工程教育認證下的C語言課程教學改革

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摘要：為了滿足工程教育認證中以學生為中心，以結果為導向、持續改進的教學理念，針對目前C語言教學存在的問題，教師在教學過程中根據對該課程教學目標、教學內容和方法的分析，結合學生能力培養和發展的需求，使用O-AMAS的有效教學模式進行C語言課程教學活動的重新設計，摒棄傳統“滿堂灌”的方法，采用多元化教學模式，實施有效測評和反饋，全面掌控學生的學習狀況，幫助學生快速整合所學知識，積極主動地融入教學過程中，從而提高教學質量,培養符合工程教育認證標準的新型人才。

關鍵詞：工程教育認證；O-AMAS有效教學；C語言；有效測評

1引言

在全球經濟一體化的背景下，工程技術人員的跨境流動變得越來越頻繁。在三項國際工程教育認證協議中，華盛頓協議具有最高的知名度，最具權威性和影響力，它是一種工程學學位相互認可的體系，符合最完整的四年制國際本科教育體系。其核心內容是每個成員國認證的工程專業培訓課程具有相當的等同性。2016年6月2日，中國正式成為《華盛頓協定》的第18個成員。這一重要的里程碑標志著中國工程人才培養正式進入國際化和標準化[1]。由此，國內越來越多高校開始跨入工程教育專業認證的行列。如今，工程教育專業證書是中華人民共和國教育部《關于普通高等學校本科教學工作評估的意見》中“五合一”教學質量評估體系不可缺少的一部分。工程教育專業認證對于課程改革提出了詳細的要求和指導，需要緊密聯系培養過程和培養目標開展課程建設和改革，按照工程認證中基于產出的教學理念，明確人才培養目標，明確課程學習對于畢業能力的支撐，設計教學過程的各個環節，改革教學方法和考核方式，最終達成課程的教學目標和能力培養目標。C語言課程通常是高校理工科專業必修的基礎課程，但即便是計算機專業的學生，通過一個學期的學習，學生也難以真正認識和理解C語言，無法與后續課程有效銜接，解決現實的專業問題。因此，在工程教育專業認證的背景下，結合工程教育專業認證的三個核心概念[2]：“以學生為中心；基于結果的教育（OBE）；持續質量改進（CQI）”。如何提高C語言課程教學質量，使學生能夠在工程實踐中學以致用，成為當前C語言課程教學的重點。

2O-AMAS教學模型以及C語言課程教學現狀

O-AMAS教學模型是南開大學有效教學團隊自主研發的以結果導向的有效教學模型。O-AMAS有效教學模型采用OBE教學設計思路，該模型包括教學目標設計（Objective，O）、迅速激活（Activation，A）、多元學習（Multi-learning，M）、有效測評（Assessment，A）、簡要總結（Summary，S）五個環節，如圖1所示。該模型主要以學生學習結果為導向，以師生良性互動為驅動力，通過多種多樣的有效互動活動，引導學生主動學習，進而從教學方法、教學設計、教學內容等方面展開，最終實現教與學的有效統一，提升教學質量。該理念方法與工程教育專業認證的核心理念：“以學生為中心；基于結果的教育（OBE）；持續質量改進（CQI）”不謀而合。目前，C語言程序設計課程開設在新生入學后第一學期，大部分學生依舊延續高中階段的學習方法，還沒有學會如何使用計算機思維處理問題。另外，部分教師存在教學理念陳舊，教學方法單一的問題，他們往往過分注重知識的傳授，忽視了對學生能力的培養。再加上當前采用的課程考核方式單一，缺乏對整個教學過程的監督和考核，使得學生在學習過程中，雖然掌握了各知識點的概念和基礎的C語言語法、結構，但在知識點的靈活應用、算法設計方法和調試分析上還缺乏求解工程實際問題的科學思維能力、算法設計能力和編程實現能力[3]。O-AMAS有效教學模型層次設計清晰，目標明確，教學體驗感強，可適用于各類課程改革。因此，針對目前C語言課程教學中存在的問題，對照工程教育認證的標準以及本課程對畢業要求的支撐關系，本文重新梳理了教學目標、教學內容、教學方法以及考核方法，采用O-AMAS教學模式對課程的教學活動進行重新設計，構建以學生為中心的教學模式和教學方法，以培養學生的計算思維能力、算法設計能力和程序編程能力為目標，進而有效提升C語言課程的教學質量。

3O-AMAS有效教學模式在C語言課程教學中的應用

O-AMAS有效教學模式是當前信息時代開展有效課堂教學的一種較為先進的教學模式。為培養符合工程教育專業認證的新工科人才，本文結合O-AMAS有效教學方法：目標設計（Objective，O）、迅速激活（Activation，A）、多元學習（Multi-learn⁃ing，M）、有效測評（Assessment，A）、簡要總結（Summary,S）的5個環節進行教學設計，課程教學改革過程如圖2所示。

3.1教學目標

教學目標是教學活動要達到的預期成果，是教學活動的出發點和歸宿。C語言課程的總體目標是要求學生掌握基礎的程序設計理論知識，形成良好的計算機思維，并能應用所學解決生活中簡單的問題案例。針對本科C語言的課程特點，教學目標可以劃分為“語句、理解、應用、分析”四層水平。根據O-AMAS有效教學方法，教師應對照教學目標SMART原則：Spe⁃cific、Measurable、Achievable、Realistic、Timed，對傳統教學大綱中存在的目標不清晰，學生理解困難等問題進行研究、修改，并在每一階段教學過程中持續修正和完善。

3.2迅速激活

在今天這個信息技術高速發展的知識經濟時代，呆板教條的傳統教學模式禁錮了學生鮮活的思維，死氣沉沉的課堂阻礙了學生的創新思維發展，簡單的知識傳授已經滿足不了學生們的創新需求。為此，學會如何激活課堂，吸引學生注意力，如何突出學生的主體地位，充分調動學生的學習積極性，讓學生主動參與教學過程，主動去探索發現是非常必要的。教師可以通過創設寬松、和諧的教學情境，使學生以一個放松的心情接受知識。也可以在教學過程中使用有趣小故事導入到課程開始，引入課程。比如，在講到C語言中基本結構之分支結構時，可以選擇學生比較關心“獎學金問題”作為切入點，引導學生分析如何用C語言編程實現學校的獎學金分配制度。在講到指針中關于內存地址和存儲計算的知識時，可以用一個分格的紙盒模擬內存，每個格子用二進制地址編號；用卡片代表變量，卡片上寫上變量名和變量值。學生們兩個人為一組。一個同學隨機喊出指令，另一個同學隨即做出相應的動作。此游戲環節的設置，不僅激發了學生的學習興趣，也使得學生對本部分知識點的掌握更加深刻。

3.3多元學習

多元學習探索是隨著教育改革的大背景產生的。所謂多元學習就是說學習內容與學習方法的多元化，學習內容已不再是傳統單一的知識結構，而是應該囊括各種適合學生創造力、個性化發展的課程體系；學習方式也從傳統滿堂灌式教學，轉化為智慧課堂、網絡課堂以及線上線下多種方式同時進行的混合式教學。在如今工程教育專業認證的浪潮中，我們應抓住機遇、快速行動，利用智慧課堂、網絡課堂、移動學習等多元化的交互式學習平臺進行C語言程序設計課程教學改革[4]。由于C語言程序設計課程，每一章都有新的知識點和復雜的理論算法思想，也有很多需要學生實踐的環節等。因此可以按照圖3所示流程進行教學設計，首先合理設計問題，明確教學目標，然后引導分析問題，明晰問題解決思路，然后引導學生小組討論或者主動學習實現問題解決方案，完成本節課知識點構建，最后由教師對整個學習過程以及學習內容總結概括，使得學生更好地掌握程序設計課程的核心知識。

3.4有效測評

在教學過程中，有效的測評考核方法可以促進學生的學習和進步。在課堂教學中利用即時測評或者互動反饋結果實施互動教學，教師根據接收到的即時反饋信息，調整教學策略，優化教學結構。比如，在C語言教學改革中，可以應用在線評測系統。傳統的C語言程序設計課程在學生上交編程作業或實驗報告后，我們批改作業和實驗報告的工作量很大，有時難免會出現錯誤，并且批改的結果不能及時反饋給學生。還有一些學生或是不會做或是偷懶不愿動腦筋，經常抄襲他人作業，只求蒙混過關。而作為教師很難快速完成作業的批改，也很難識別判斷出學生提交的作業或者實驗是否存在抄襲等現象。但通過使用在線評測系統一方面可以有效減少教師批改作業的時間，另一方面也可以形成更加合理的成績分析報告，使得教師對學生、學生對自身都有更加全面地了解。最后，將測評與反饋的結果及時生成或儲存學生課堂的相關數據，并建立學生成績數據庫電子檔案，進而根據學生差異，實施個性化輔導，建立學生成長案例庫以供后續使用。從而有效地幫助學校或者教師進行合理的課堂教學監控和促進教師改變教學行為，提高教學效率，培養出符合工程教育認證標準的新型人才[5]。

3.5簡要總結

O-AMAS教學模型，將總結活動主要分為兩部分：鞏固知識、反思深化。其中，鞏固知識活動側重于游戲性的小活動，比如“大家說，我來猜”“尋人bingo”“這個你會不會”這種方式的總結活動，能夠很快吸引學生的興致，調動學生的積極性。反思深化活動包括“集體回顧”“飛行棋”“出門票”“ORID”“App”活動，其中出門票也是一種比較實用的總結活動，而“ORID”自我反思策略能夠有效反饋學生課堂講學，深化總結。C語言程序設計課程牽涉到很多的算法學習。比如，C語言的排序算法就分為冒泡排序、選擇排序、插入排序、希爾排序、快速排序等，而理解一個算法并不僅是能把一個算法表面上的東西記住，自己能復寫出來。而是要理解算法的核心思想，以及為什么選擇該算法，與其他算法相比，運用該算法有什么優勢？并且學會舉一反三，運用該算法解決其他同類型的題目，而不是局限于問題和算法本身。在課堂總結中，通過以上這些問題，讓學生利用“Objective事實”“Reflective感受”“Interpretive詮釋”“Deci⁃sional行動”此四個ORID元素來進行自我反思總結。結果是否正確。通過這樣的課堂總結活動，使得學生對算法的理解不再停留于表面，而是徹底弄懂、弄通、掌握該算法的核心用途。每個算法分析都采用這種總結方法，算法種類再多，學生也能夠分清各自的特點，進而更好地掌握課堂所學，從而向工程教育人才認證標準逐步靠攏。

4結語

基于工程教育認證標準，對C語言程序設計課程進行了教學改革。基于O-AMAS教學模型，對課程的教學過程進行了設計，各個教學環節充分調動了學生的積極性，體現了以學生為中心、持續改進的教學理念。課堂教學結束后，設計與學習目標一致的測評方式與測評內容對教學的有效性進行檢驗。并在測評過程中給予及時的評價與反饋，提升教學質量，進而建立和完善符合工程教育認證標準的人才培養體系。

參考文獻：

[1]羅衛敏,王令.符合工程教育認證標準的C語言課程教學改革[J].計算機時代,2017(2):79-81.

[2]彭玉青,侯向丹,李智,等.工程教育認證背景下基于BOPPPS模型的C語言課程教學改革[J].學周刊,2019(32):5-6.

[3]崔忠偉,張冬琴,孫淼,等.面向物聯網工程專業的C語言程序設計教學改革研究與實踐[J].電腦知識與技術,2019,15(28):125-126.

[4]蘭麗,胡曉輝.工程認證背景下基于“雨課堂”改進“C語言程序設計”課程關鍵教學環節[J].計算機時代,2019(1):102-104.

[5]王鑫,郭云波,齊建玲,等.工程教育認證標準下應用型本科院校C語言課程教學改革探索[J].廊坊師范學院學報(自然科學版),2019,19(3):126-128.

作者：李閃閃 潘正高 田文泉 高銘悅 單位：宿州學院