论文部分内容阅读
摘 要：“高级语言程序设计”作为大部分工科学生必修的专业课程，注重培养学生的逻辑思维和算法设计思维。为了深化该课程的教学改革，提高学生的自学习能力，教学设计引入以学生为中心的OBE教育理念，基于成果导向驱动学生的学习积极性，并在当下“互联网+”背景下运用线上线下混合式教学策略进行教学实践。结果表明，该种教学模式有助于激发学生的学习积极性，增强学习动力。
关键词：高级语言程序设计;OBE;教学改革;线上线下混合式教学
中图分类号：TP312;G642 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）01-0196-03
Blended Teaching Exploration of Advanced Language Programming under
OBE Orientation
CAI Lili1，HOU Keke2，ZHANG Jie1
（1.School of Biomedical Engineering，Xinhua College of Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510520，China;
2.School of Health Sciences，Xinhua College of Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510520，China）
Abstract：As a compulsory professional course for most engineering students，“Advanced Language Programming” focuses on cultivating students’logical thinking and algorithm design thinking. For deepening the teaching reform of the course and improving students’self-study ability，the teaching design introduces the OBE education philosophy that puts students in the center，which drives students’learning enthusiasm based on achievement orientation，and uses the online and offline blended teaching strategies to carry out teaching practice under the background of “internet plus” at present. The results show that this teaching model is helpful to stimulate students’learning enthusiasm and enhance their learning motivation.
Keywords：advanced language programming;OBE;teaching reform;online and offline blended teaching
0 引 言
“高級语言程序设计”作为大多数工科专业必修的一门专业基础课，课程受众广泛。传统编程类课程大多依赖教师通过课堂灌输知识给学生，教师的备课任务繁重，但这种填鸭式教学方法收效甚微[1]。主要表现在学生面对教师不断讲述编程类琐碎而繁杂的语法知识点时容易失去兴趣，积极性不高，容易产生厌倦心理。且学生对教学目标模糊不解，未能产生自我吸收知识的获得感和满足感。因此对这类课程，探索如何增强学生学习的积极性和主动性以提高教学质量是深化教学改革的重点[2]。
传统线下教学受时间、空间限制，依赖教师主导课堂活动，教师备课过程中费时费力。且在多媒体教室讲解的过程多为填鸭式教学，教师花费大量的时间进行精讲，但是学生的学习体验却非常差。在听课过程中学生习惯了有问题直接找老师的心态，过度依赖老师容易让学生丧失主动性，降低其自主学习探究能力。随着互联网技术的快速发展以及过去一年疫情背景下学生无法返校上课的客观环境，极大地加强和推动了线上教学的应用。丰富的线上视频资源和在线平台对广大教师、学生开放，为发展线上教学提供了强有力的保障。作为线下教学的有力补充，线上教学弥补了线下课堂的部分缺点，摆脱了时间、空间的局限性，且线上教学整个过程操作起来灵活方便，非常适合编程类课程的教学要求[3]。但线上教学缺乏教师与学生面对面沟通的便利条件，交流起来效率较低，并且无法有效监督学生的学习过程，很容易导致教学质量下降，因此目前课程教学也无法完全采用线上的手段完成。线上线下混合式教学模式因综合了二者的优势，备受推崇。因此将混合式教学模式应用于实际课程教学中更加符合现代教学理念，有助于推进教学的良性发展。
1 融合OBE理念的教学设计
1.1 教学内容设计
立足于教学专业——生物医学工程专业的特点，首先选择贴近专业需求的程序设计语言。基于专业背景选择高级语言中应用广泛且紧密贴合生物医学工程专业技术背景的C/C++语言进行授课，这既有利于对学生编程思维的训练，同时也为后续的专业课程如图像处理、单片机原理及应用等课程奠定良好的理论基础。然后针对课程的教学内容确定每个章节的重点知识，让学生明确每节课的教学目标。表1列出了部分章节的知识要点。
1.2 教学框架设计 成果导向教育（Outcomes-Based Education，OBE）理念由美国学者斯派帝提出，该理念倡导学生为主，教师为辅的教学理念，其重点在于以学生的学习成果为导向，学生在明确教学目标以后，通过自主式学习和合作式学习的方式获取知识，提高自身的学习能力。教师在整个过程中起辅助指导作用，协助学生更好地学习[4]。因此将OBE教育理念引入课程教学中有助于更好地发挥学生的学习主动性，激发学生的潜能[5]。将课程知识点融合OBE成果导向教育理念后，进行教学框架的设计，如图1所示。
2 方案实施
通过向学生布置一道综合型的项目设计题目，从课前、课中、课后三个方面阐述以上方案的具体实施过程并对课程教学过程做反思总结。本次课程授课模式为线上线下混合式教学，教学方法采用小组讨论和案例分析法。线上教学平台繁多，腾讯课堂、雨课堂、中国大学MOOC、泛雅平台学习通等功能各有优势，由于我校一直以来采用泛雅平台学习通作为线上教学平台，它可支持电脑端和手机端的双向操作，发布线上考勤、通知、作业等快捷方便，具备较为全面的学生管理和课程管理功能，且该平台与我校为长期教学合作关系，技术支持力度大，培训资源丰富，在我校具有广泛的学生使用基础，因此本课程的线上教学平台仍旧选择泛雅平台学习通。
2.1 課前案例发布
2020年初，新冠疫情暴发，在全中国人民的不懈努力下疫情得到有效控制。在疫情背景下，基于本专业的“医学+工程”特色，设计消灭病毒的小游戏。借助泛雅平台灵活方便的题目发布功能，在课前预先将题目通过学习通进行发布，题目要求如图2所示。学生登录平台即可看到提示消息，提前明确题目，然后学生可以先自己查询资料，确定疑难点，为下一步线下课堂的讨论奠定基础。
该游戏设计作为一道综合案例，以OBE理念为导向进行教学设计，首先明确学生的专业学习目标和思政教育目标。从课程专业学习目标角度主要是考查学生对类的创建和使用，文件的读入读取，以及函数的使用等。具体包括创建3个类，分别是玩家、病毒、能量瓶。然后针对玩家去闯关，去商城购买能量瓶，射击病毒等一系列具体功能可通过函数实现，针对数据的读取和存储则考查学生文件读入读取的方法。同时小组讨论和案例分析拆解过程的演练也能进一步培养学生的团队合作意识。
2.2 课中讨论
课题发布完成后，首先在线下课堂组织学生进行自由交流，讨论确定游戏功能。线下课堂有助于拉近学生和老师之间的距离，对于一些疑难点的讲解，线下课堂更加高效、方便，因此课中讨论定位在线下课堂进行。经过汇总分析，确定游戏功能包含以下部分，主要功能是：
（1）射击病毒;
（2）去商城购物;
（3）查看玩家信息;
（4）查看病毒信息;
（5）重新开始游戏;
（6）保存游戏记录;
（7）退出游戏。
然后学生自由分组，各小组内部协商进行功能实现，给出一定时间供学生完成。接下来设定时间进行分组汇报，通过汇报过程，学生们互相分享实现思路，从中吸取经验，总结自己的不足，加深对知识的理解。整个过程学生非常明确要实现的系统功能，过程中学生通过自主式学习的方式进行探究，教师在其中起辅助指导作用。这样的教学方式有助于激发学生的学习动力，增强其学习主动性。在教师总结阶段，依次对各小组的作品进行点评分析，总结其优势和不足，帮助学生内化知识。
2.3 课后拓展
C++的在线视频资源非常丰富，因此课后会额外给学生提供一系列在线学习视频资源，帮助学生拓展学习。该部分属于查漏补缺阶段，因此教学过程主要集中在课后，由学生利用线上视频资源进行自学。考虑到所授课程面向的学生为大二年级生物医学工程专业，在此之前这些学生未学习过程序设计相关课程，编程基础较为薄弱，因此课程选择的线上视频资源为中国大学MOOC平台电子科技大学戴波、陈文宇等主讲的“程序设计基础（C&C++）”，如图3所示。该课程内容资源非常贴近本专业学生的基础背景，讲解由浅入深，内容丰富翔实，且每章视频后，有相应的作业题和练习题，可作为学生课外视频学习的有效拓展。另外教师在学习通上也会发布相应作业题，鼓励学生展开联想，完善方案，或者实现出其他小程序的功能代码。让学生在课后仍然沉浸在自主学习研究的氛围中，积极获取更新知识，在不断的练习中使得编程能力得到巩固和强化。另外，在课后教师还会借助微信群或者学习通发布相关调查问卷，了解学生对课程的意见以及疑难知识点，便于教师不断反思改进，拓展主题答疑活动。借助这样的在线平台，更有利于拉近教师和学生的距离，让学生实现随时随地的无障碍学习。
2.4 教学反思
本课程的教学过程运用线上线下混合式的教学模式，教学过程注重培养学生的自主学习能力，经过了初步的教学实践后，教学效果良好。然而在教学过程中仍然要注意一些细节：
（1）线上教学的资源要结合本专业学生背景进行筛选和设计，内容不宜过长。学生对线上资源的自学虽然有助于减轻教师的一部分负担，但考虑到班级学生的层次不一，对于基础较为扎实和自律性强的学生，他们具有充分的学习自主性，且观看视频的过程中能够有效把握重难点。但对于基础薄弱以及自律性较差的学生，他们很难按时完成较多的自学视频，且掌握程度也较差。这样的结果只会加重这部分同学的学习焦虑心理，最终产生厌学心理。因此，线上视频资源每个视频时长不宜太长，控制在10～15分钟即可。并且在线下课堂教师也要再次强调课程中的重难点，辅以案例讲解帮助学生巩固所学知识。
（2）重视学生的实践应用。程序设计类课程具有理论性强，实践应用性强的特点。教师教学过程中不应只聚焦在理论知识的讲解和枯燥的语法规则上，应该更多地从实践出发，通过发布、讲解相应的实践案例帮助学生掌握理论。学生在学习一门课程时，比较容易感到迷茫的是如何应用课程理论去解决实际问题。这方面，教师可通过多举例讲解专业方向相关的应用实例，让学生明确学习的方向，增强学习的动力。譬如在本课程函数一节的讲解中，会在线下课堂授课过程中着意引入基于STM32的血压计开发案例，讲解系统程序开发过程中函数的强大作用，帮助学生有效理解函数的功能和实际开发过程中的使用方法。在激发学生兴趣的同时也增强学生的理解。 （3）重视学生的过程评价，完善课程的考评机制。课程的教学效果比较直接的量化反馈就是学生最终的考评成绩。一般情况下，学生的成绩由期末考试成绩和平时成绩综合计算得来。平时成绩多为考勤和平时作业两部分组成。这样的考评结果缺乏一定的科学性，容易使部分学生丧失学习动力。科学、合理的考评机制应注重学生的学习过程评价，仅仅依赖考试和作业考勤并不能完全反映出学生的学习过程。因此在课程教学中，学习过程评价需要具备多元化的特征。譬如在线下课堂组织讨论的过程中，小组互评、组内生生互评以及课堂教学过程观察学生是否积极主动反馈等方面均可列为学习过程评价的一个尺度。这样的考评机制不仅有助于增强学生的学习主动性，且更能反映出学生的学习效果。
3 结 论
本文探索的“高级语言程序设计”课程教学模式，以成果导向为基础，采用“學生为主，教师为辅”的教学方针，运用线上线下混合式的教学手段及多种教学方法进行教学实践，激发学生自身潜能进行自主式探究，具有一定的实践指导意义。在接下来的教学实践中还需完善教学方法，继续深化课程教学改革手段和模式，提升教学质量。
参考文献：
[1] 陈致超，朱范炳.C语言公共课线上线下混合式教学的应用研究 [J].计算机时代，2021（2）：58-60.
[2] 刘芳，邓玉洁，纪兆华.基于“雨课堂”的《高级语言程序设计C》混合式教学模式研究 [J].科技创新导报，2020，17（6）：162-163.
[3] 王苗.《C#程序设计基础》课程线上线下混合教学模式反思及改进 [J].电脑与信息技术，2021，29（2）：88-91.
[4] 梁梦培，刘宏.成果导向（OBE）下的C语言课程教学改革与实践 [J].中国管理信息化，2020，23（17）：189-190.
[5] 李小玲，魏建国，袁继敏.新工科背景下基于OBE的《C语言程序设计》课程建设 [J].攀枝花学院学报，2020，37（5）：103-107.
作者简介：蔡莉莉（1993—），女，汉族，河南周口人，助教，硕士，研究方向：模式识别，机器学习;通讯作者：侯珂珂（1990
—），女，汉族，河南商丘人，助教，硕士，研究方向：医学信息系统，机器学习。
关键词：高级语言程序设计;OBE;教学改革;线上线下混合式教学
中图分类号：TP312;G642 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）01-0196-03
Blended Teaching Exploration of Advanced Language Programming under
OBE Orientation
CAI Lili1，HOU Keke2，ZHANG Jie1
（1.School of Biomedical Engineering，Xinhua College of Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510520，China;
2.School of Health Sciences，Xinhua College of Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510520，China）
Abstract：As a compulsory professional course for most engineering students，“Advanced Language Programming” focuses on cultivating students’logical thinking and algorithm design thinking. For deepening the teaching reform of the course and improving students’self-study ability，the teaching design introduces the OBE education philosophy that puts students in the center，which drives students’learning enthusiasm based on achievement orientation，and uses the online and offline blended teaching strategies to carry out teaching practice under the background of “internet plus” at present. The results show that this teaching model is helpful to stimulate students’learning enthusiasm and enhance their learning motivation.
Keywords：advanced language programming;OBE;teaching reform;online and offline blended teaching
0 引 言
“高級语言程序设计”作为大多数工科专业必修的一门专业基础课，课程受众广泛。传统编程类课程大多依赖教师通过课堂灌输知识给学生，教师的备课任务繁重，但这种填鸭式教学方法收效甚微[1]。主要表现在学生面对教师不断讲述编程类琐碎而繁杂的语法知识点时容易失去兴趣，积极性不高，容易产生厌倦心理。且学生对教学目标模糊不解，未能产生自我吸收知识的获得感和满足感。因此对这类课程，探索如何增强学生学习的积极性和主动性以提高教学质量是深化教学改革的重点[2]。
传统线下教学受时间、空间限制，依赖教师主导课堂活动，教师备课过程中费时费力。且在多媒体教室讲解的过程多为填鸭式教学，教师花费大量的时间进行精讲，但是学生的学习体验却非常差。在听课过程中学生习惯了有问题直接找老师的心态，过度依赖老师容易让学生丧失主动性，降低其自主学习探究能力。随着互联网技术的快速发展以及过去一年疫情背景下学生无法返校上课的客观环境，极大地加强和推动了线上教学的应用。丰富的线上视频资源和在线平台对广大教师、学生开放，为发展线上教学提供了强有力的保障。作为线下教学的有力补充，线上教学弥补了线下课堂的部分缺点，摆脱了时间、空间的局限性，且线上教学整个过程操作起来灵活方便，非常适合编程类课程的教学要求[3]。但线上教学缺乏教师与学生面对面沟通的便利条件，交流起来效率较低，并且无法有效监督学生的学习过程，很容易导致教学质量下降，因此目前课程教学也无法完全采用线上的手段完成。线上线下混合式教学模式因综合了二者的优势，备受推崇。因此将混合式教学模式应用于实际课程教学中更加符合现代教学理念，有助于推进教学的良性发展。
1 融合OBE理念的教学设计
1.1 教学内容设计
立足于教学专业——生物医学工程专业的特点，首先选择贴近专业需求的程序设计语言。基于专业背景选择高级语言中应用广泛且紧密贴合生物医学工程专业技术背景的C/C++语言进行授课，这既有利于对学生编程思维的训练，同时也为后续的专业课程如图像处理、单片机原理及应用等课程奠定良好的理论基础。然后针对课程的教学内容确定每个章节的重点知识，让学生明确每节课的教学目标。表1列出了部分章节的知识要点。
1.2 教学框架设计 成果导向教育（Outcomes-Based Education，OBE）理念由美国学者斯派帝提出，该理念倡导学生为主，教师为辅的教学理念，其重点在于以学生的学习成果为导向，学生在明确教学目标以后，通过自主式学习和合作式学习的方式获取知识，提高自身的学习能力。教师在整个过程中起辅助指导作用，协助学生更好地学习[4]。因此将OBE教育理念引入课程教学中有助于更好地发挥学生的学习主动性，激发学生的潜能[5]。将课程知识点融合OBE成果导向教育理念后，进行教学框架的设计，如图1所示。
2 方案实施
通过向学生布置一道综合型的项目设计题目，从课前、课中、课后三个方面阐述以上方案的具体实施过程并对课程教学过程做反思总结。本次课程授课模式为线上线下混合式教学，教学方法采用小组讨论和案例分析法。线上教学平台繁多，腾讯课堂、雨课堂、中国大学MOOC、泛雅平台学习通等功能各有优势，由于我校一直以来采用泛雅平台学习通作为线上教学平台，它可支持电脑端和手机端的双向操作，发布线上考勤、通知、作业等快捷方便，具备较为全面的学生管理和课程管理功能，且该平台与我校为长期教学合作关系，技术支持力度大，培训资源丰富，在我校具有广泛的学生使用基础，因此本课程的线上教学平台仍旧选择泛雅平台学习通。
2.1 課前案例发布
2020年初，新冠疫情暴发，在全中国人民的不懈努力下疫情得到有效控制。在疫情背景下，基于本专业的“医学+工程”特色，设计消灭病毒的小游戏。借助泛雅平台灵活方便的题目发布功能，在课前预先将题目通过学习通进行发布，题目要求如图2所示。学生登录平台即可看到提示消息，提前明确题目，然后学生可以先自己查询资料，确定疑难点，为下一步线下课堂的讨论奠定基础。
该游戏设计作为一道综合案例，以OBE理念为导向进行教学设计，首先明确学生的专业学习目标和思政教育目标。从课程专业学习目标角度主要是考查学生对类的创建和使用，文件的读入读取，以及函数的使用等。具体包括创建3个类，分别是玩家、病毒、能量瓶。然后针对玩家去闯关，去商城购买能量瓶，射击病毒等一系列具体功能可通过函数实现，针对数据的读取和存储则考查学生文件读入读取的方法。同时小组讨论和案例分析拆解过程的演练也能进一步培养学生的团队合作意识。
2.2 课中讨论
课题发布完成后，首先在线下课堂组织学生进行自由交流，讨论确定游戏功能。线下课堂有助于拉近学生和老师之间的距离，对于一些疑难点的讲解，线下课堂更加高效、方便，因此课中讨论定位在线下课堂进行。经过汇总分析，确定游戏功能包含以下部分，主要功能是：
（1）射击病毒;
（2）去商城购物;
（3）查看玩家信息;
（4）查看病毒信息;
（5）重新开始游戏;
（6）保存游戏记录;
（7）退出游戏。
然后学生自由分组，各小组内部协商进行功能实现，给出一定时间供学生完成。接下来设定时间进行分组汇报，通过汇报过程，学生们互相分享实现思路，从中吸取经验，总结自己的不足，加深对知识的理解。整个过程学生非常明确要实现的系统功能，过程中学生通过自主式学习的方式进行探究，教师在其中起辅助指导作用。这样的教学方式有助于激发学生的学习动力，增强其学习主动性。在教师总结阶段，依次对各小组的作品进行点评分析，总结其优势和不足，帮助学生内化知识。
2.3 课后拓展
C++的在线视频资源非常丰富，因此课后会额外给学生提供一系列在线学习视频资源，帮助学生拓展学习。该部分属于查漏补缺阶段，因此教学过程主要集中在课后，由学生利用线上视频资源进行自学。考虑到所授课程面向的学生为大二年级生物医学工程专业，在此之前这些学生未学习过程序设计相关课程，编程基础较为薄弱，因此课程选择的线上视频资源为中国大学MOOC平台电子科技大学戴波、陈文宇等主讲的“程序设计基础（C&C++）”，如图3所示。该课程内容资源非常贴近本专业学生的基础背景，讲解由浅入深，内容丰富翔实，且每章视频后，有相应的作业题和练习题，可作为学生课外视频学习的有效拓展。另外教师在学习通上也会发布相应作业题，鼓励学生展开联想，完善方案，或者实现出其他小程序的功能代码。让学生在课后仍然沉浸在自主学习研究的氛围中，积极获取更新知识，在不断的练习中使得编程能力得到巩固和强化。另外，在课后教师还会借助微信群或者学习通发布相关调查问卷，了解学生对课程的意见以及疑难知识点，便于教师不断反思改进，拓展主题答疑活动。借助这样的在线平台，更有利于拉近教师和学生的距离，让学生实现随时随地的无障碍学习。
2.4 教学反思
本课程的教学过程运用线上线下混合式的教学模式，教学过程注重培养学生的自主学习能力，经过了初步的教学实践后，教学效果良好。然而在教学过程中仍然要注意一些细节：
（1）线上教学的资源要结合本专业学生背景进行筛选和设计，内容不宜过长。学生对线上资源的自学虽然有助于减轻教师的一部分负担，但考虑到班级学生的层次不一，对于基础较为扎实和自律性强的学生，他们具有充分的学习自主性，且观看视频的过程中能够有效把握重难点。但对于基础薄弱以及自律性较差的学生，他们很难按时完成较多的自学视频，且掌握程度也较差。这样的结果只会加重这部分同学的学习焦虑心理，最终产生厌学心理。因此，线上视频资源每个视频时长不宜太长，控制在10～15分钟即可。并且在线下课堂教师也要再次强调课程中的重难点，辅以案例讲解帮助学生巩固所学知识。
（2）重视学生的实践应用。程序设计类课程具有理论性强，实践应用性强的特点。教师教学过程中不应只聚焦在理论知识的讲解和枯燥的语法规则上，应该更多地从实践出发，通过发布、讲解相应的实践案例帮助学生掌握理论。学生在学习一门课程时，比较容易感到迷茫的是如何应用课程理论去解决实际问题。这方面，教师可通过多举例讲解专业方向相关的应用实例，让学生明确学习的方向，增强学习的动力。譬如在本课程函数一节的讲解中，会在线下课堂授课过程中着意引入基于STM32的血压计开发案例，讲解系统程序开发过程中函数的强大作用，帮助学生有效理解函数的功能和实际开发过程中的使用方法。在激发学生兴趣的同时也增强学生的理解。 （3）重视学生的过程评价，完善课程的考评机制。课程的教学效果比较直接的量化反馈就是学生最终的考评成绩。一般情况下，学生的成绩由期末考试成绩和平时成绩综合计算得来。平时成绩多为考勤和平时作业两部分组成。这样的考评结果缺乏一定的科学性，容易使部分学生丧失学习动力。科学、合理的考评机制应注重学生的学习过程评价，仅仅依赖考试和作业考勤并不能完全反映出学生的学习过程。因此在课程教学中，学习过程评价需要具备多元化的特征。譬如在线下课堂组织讨论的过程中，小组互评、组内生生互评以及课堂教学过程观察学生是否积极主动反馈等方面均可列为学习过程评价的一个尺度。这样的考评机制不仅有助于增强学生的学习主动性，且更能反映出学生的学习效果。
3 结 论
本文探索的“高级语言程序设计”课程教学模式，以成果导向为基础，采用“學生为主，教师为辅”的教学方针，运用线上线下混合式的教学手段及多种教学方法进行教学实践，激发学生自身潜能进行自主式探究，具有一定的实践指导意义。在接下来的教学实践中还需完善教学方法，继续深化课程教学改革手段和模式，提升教学质量。
参考文献：
[1] 陈致超，朱范炳.C语言公共课线上线下混合式教学的应用研究 [J].计算机时代，2021（2）：58-60.
[2] 刘芳，邓玉洁，纪兆华.基于“雨课堂”的《高级语言程序设计C》混合式教学模式研究 [J].科技创新导报，2020，17（6）：162-163.
[3] 王苗.《C#程序设计基础》课程线上线下混合教学模式反思及改进 [J].电脑与信息技术，2021，29（2）：88-91.
[4] 梁梦培，刘宏.成果导向（OBE）下的C语言课程教学改革与实践 [J].中国管理信息化，2020，23（17）：189-190.
[5] 李小玲，魏建国，袁继敏.新工科背景下基于OBE的《C语言程序设计》课程建设 [J].攀枝花学院学报，2020，37（5）：103-107.
作者简介：蔡莉莉（1993—），女，汉族，河南周口人，助教，硕士，研究方向：模式识别，机器学习;通讯作者：侯珂珂（1990
—），女，汉族，河南商丘人，助教，硕士，研究方向：医学信息系统，机器学习。