人工智能背景下《C语言程序设计》智能化教学改革

发表时间:2021/4/28   来源:《中国教工》2021年第2期   作者:邢昀
[导读] 目前C语言教学的信息化水平有了显著的提高,但智能化教学改革还处于起步阶段。

        邢昀
        郑州师范学院,河南 郑州 450044
        摘要:目前C语言教学的信息化水平有了显著的提高,但智能化教学改革还处于起步阶段。近年来人工智能的相关技术迅猛发展,人工智能融入高等教育简成为新时代教育改革的发展趋势。本文在分析了C语言教学现状和存在问题的基础上,提出了C语言智能化教学方案和实施过程,促进C语言的智能化教学改革。
        关键词:人工智能;C语言程序设计;教学研究
         C语言地位
        C语言从诞生至今,因其高效、信任程序员的特点深受广大用户的喜爱和使用。虽经过几十年的风雨洗礼,但可谓风光无数,有着非常高的地位,这世界上随处可见它的身影。对计算机专业的学生来说《C语言程序设计》是最基础的专业课程,C语言也是大部分学生所学习的第一门编程语言。在学习过此课程打下了编程基础之后,还会学习到诸如《数据结构》、《操作系统》、《算法分析与设计》这些更加复杂的专业专业课程。并且许多高校不仅为计算机专业提供C语言课程,为其它非计算机的理工类专业也开设C语言课程。
        C语言作为计算机相关专业的专业基础课乃至理工类专业的必修课,其教学目标不仅仅在于基础知识基础语法的学习,更主要在学习过程中理解计算的本质,培养学生的计算思维,最终能够将这种思维运用到实践实训当中去解决基础的实际问题。
         C语言教学现状
        当下,C语言的教学手段除了基础课堂讲授、上机练习的方式,也享受了时代发展的红利,师生的教与学方式都变得更加灵活。例如:MOOC(大型开放式网络课程)、SPOC(小型限制性在线课程)等网络课程让学生通过网络享受许多优质的课程资源;“程序设计类教学辅助教学平台”(Programming Teaching Assistant,简称PTA),“在线判题系统”(Online Judge,简称OJ)也为学生提供了更加便捷智能的练习方式。
        教学反馈可以及时发现教学中存在的问题,对学生来说可以让学生及时发现问题,纠正学习方法;对教师来说教师可以因材施教改进教学方法,从而提高教学质量。但由于课堂知识点多,教学时间紧,任务重,在目前C语言程序设计的教学形式下很难获得良好的教学反馈。完整的教学反馈难以实现,就没有了良好的教学互动机制,教师也就不能及时调整课堂节奏,找到更适合学生的教学方法,从而提高教学质量。
         人工智能简介
        人工智能技术(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,其本质是用计算机算法来模拟人类的思维,使得计算机能够以同人类智能相似的方式做出反应。虽然当前的人工智能虽然还处于“弱人工智能(ArtificialNarrow Intelligence /ANI)”阶段,但也已经能够代替人类完成一些简单工作,能够替代人类进行一些智力性工作,在生产生活当中取得了广泛的应用。
        智能化教学改革
        通过对C语言教学现状的分析,目前其具有一定信息化水平,但智能程度还不算高。其教学过程中产生的教学信息是重要的数据,有着宝贵的应用价值,能够提供多维度的挖掘分析,对动态教学反馈和持续改进决策具有强有力的支撑作用。因此利用人工智能技术对现有的平台资源进行整合,挖掘教学活动的历史数据,通过科学分析和智能决策及时有效的动态反馈教学成果,推动教学的智能化改革。
        C语言的智能化教学改革主要完成教学分析和教学决策两项重点任务,其基本思想是将现有的网络教学课程平台、OJ平台进行整合,获取学生学习过程中课前预习、课堂教学反馈、作业自动评判、实验题目、程序设计竞赛等学习行为的相关数据,以大量的教学信息数据集为基础进行数据可视化分析和机器学习,实现全面精细化的教学动态反馈和教学决策,从而提升教学效果,其体系结构如图所示。

        图1 C语言智能化教学改革体系图
         智能化教学改革实施
        一、继续完善建设现有的网络教学资源,建设更加优质的教学资源。包括在线教学课程平台上的视频、理论作业,OJ平台上的练习题等。
        二、构建智能化教学分析与决策平台。以课程组师资为基础,运用人工智能与数据挖掘的相关技术,对现有信息平台的运行数据进行整合与分析,达到教学分析与决策的目的。以教学平台运行数据作为训练集,智能教学分析可以发现学生课前是否做好预习,作业是否提交,完成质量如何,是否有知识点掌握不牢,实验练习的教学效果如何等教学反馈。将反馈结果推送给老师和学生能起到很好的监管作用,例如:为了帮助教师做出更科学合理的教学评价,在教学平台上根据学生的综合表现对期末考试成绩进行预测,并进行预警。根据学生的作业完成情况,分析薄弱环节,个性化相应的练习题,使学习更有针对性,进一步体现以学生为中心的教学理念。
         结束语
        本文探索了在人工智能浪潮下,《C语言程序设计》课程教学的改革与创新。人工智能技术在C语言课程教学上的融合,将以教学活动中产生的教学历史数据作为参照基础,在此基础上通过人工智能技术多维度的分析教学活动,为教学的持续改进提供更大的驱动力,为教育教学注入新的思想。
         参考文献:
        [1]石文兵, 张顺香, 孙克雷,等. C语言程序设计智能化教学改革[J]. 通化师范学院学报, 2020, 041(004):113-117.
        [2]王国华、郑永森、林琳、古万荣、彭红星、孙微微. 人工智能时代《C语言程序设计》教学改革[J]. 现代计算机, 2020, No.700(28):66-69.
        [3]马歌. 以团队建设促进C语言程序设计课程教学改革[J]. 电脑知识与技术, 2019(25).
        作者简介:邢昀(1995——)河南省郑州市人,硕士,助教
        
        
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