué)生在編程練習(xí)時得到成就感，提高編程興趣。另外該實踐平臺可分析各知識點得分率，做到教學(xué)過程留痕，使教師可適時調(diào)整自己的教學(xué)方案，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

1工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下課程目標(biāo)

依據(jù)中國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了課程目標(biāo)，能夠支撐工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)點，具體的對應(yīng)關(guān)系見表1。

2更新教學(xué)方法

2.1利用理論與實踐相結(jié)合的授課模式。根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念，課程實踐環(huán)節(jié)的目標(biāo)主要培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力以及根據(jù)所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方式分為理論課和實踐課兩部分。在授課過程中發(fā)現(xiàn)，理論課堂上，大部分學(xué)生還是能夠聽懂的，但是一到實踐課時，學(xué)生不會應(yīng)用學(xué)過的理論知識，極少人能進(jìn)行上機(jī)實驗。針對這種情況，應(yīng)采用理論與實踐相結(jié)合的授課模式，將課堂搬到多媒體機(jī)房，每人一臺電腦，理論課堂不再是教師單純地講理論和實例，而是根據(jù)學(xué)在生需要，隨時在講課和編程實踐之中切換，并且這種理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)方式下，學(xué)生的編程進(jìn)度差別不會太大，也會方便教師及時對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”，例如講完for語句的用法后，直接讓學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實驗。通過這種方式，既可加深學(xué)生對知識的理解，又能鍛煉實踐能力。2.2采用互動式教育。教學(xué)要堅持“以學(xué)生為中心”，要想方設(shè)法地提高學(xué)生的參與度。采用案例式、問題驅(qū)動式、啟發(fā)式和參與式等模式，以打破傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。在授課時，需提前備好可以和學(xué)生互動的思考題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。一些知識點的講解也很適合與學(xué)生互動，如在講解了按位與的特點之后，讓學(xué)生思考其如何應(yīng)用，怎么輸出一個整數(shù)的最高位。有了這樣的啟發(fā)，可以增強(qiáng)學(xué)生課堂的參與度，師生進(jìn)行互動，活躍課堂氣氛。2.3答疑與探討。課堂上，在講授完知識點、學(xué)生進(jìn)行編程練習(xí)后，教師及時總結(jié)問題，并給學(xué)生提問和探討的機(jī)會，加深學(xué)生印象。課堂下，通過組建qq群的方式，學(xué)生在群內(nèi)可以自由討論，老師也會對問題進(jìn)行講解。2.4引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生存在差異性，在教學(xué)過程中，老師需要充分調(diào)動每位學(xué)生思考的積極性，不僅強(qiáng)調(diào)重點基礎(chǔ)知識的講授，還需適當(dāng)融入學(xué)科前沿知識和研究熱點，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會關(guān)注領(lǐng)域動態(tài)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體會學(xué)以致用的成就感，并以此為動力形成終身學(xué)習(xí)的能力。

3慕課建設(shè)

目前，慕課中國、中國大學(xué)MOOC等在線開放課程平臺中的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程大多數(shù)是985和211院校開設(shè)的，由于應(yīng)用型本科院校對教學(xué)課程要求的差異、學(xué)生整體素養(yǎng)的差異以及對課程難易的接受程度的差異，上述慕課不適合應(yīng)用型本科院校，因此為了達(dá)到較好的教學(xué)效果，需針對本校學(xué)生特點設(shè)計慕課。3.1碎片化設(shè)計思路構(gòu)建MOOC的目的是作為課堂教學(xué)的一種補(bǔ)充，使學(xué)生可以隨時隨地充分利用自己零星的業(yè)余時間，因此MOOC的設(shè)計可采用碎片化的設(shè)計思路。碎片化就是將完整的東西破成諸多零塊，對課程而言，將其拆分成許多知識點的過程，就是將課程進(jìn)行碎片化設(shè)計。程序設(shè)計基礎(chǔ)MOOC課程的碎片化設(shè)計思路是圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行“自頂向下”的內(nèi)容設(shè)計：頂層是章，整個課程需要劃分成哪些章；第2層是節(jié)，即每章又需要劃分哪些節(jié)；第3層為碎片，每節(jié)按照問題的引入、展開和案例分析等劃分成多個碎片，每個碎片通過相對獨立的6～10分鐘的短視頻來實現(xiàn)，這種短視頻不僅可讓學(xué)生充分利用課余時間，而且可將學(xué)生的注意力保持在峰值水平。3.2教學(xué)互動環(huán)節(jié)的設(shè)計MOOC課程的師生互動環(huán)節(jié)的實現(xiàn)，采用視頻內(nèi)插入提問、視頻間插入測驗以及討論區(qū)等方式。MOOC視頻內(nèi)插入提問的目的主要是刺激學(xué)生的注意力，將學(xué)生可能開始懈怠的思維拉回主題。MOOC中所有在看視頻的學(xué)生都會被打斷，必須進(jìn)行思考，回答完問題才能繼續(xù)。視頻間插入測驗的目的是使學(xué)生通過測驗，可以檢查自己對前面的視頻中知識點的理解和掌握程度，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便重新觀看學(xué)習(xí)。討論區(qū)一般在一個主題學(xué)習(xí)結(jié)束后，話題是視頻講解內(nèi)容的深入延伸，供學(xué)生課后思考討論。討論區(qū)的互動先是學(xué)生之間的展開，然后教師和助教再介入，點評學(xué)生的回答。

4基于OnlineJudge的實踐教學(xué)

程序設(shè)計基礎(chǔ)是實踐性比較強(qiáng)的課程，上機(jī)實踐是非常重要的環(huán)節(jié)。本課程可以由ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽在線判斷系統(tǒng)改造、擴(kuò)充的OnlineJudge系統(tǒng)作為實踐平臺。4.1題庫建設(shè)。ACM在線評測系統(tǒng)中絕大多數(shù)題目都需要比較高深的算法，如果直接采用此類題目，會打擊學(xué)生的積極性，不太適合程序設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)。為了能夠增強(qiáng)學(xué)生實踐興趣，使學(xué)生在編程練習(xí)時經(jīng)常獲得挑戰(zhàn)成功的成就感，進(jìn)而提髙編程的興趣和分析、解決問題的能力，教師自編數(shù)百道編程題目，在題目中都會給出一些現(xiàn)實背景，并在出題時將題庫中的題目進(jìn)行難度區(qū)分，難度分為5顆星，3星及以下題目分為必做題，3星以上為挑戰(zhàn)題，其中必做題是為了使學(xué)生掌握相關(guān)知識點必須完成的題目，而挑戰(zhàn)題則是對學(xué)有余力的學(xué)生為進(jìn)一步拓展程序思維而準(zhǔn)備的題目。在學(xué)生編程時，會顯示題目星級，如果題目答不上來，也不會打擊學(xué)生的自信心，如果答對了，會使學(xué)生更有成就感，從而提高學(xué)習(xí)興趣。除了編程題之外，題庫中還包括選擇題、填空題及判斷題等類型題目，能夠幫助學(xué)生打好堅實的理論基礎(chǔ)。4.2實踐教學(xué)模式開展。傳統(tǒng)的實踐教學(xué)是學(xué)生直接將代碼交給教師，在大班上課的情況下，教師檢查代碼的工作量是非常巨大的，很難對每個人的問題進(jìn)行反饋，學(xué)生錯誤得不到及時更正，也會對后續(xù)學(xué)習(xí)造成影響。利用OnlineJudge自動評測系統(tǒng)，在平臺上進(jìn)行實踐練習(xí)，教師給學(xué)生布置題目，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)做題并提交代碼后，系統(tǒng)可以馬上自動判斷正確與否，如果沒有調(diào)試通過的則給出錯誤提示，學(xué)生進(jìn)一步調(diào)試修改程序，直至被接收為止。這種實踐方式可使學(xué)生快速得到反饋，及時更正錯誤，還能夠分析各知識點得分率、匯集錯題發(fā)送給學(xué)生、查看學(xué)生代碼以及代碼重復(fù)率，了解學(xué)生是否獨立完成，使教師及時發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生的共性問題，并對學(xué)生個性問題單獨輔導(dǎo)，增強(qiáng)對學(xué)生的指導(dǎo)。這種實踐方式可以使教學(xué)過程留痕，便于老師總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，屬于一個持續(xù)改進(jìn)的過程。4.3課堂測試。應(yīng)用型本科院校的學(xué)生總是存在部分學(xué)習(xí)主動性差，想蒙混過關(guān)的。為了激發(fā)此類學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以采用分?jǐn)?shù)驅(qū)動的方式，不定期地在課堂上進(jìn)行OnlineJudge測試。對于達(dá)不到要求的同學(xué)，重點關(guān)注，扣除部分平時成績，但也會給學(xué)生“復(fù)活賽”機(jī)會，利用“復(fù)活賽”，刺激后進(jìn)同學(xué)的學(xué)習(xí)主動性。

5考核模式改革

傳統(tǒng)的考核方式是平時成績+采用筆試的方式，平時成績主要依據(jù)出勤率，筆試主要側(cè)重于學(xué)生基本知識的考核，這對于實踐性較強(qiáng)的課程來說，都屬于紙上談兵。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)下，不能很好地對學(xué)生的相關(guān)能力進(jìn)行評價。為改進(jìn)課程考核制度，采用教學(xué)過程中的全程化多維度的考核方法，分階段、分目標(biāo)、分形式，以達(dá)到對學(xué)生計算思維、學(xué)習(xí)過程和能力培養(yǎng)的多方面考核。課程成績可由以下部分組成：3階段的上機(jī)考試成績、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績、問題分析能力、實驗動手能力和表達(dá)能力等。其中，3次上機(jī)考試成績分別占課程成績20%、25%與30%，課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績、問題分析能力、實驗動手能力和表達(dá)能力分別各占課程成績5%。首先，應(yīng)根據(jù)課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程任務(wù)以及對應(yīng)支撐的指標(biāo)點來確定相應(yīng)部分的分?jǐn)?shù)值、考核形式和評分依據(jù)等內(nèi)容。再將1個學(xué)期分為3個階段，每個階段的考核都利用上機(jī)考試的方法進(jìn)行，該方法能夠?qū)W(xué)生的計算思維能力、分析問題動手編程和調(diào)試程序解決問題的能力進(jìn)行有效考核。另外通過實踐過程中遇到問題的解決辦法和實驗效果演示等方面的自我說明，結(jié)合教師的隨機(jī)提問，也能夠給出相應(yīng)的能力考核結(jié)果。

6改革效果

6.1學(xué)生積極性提高。根據(jù)OnlineJudge平臺統(tǒng)計，教學(xué)改革后，不同層次學(xué)生在一學(xué)期中進(jìn)行實踐訓(xùn)練的情況見表2。學(xué)生課上實驗的積極性、參與度、專注度、達(dá)成度均顯著提升，課下進(jìn)行實驗練習(xí)參與度達(dá)到98%以上，而且實踐練習(xí)的代碼重復(fù)率也明顯減低。某學(xué)生實踐練習(xí)過程如圖1所示。6.2學(xué)生實際能力顯著增強(qiáng)。通過調(diào)查問卷的方式，得到后續(xù)課程老師反映，大部分學(xué)生編程習(xí)慣較好，代碼格式和變量命名等規(guī)范率提高，有加注釋習(xí)慣，動手能力增強(qiáng)。另外，學(xué)生參加ACM程序設(shè)計大賽、藍(lán)橋杯等競賽的成績也有了明顯進(jìn)步。6.3教學(xué)過程留痕，有利于持續(xù)改進(jìn)?；贠nlineJudge的教、學(xué)、練、考、賽一體化的實際平臺，能夠保留教學(xué)過程的一些原始數(shù)據(jù)，便于教師掌握學(xué)生情況，為后續(xù)教學(xué)改進(jìn)提供依據(jù)。教學(xué)過程保留示意圖如圖2所示。

7結(jié)語

依據(jù)中國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計程序設(shè)計基礎(chǔ)課程目標(biāo)，理論與實踐相結(jié)合的授課模式，MOOC資源作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充，教、學(xué)、練、考、賽一體化的實踐平臺，這些都拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和時間維度，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，取得了良好的教學(xué)效果。但是需要改進(jìn)的地方仍有很多，我們會繼續(xù)努力，堅持以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法。

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作者:曹旗磊 王涵 王金鵬 單位:山東工商學(xué)院計算機(jī)學(xué)院