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

摘要：針對(duì)應(yīng)用型本科院校程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，提出在授課過(guò)程中采用理論與實(shí)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(guò)程中，基于OnlineJudge實(shí)踐平臺(tái)，介紹實(shí)踐教學(xué)模式與考核方式的改革，并說(shuō)明改革效果。

關(guān)鍵詞：工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；MOOC；OnlineJudge實(shí)踐平臺(tái)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求教育活動(dòng)要堅(jiān)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(kāi)展。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)核心課之一[2]，需要支撐多個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。目前高校的程序設(shè)計(jì)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(shí)際脫節(jié)，缺乏與相關(guān)專(zhuān)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(dòng)主體，學(xué)生只是被動(dòng)地接受，很少參與課堂中，缺乏對(duì)學(xué)生的啟發(fā)教育等問(wèn)題[4]，達(dá)不到工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要以產(chǎn)出為導(dǎo)向，要結(jié)合社會(huì)對(duì)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(shí)踐相結(jié)合的授課模式，通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題能力，而不是單純地去學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中需要以學(xué)生為中心，通過(guò)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(jì)基礎(chǔ)”到“我用程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”甚至是“我玩程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”。OnlineJudge實(shí)踐平臺(tái)的自動(dòng)判斷功能可即時(shí)判斷學(xué)生編程的正確性，并給出錯(cuò)誤提示，使學(xué)生在編程練習(xí)時(shí)得到成就感，提高編程興趣。另外該實(shí)踐平臺(tái)可分析各知識(shí)點(diǎn)得分率，做到教學(xué)過(guò)程留痕，使教師可適時(shí)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(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下課程目標(biāo)

依據(jù)中國(guó)工程教育專(zhuān)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(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)點(diǎn)，具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

2更新教學(xué)方法

2.1利用理論與實(shí)踐相結(jié)合的授課模式。根據(jù)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的理念，課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的目標(biāo)主要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以及根據(jù)所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方式分為理論課和實(shí)踐課兩部分。在授課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，理論課堂上，大部分學(xué)生還是能夠聽(tīng)懂的，但是一到實(shí)踐課時(shí)，學(xué)生不會(huì)應(yīng)用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，極少人能進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這種情況，應(yīng)采用理論與實(shí)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(tái)電腦，理論課堂不再是教師單純地講理論和實(shí)例，而是根據(jù)學(xué)在生需要，隨時(shí)在講課和編程實(shí)踐之中切換，并且這種理論和實(shí)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(huì)太大，也會(huì)方便教師及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，例如講完for語(yǔ)句的用法后，直接讓學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這種方式，既可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，又能鍛煉實(shí)踐能力。2.2采用互動(dòng)式教育。教學(xué)要堅(jiān)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(wèn)題驅(qū)動(dòng)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(dòng)性。在授課時(shí)，需提前備好可以和學(xué)生互動(dòng)的思考題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。一些知識(shí)點(diǎn)的講解也很適合與學(xué)生互動(dòng)，如在講解了按位與的特點(diǎn)之后，讓學(xué)生思考其如何應(yīng)用，怎么輸出一個(gè)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(dòng)，活躍課堂氣氛。2.3答疑與探討。課堂上，在講授完知識(shí)點(diǎn)、學(xué)生進(jìn)行編程練習(xí)后，教師及時(shí)總結(jié)問(wèn)題，并給學(xué)生提問(wèn)和探討的機(jī)會(huì)，加深學(xué)生印象。課堂下，通過(guò)組建qq群的方式，學(xué)生在群內(nèi)可以自由討論，老師也會(huì)對(duì)問(wèn)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(guò)程中，老師需要充分調(diào)動(dòng)每位學(xué)生思考的積極性，不僅強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)的講授，還需適當(dāng)融入學(xué)科前沿知識(shí)和研究熱點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注領(lǐng)域動(dòng)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(huì)學(xué)以致用的成就感，并以此為動(dòng)力形成終身學(xué)習(xí)的能力。

3慕課建設(shè)

目前，慕課中國(guó)、中國(guó)大學(xué)MOOC等在線開(kāi)放課程平臺(tái)中的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程大多數(shù)是985和211院校開(kāi)設(shè)的，由于應(yīng)用型本科院校對(duì)教學(xué)課程要求的差異、學(xué)生整體素養(yǎng)的差異以及對(duì)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(duì)本校學(xué)生特點(diǎn)設(shè)計(jì)慕課。3.1碎片化設(shè)計(jì)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(shí)隨地充分利用自己零星的業(yè)余時(shí)間，因此MOOC的設(shè)計(jì)可采用碎片化的設(shè)計(jì)思路。碎片化就是將完整的東西破成諸多零塊，對(duì)課程而言，將其拆分成許多知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程，就是將課程進(jìn)行碎片化設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)MOOC課程的碎片化設(shè)計(jì)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(jì)：頂層是章，整個(gè)課程需要?jiǎng)澐殖赡男┱拢坏?層是節(jié)，即每章又需要?jiǎng)澐帜男┕?jié)；第3層為碎片，每節(jié)按照問(wèn)題的引入、展開(kāi)和案例分析等劃分成多個(gè)碎片，每個(gè)碎片通過(guò)相對(duì)獨(dú)立的6～10分鐘的短視頻來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種短視頻不僅可讓學(xué)生充分利用課余時(shí)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(dòng)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)MOOC課程的師生互動(dòng)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)，采用視頻內(nèi)插入提問(wèn)、視頻間插入測(cè)驗(yàn)以及討論區(qū)等方式。MOOC視頻內(nèi)插入提問(wèn)的目的主要是刺激學(xué)生的注意力，將學(xué)生可能開(kāi)始懈怠的思維拉回主題。MOOC中所有在看視頻的學(xué)生都會(huì)被打斷，必須進(jìn)行思考，回答完問(wèn)題才能繼續(xù)。視頻間插入測(cè)驗(yàn)的目的是使學(xué)生通過(guò)測(cè)驗(yàn)，可以檢查自己對(duì)前面的視頻中知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以便重新觀看學(xué)習(xí)。討論區(qū)一般在一個(gè)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(dòng)先是學(xué)生之間的展開(kāi)，然后教師和助教再介入，點(diǎn)評(píng)學(xué)生的回答。

4基于OnlineJudge的實(shí)踐教學(xué)

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，上機(jī)實(shí)踐是非常重要的環(huán)節(jié)。本課程可以由ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽在線判斷系統(tǒng)改造、擴(kuò)充的OnlineJudge系統(tǒng)作為實(shí)踐平臺(tái)。4.1題庫(kù)建設(shè)。ACM在線評(píng)測(cè)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(lèi)題目，會(huì)打擊學(xué)生的積極性，不太適合程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)。為了能夠增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐興趣，使學(xué)生在編程練習(xí)時(shí)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(wèn)題的能力，教師自編數(shù)百道編程題目，在題目中都會(huì)給出一些現(xiàn)實(shí)背景，并在出題時(shí)將題庫(kù)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(shí)點(diǎn)必須完成的題目，而挑戰(zhàn)題則是對(duì)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(shí)，會(huì)顯示題目星級(jí)，如果題目答不上來(lái)，也不會(huì)打擊學(xué)生的自信心，如果答對(duì)了，會(huì)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(kù)中還包括選擇題、填空題及判斷題等類(lèi)型題目，能夠幫助學(xué)生打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。4.2實(shí)踐教學(xué)模式開(kāi)展。傳統(tǒng)的實(shí)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(duì)每個(gè)人的問(wèn)題進(jìn)行反饋，學(xué)生錯(cuò)誤得不到及時(shí)更正，也會(huì)對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)造成影響。利用OnlineJudge自動(dòng)評(píng)測(cè)系統(tǒng)，在平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，教師給學(xué)生布置題目，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做題并提交代碼后，系統(tǒng)可以馬上自動(dòng)判斷正確與否，如果沒(méi)有調(diào)試通過(guò)的則給出錯(cuò)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(shí)踐方式可使學(xué)生快速得到反饋，及時(shí)更正錯(cuò)誤，還能夠分析各知識(shí)點(diǎn)得分率、匯集錯(cuò)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(dú)立完成，使教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生的共性問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生個(gè)性問(wèn)題單獨(dú)輔導(dǎo)，增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)。這種實(shí)踐方式可以使教學(xué)過(guò)程留痕，便于老師總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，屬于一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程。4.3課堂測(cè)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(dòng)性差，想蒙混過(guò)關(guān)的。為了激發(fā)此類(lèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以采用分?jǐn)?shù)驅(qū)動(dòng)的方式，不定期地在課堂上進(jìn)行OnlineJudge測(cè)試。對(duì)于達(dá)不到要求的同學(xué)，重點(diǎn)關(guān)注，扣除部分平時(shí)成績(jī)，但也會(huì)給學(xué)生“復(fù)活賽”機(jī)會(huì)，利用“復(fù)活賽”，刺激后進(jìn)同學(xué)的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

5考核模式改革

傳統(tǒng)的考核方式是平時(shí)成績(jī)+采用筆試的方式，平時(shí)成績(jī)主要依據(jù)出勤率，筆試主要側(cè)重于學(xué)生基本知識(shí)的考核，這對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程來(lái)說(shuō)，都屬于紙上談兵。在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)下，不能很好地對(duì)學(xué)生的相關(guān)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。為改進(jìn)課程考核制度，采用教學(xué)過(guò)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(duì)學(xué)生計(jì)算思維、學(xué)習(xí)過(guò)程和能力培養(yǎng)的多方面考核。課程成績(jī)可由以下部分組成：3階段的上機(jī)考試成績(jī)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績(jī)、問(wèn)題分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和表達(dá)能力等。其中，3次上機(jī)考試成績(jī)分別占課程成績(jī)20%、25%與30%，課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績(jī)、問(wèn)題分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和表達(dá)能力分別各占課程成績(jī)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(duì)應(yīng)支撐的指標(biāo)點(diǎn)來(lái)確定相應(yīng)部分的分?jǐn)?shù)值、考核形式和評(píng)分依據(jù)等內(nèi)容。再將1個(gè)學(xué)期分為3個(gè)階段，每個(gè)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(jì)算思維能力、分析問(wèn)題動(dòng)手編程和調(diào)試程序解決問(wèn)題的能力進(jìn)行有效考核。另外通過(guò)實(shí)踐過(guò)程中遇到問(wèn)題的解決辦法和實(shí)驗(yàn)效果演示等方面的自我說(shuō)明，結(jié)合教師的隨機(jī)提問(wèn)，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(tái)統(tǒng)計(jì)，教學(xué)改革后，不同層次學(xué)生在一學(xué)期中進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練的情況見(jiàn)表2。學(xué)生課上實(shí)驗(yàn)的積極性、參與度、專(zhuān)注度、達(dá)成度均顯著提升，課下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)參與度達(dá)到98%以上，而且實(shí)踐練習(xí)的代碼重復(fù)率也明顯減低。某學(xué)生實(shí)踐練習(xí)過(guò)程如圖1所示。6.2學(xué)生實(shí)際能力顯著增強(qiáng)。通過(guò)調(diào)查問(wèn)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(dòng)手能力增強(qiáng)。另外，學(xué)生參加ACM程序設(shè)計(jì)大賽、藍(lán)橋杯等競(jìng)賽的成績(jī)也有了明顯進(jìn)步。6.3教學(xué)過(guò)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(shí)際平臺(tái)，能夠保留教學(xué)過(guò)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(guò)程保留示意圖如圖2所示。

7結(jié)語(yǔ)

依據(jù)中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程目標(biāo)，理論與實(shí)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(shí)踐平臺(tái)，這些都拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間維度，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)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(huì)繼續(xù)努力，堅(jiān)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(jì)算機(jī)學(xué)院