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品牌课程创新成果分享|C语言程序设计:计算思维导向与AI赋能实践探索

编 者 按

为贯彻落实《数智赋能一体化协同推进开放大学教育教学综合改革实施意见》有关要求,深入推进开放教育“101计划”,推动开放教育课程资源高质量发展,国家开放大学立项建设了一批具有示范性、引领性的开放教育品牌课程和资源。本期推出“C语言程序设计”课程建设实践成果。

 
 
课 程 团 队
 

 

课程概况与建设背景
课程概况

“C语言程序设计”是国家开放大学计算机科学与技术专业的专业必修课,4学分,72学时。每学期选课人数28000人左右。

教学实施痛点

1.传统授课模式相对固化,视频资源呈现形式偏常规,现有线上课程实训内容与配套平台支撑有所欠缺,在调动学生学习内驱力、激发学习兴趣方面仍存在提升空间。

2.现有网络课程考核测试形式较为有限,多以选择、填空等静态客观题为主,缺乏可支撑实操演练的在线实践类设计,以满足学生编程训练的实际需要。相应地,学生主动完成测试的积极性较低,课程答题完成率有待提升。

建设目标

1.破解教学痛点:针对传统授课模式固化、实训环节供给不足、测评形式较为局限等现实问题加以优化,提升教学互动性与实践性。

2.激发学习兴趣:通过任务驱动、虚拟导师、在线实践平台等创新手段,增强学生学习获得感与参与度。

3.强化编程能力:构建理论与实践深度融合的教学闭环,切实提升学生程序设计能力与计算思维能力。

建设思路与建设内容
整体建设思路

本课程不仅传授C语言编程的技巧与应用,更着重于培养学生的计算思维能力和程序设计能力,以提升学生的计算思维能力为导向,将C语言的基础知识融入实际问题的解决中,使学习过程轻松有趣,让学生有成就感。为后续的计算机专业学习和研究奠定坚实的信息基础,更好地适应信息化、智能化社会的发展需求。

核心建设内容

1.重构课程内容体系,“任务链+周学习”驱动模式创新设计

课程紧密围绕“思维和计算”的核心理念,构建编程思维与基础能力并重、理论与实践深度融合的内容体系。在具体实施环节,以“计算思维”为脉络,创新设计“任务链+周学习”的驱动模式(见图1)。

一方面,每周课程开启时率先抛出精心设计的任务,以任务为鲜明导向引出本周关键知识,让学生在解决实际问题的情境中主动思考、积极探索,在应对挑战的过程中自然理解并掌握新知识,真正达成学以致用的教学目标;

另一方面,依据知识递进规律与能力培养目标,将课程内容科学划分为“基础逻辑构建→核心技术深化→综合实战闭环”三大层级,分周拆解为9周系统学习与1周复习巩固,并以“场景化+认知价值”的方式为每周内容赋予生动且具有启发性的标题,使学生快速把握各模块的核心价值。

学生从基础语法起步,随任务推进逐步深入高级特性,在循序渐进中搭建完整知识体系,深化抽象思维与问题分解能力,为后续编程实践与职业发展筑牢根基。

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图1 “任务链+周学习”的课程内容体系

2.全面升级网络课程,教学资源迭代更新

基于教育发展趋势和学习者需求,对课程进行全面升级,重点建设以下几方面:

(1)构建清晰的学习流程。在课程学习过程中,为帮助学生高效掌握知识、提升编程能力,精心构建了一套以周为周期的学习流程,该流程紧密围绕“理论筑基-实践强化-能力进阶”展开,助力学生实现从知识积累到编程素养的全面提升。

具体实施流程如下(见图2):任务发布(明确任务,开启征程)→周导学(目标锚定,理论奠基)→核心学习(理论深耕,知识内化)→典型题例+上机实践(理论联系实际,编程能力进阶)→任务解读(任务剖析,实践指引)→周练习(知识巩固,能力提升)→思考讨论/拓展学习(思维拓展,知识延伸)。

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图2 具体实施流程

(2)打造“C老师”全程陪伴式学习。引入虚拟教师“C老师”,全程辅助学生学习。C老师以简洁、贴近生活的方式引出课程内容。同时创建C老师智能体(见图3),为学生提供24小时服务。

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图3 C老师智能体

设计“C老师带你学”“C老师带你悟”“C老师带你练”(见图4)、“C老师加油站”等特色板块。通过这些板块,让学生在学习过程中感受到老师的陪伴和指导,提高学习的积极性和主动性。C老师不仅是一个“知识传递者”,更是一个“学习伙伴”,全方位赋能学生的认知发展、能力提升与情感成长。

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图4 “C老师带你练”板块

(3)融入AI辅助学习内容和工具。紧跟科技发展趋势,在课程中增加AI辅助C语言学习和AI辅助编程相关内容和工具(见图5)。让学生通过这些内容了解并掌握AI技术在C语言学习和编程中的应用,为未来的职业发展做好准备。

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图5 AI相关内容和工具

(4)引入在线编程实践平台。引入Pintia与LeetCode两大在线编程平台,拓宽实践渠道。Pintia内置由浅入深的学习项目,强化理论与实践融合;LeetCode支持免配置随时编程,提供即时反馈、性能数据及优秀代码对比,提升解决实际问题的能力。

(5)深化案例教学。丰富案例教学内容,选择具有代表性和实用性的案例进行讲解。案例涵盖不同领域和难度层次,让学生通过案例教学了解C语言在实际工作中的应用场景,提高学生运用C语言解决实际问题的能力。

(6)有机融入思政内容。在课程中巧妙融入思政内容,培养学生的爱国情怀、社会责任感和职业道德。通过思政内容的融入,实现知识传授与价值引领的有机统一。

(7)强化互动讨论环节。增设讨论环节,鼓励师生就编程思路、算法优化、项目实践等深入交流。学生可分享心得、交流问题,实现思想碰撞与知识共享。

(8)引入等级考试和知名企业笔试面试题。帮助学生把握考试与招聘要求,掌握应试技巧,提升就业竞争力。

(9)更新学习资源。定期更新学习资源,引入新技术、新方法、新案例,优化图文、视频、动画等资源质量,确保课程内容的前沿性与实用性。

创新经验与未来展望
亮点与创新

1.以“计算思维”为核心,创新“任务链+周学习”驱动模式

将培养计算思维和程序设计能力作为首要目标。采用“任务链”贯穿始终,每周以实际任务驱动学习。内容按“基础逻辑→核心技术→综合实战”三阶段递进式安排,构建系统化知识框架,强调学用结合。

2.深度融入先进技术,“C老师”全程伴学

将AI工具融入学习与实践各环节,有效解决环境配置、代码调试等传统痛点。创新引入“C老师”虚拟教师形象,以生活化语言降低理解门槛,并通过“学、悟、练、加油站”等板块提供伴学。

3.构建强实践闭环,直指能力提升与就业需求

针对传统课程缺乏实训的痛点,打造“理论筑基—实践强化—能力进阶”的周学习闭环。深度整合Pintia与LeetCode在线编程平台,精选实用案例,引入等级考试真题及企业笔面试题,提升学习实用性与就业竞争力。

4.有机融合课程思政与动态内容更新

在技能传授中巧妙融入思政元素,实现知识传授与价值引领的统一。建立资源动态更新机制,定期引入新技术、新工具、新案例及行业真题,持续优化图文、视频、动画等学习资源质量。

未来展望

展望未来,计划在以下方面持续优化:一是持续扩充案例库与真题库,融入更多贴近实际应用场景的案例;二是优化C老师智能体功能,提升应答准确性与针对性,并定期收集学生建议进行迭代改进。通过上述务实举措,稳步提升教学质量与学生满意度,为课程持续改进奠定坚实基础。