基于EduCoder的C语言程序设计课程教学改革探索

摘 要：以C语言程序设计课程为例，引入基于EduCoder在线实践教学平台的教学模式，采用奖励式测试机制，激发学生对编程的兴趣。分别介绍课前、课后和课中的具体教学实施过程，并对教学效果进行分析，结果发现此教学模式极大地提高学生学习的积极性与主动性，学生态度从“被动学习”转变成“主动学习”。

关键词：C语言程序设计；
EduCoder；
奖励式测试机制；
教学模式

1 概述

在大数据和人工智能等科技领域迅猛发展的背景下，掌握编程能力对于计算机专业学生而言是必不可少的技能，编程课程在计算机教学中的重要性与日俱增。目前编程类课程依然采用先讲授后进行实践操作的模式，其中理论课讲述语法知识等内容，实验课以编程方式对所学理论知识进行实际操作。在讲授过程中理论部分往往是以教师为主，具体知识点的实践留作课后作业布置给学生，让学生课后自觉加强操作练习。由于学生在学习能力、自觉性、主动性等方面存在一定的差异，学生人数增多导致作业量繁多，难以覆盖到每个学生的作业，也无法防止学生应付交差现象，从而轻视对学生编程和调试能力的培养［12］，影响了教学质量的提高。

C语言程序设计课程要培养学生实践技能，所以采用线上线下相结合的教学模式。中国大学MOOC平台、超星网络教学平台等被各大高校广泛使用［3］，他们能有效地引导学生自主学习，吸引学生对课程的关注和兴趣，帮助学生提高学习效率，具有通用性。但这些平台忽视了一些课程的独特性，比如学生线上学习容易出现不专心听课等现象，而平台对此没有设置健全的监督机制。另外，在进行实践教学时不能精准地跟踪和激励学生完成实验任务，无法达到精准训练、全面掌握知识点的目标。

本文将结合EduCoder实训平台实践教学模块的特点，分析程序设计课程的整体设计，为提高实践教学质量、构建更高效的教学模式提供一个良好的实践平台，提出一些新的教学思路，改进以往的教学模式，激发学生对编程的兴趣。

2 课程总体设计

本文以**师范大学的程序设计课——C语言程序设计（C/C++）为例进行分析，课程以C语言语法结构及指针相关知识为主要内容。通过本课程的学习，学生初步具备了运用编程语言和开发环境解决专业实际问题的能力，能够了解C语言的基本结构，理解通过编程解决实际问题的基本过程，掌握编程方法和技巧。本课程通过EduCoder实训平台，构建更加高效的教学模式，进行教学、实验和实训。

教学内容上，教师主要讲解C语言程序设计方法，与实际项目案例进行融合，让学生逐步形成编程思维。教学策略上，多引进项目任务，激励学生围绕问题主动思考。在实验教学中，利用EduCoder将任务分发给学生，主动团队精神的培养。

在教学评价方面，采取多种阶段性评价机制，将其与总成绩挂钩，突显学生在课堂上即时反馈的重要性。教师可多角度获取学生学习数据，比如提问、作业、小组讨论等，通过EduCoder实训平台监督实训任务，并根据情况调整教学方法。总结性评价采用项目作业方式，要求学生用C语言开发小型信息管理系统，将理论知识转化为实践技能。

3 基于EduCoder的C语言课程实践教学模式构建

本课程以学生信息管理系统为案例，采用案例驱动式教学法进行教学。主要利用EduCoder实训平台进行教学模式构建，其过程如下：

3.1 课前

在课前环节，教师需要准备个人教学资源和实训任务，资源包括PPT课件、微视频、示例程序源码、课后习题详解等。实训任务可选择不同的难度。教师还要求学生通过中国慕课网观看C语言精品课程视频进行自主学习。课前准备活动如图1所示。

3.2 课中

在课堂开始后，先用5～10分钟的时间将本节课的知识目标详细地讲解，并提出一到两个思考题。接着学生根据当前学习进度选择并开始做相应的实训任务，教师通过EduCoder后台所提供的数据对学生进行监督，并及时地解答其疑问。在课程结束前5～10分钟内，让学生进行分组讨论，并对其容易犯错误的知识点进行讲解。

鉴于学生水平不一，实训任务既有层次分明、难度递进之特点，因此他们可以灵活地调整实训任务的难度。这样可以遵循学生对理论的掌握，又能夠让学生随时进行实训任务。

在实训项目中，学生不仅能够学习知识点、编写代码并进行在线测评，还能通过积分和金币等奖励机制来增加学习动力和成就感。实训任务就像玩游戏一样富有挑战性和趣味性，在完成一个任务并获得金币后，学生会感到成就感，。每完成一关，学生还可以通过讨论或点评的方式相互交流并分享心得，从而加深对知识点的理解和掌握，提高实践技能，增强信息。

课中教师利用闯关任务调整教学活动。闯关任务本身就是实训任务，要求学生用不同算法解决问题。教师实时监测学生闯关情况，根据任务进度调整挑战难度。闯关任务比较学生用时和算法效率，增强学习动力。学生分小组合作闯关，培养团队精神，在游戏中掌握知识。通过闯关任务，教师可以使课堂更加活跃和有效。

总而言之，课中环节主要分为讲授、闯关和分享交流三个部分，使学生能够积极参与挑战性的实训任务，课中教学活动安排如图2所示。

3.3 课后

在课堂结束后，学生可以随时登录EduCoder继续进行实验，以弥补其未完成的部分，争取跟上教学进度。如遇到问题，可随时查看慕课平台上的相关视频素材。全部同学完成任务后，EduCoder平台将会自动生成实训成绩，例如通关时间、学员完成情况、总测评次数、总耗时和总经验值，让学生通过各种方式反馈自己的学习情况和问题，课后教学活动的具体安排如图3所示。综上所述，通过课前、课中和课后相结合的方式，利用EduCoder在线教学平台开展C语言课程实验教学，积极引导学生参与课程学习，培养他们的学习兴趣和习惯。本课题以C语言程序设计课程为例，提出一种基于EduCoder实训平台的实验教学模式，其详细实施过程如图4所示。

4 教学模式实施案例

本课程第11讲是结构体类型与链表操作，目标是让学生能够掌握结构体类型定义、结构体变量的引用和初始化以及存储空间的动态分配，设计复杂的结构体类型，链表的创建、遍历、插入、删除等操作。

课前，教师精选结构体变量初始化与引用、结构体数组、结构体指针、结构体存储数据、链表操作等内容，在EduCoder平台上将实训任务设置成三个不同的关卡。同时，把中国慕课网的C语言程序设计课程中有关结构体的视频资源提前发给学生，使超过一半要学习的内容在上课前就已经被学生完成了。

课堂开始之后，老师先花10分钟时间向学生讲解结构体类型定义及其应用的知识，以学生信息管理系统为例，说明该系统的数据存储方式及结构，并提出思考题：与数组相比，该系统的数据存储结构有何不同？老师希望学生能够优化学生信息管理系统的数据存储方式。接下来，组织学生在60分钟之内完成所讲内容的实训任务，其中一部分学生在前15分钟可以补交上一节课的实训任务。教师及时解答学生的疑问，关注学生的进度和情况。学生通关数据表明，大约40%的学生通过了所有的关卡，一半以上的关卡通关率覆盖了全部学生。

课堂结束后，学生还被要求在实践教学平台上完成本节课的单元测试题，而没有完成实训任务的学生将会被扣除学习积分，但还能够获得补做的机会。学生实训任务完成情况的统计如图5所示。

5 教学效果总结

以C语言程序设计课程为例，利用EduCoder平台尝试新的课程实践教学模式，将教学过程分为三个阶段开展理论与实践相结合的课堂教学，让学生的主动性比以前有所增加，实训任务的完成覆盖到全部学生。学生表示他们对编程的认识和理解有了新的认知，最初的编程带来的危机感到现在已经不复存在，越来越喜欢编程带来的成就感。

本次课程所设置的考核指标与往年有所不同，成绩数据无法客观地进行比较，因此本课题采取问卷调查的方式对学生进行调研。学生对本次课程教学模式的问卷调查结果如图6所示，其中他们表示对融合EduCoder的新型教学模式比较满意，但是对EduCoder平台本身的青睐度略低。因为实训任务内容不够贴切，学生处于适应阶段，实训资源在规模和质量上还有提升的空间。

图6 学生对本次课程教学模式的问卷调查结果

C语言程序设计作为实践性极强的一门课，以项目驱动为导向，注重学生的参与和主动性。通过EduCoder平台，学生都能从整体上理解所学知识的用途，加深对编程方法的理解，加之学生也受到平台所提出的金币激励机制的鼓舞，让学生逐步确立明确的学习目标。这种教学模式充分彰显“以学生为本”的理念，促进学生从“被动学习”向“主动学习”的转变。在EduCoder平台实训任务和小组交流中学生都能积极参与，教学反馈更及时，使教师与学生的互动效率大大提高，有利于教师更合理地规划教学计划，提升教学效果。

学生对本次教学模式的实施反响很好，但具体实施时间较短，并不完善。在以下两个方面需进一步改进：一是要更加详细地规划各教学环节的具体实施方案，二是要扩展丰富实训任务资源并优化质量。今后，本门课程计划在设计实训任务、优化评测方法、提高学生参与性等方面深入开展下一步的研究。

参考文献：

［1］梁志剑，常力丹，井超，等.基于全学时实验的程序设计基础课程教学改革［J］.计算机教育，2018（10）：150153.

［2］马凯，姜延.基于微课程的翻转课堂教学设计实践［J］.计算机教育，2018（10）：97100.

［3］张红梅，拓明福，赵永梅，等.混合式教学在大学计算机基礎教学中的应用探索［J］.计算机工程与科学，2019，41（S1）：170173.

基金项目：**师范大学博士（博士后）科研启动基金（XJNUBS2007）

作者简介：阿力木·木拉提（1988— ），男，维吾尔族，**阿克苏人，博士，讲师，研究方向：自然语言处理。

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