李建国 王小农

摘 要 针对轨道交通信号与控制专业学生C语言课程教学效果欠佳的现状，设计了基于OBE的信号专业C语言课程教学方案。方案设计基于成果导向教育的教学模式，从专业学习角度出发，激发学生学习兴趣，设计教学方案引导学生尽快融入专业知识，教学策略采用灵活教师授课与翻转课堂方式，拓展实践以工程实际课题为背景设计题目，考核方式中加入学生学习评估等，有效的提高C 语言课程的教学质量、教学水平和学生的学习成效。

关键词 C语言程序设计 教学改革 轨道交通信号与控制

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.03.053

Abstract In view of the poor teaching effect of the C language course for rail transit signal and control students， the teaching program of the signal professional C language course based on OBE was designed. The program design is based on the teaching model of results-oriented education. From the perspective of professional learning， students' interest in learning is stimulated. Teaching programs are designed to guide students to integrate professional knowledge as quickly as possible. Teaching strategies adopt flexible teacher teaching and flipped classroom methods. Practice is expanded to practical engineering topics. Designing the subject and adding student learning assessment to the assessment will effectively improve the teaching quality， teaching level and student learning effectiveness of the C language curriculum.

Keywords C Language Programming； teaching reform； Rail Transit Signal and Control

0 引言

C語言程序设计作为一门重要的计算机基础课程，是大多工科院校培养学生编程能力而开设的计算机课程。轨道交通信号与控制专业人才培养目标是在轨道交通信号工程及其相关领域具有科学研究能力、开发能力和国际竞争力的高素质人才。以成果为导向的培养体系中对设计解决开发方案、研究、使用现代工具、沟通等培养指标点的支撑上C语言课程有着重要作用。但该课程在教学中存在较多问题，主要有：（1）学生学习目的不清晰、重考试成绩轻实践动手；（2）易陷入局部语法细节忽视工程体系架构；（3）教师注重授课内容忽视学生能力锻炼，重视课程本身教学大纲，忽视课程对专业培养达成度的支撑。

OBE[1，2]要求教学活动的最直接参与者教师和学生首先要明确教学的目标，轨道信号与控制专业学生C语言程序设计课程培养目标如表1，实现C语言程序设计与专业知识的渗透结合，对学生专业课程的学习和培养目标达成具有重要作用。

1 依据教学目标设定教学活动实践

轨道交通信号与控制专业学生在学习“计算机联锁”、[3]“计算机远程控制”、“区间信号自动控制”、[4]“分散自律调度集中”[5]等专业课程和毕业设计时所需要的计算机软件知识较欠缺，与专业领域相结合的软件工程能力明显不足，将知识转化为能力的驱动不足。针对以上情况，本文提出以下4方面具体的教学措施：

（1）针对学生实际情况，以成果导向为出发点设计教学内容。教学中根据轨道信号与控制专业C语言课程的学习目标，遵循OBE教育模式，[6]反向设计出如下六大知识点：①基础知识；②控制结构；③一维数组，字符数组及字符串，结构体；④函数的定义、调用，参数传递的用法；⑤指针的定义、使用，链表与动态内存分配；⑥文件操作，各知识点内容在讲解和为了巩固知识进行的练习时，采用结合专业基础知识授课，如在讲解结构体知识时，采用联锁软件编制时的静态数据建立结构体，在学习链表时结合站场型数据结构等。

（2）针对学生理解学习情况动态调整教学内容先后顺序，使得知识点的衔接更为顺畅。在讲解完基础知识和控制结构后，讲解函数功能，从而使学生更早进入工程化设计阶段，理解与掌握一个完整的软件工程项目是由多个细小模块按照合理结构组建在一起的，完成好基础模块的设计对系统工程有重要作用；在讲解数组知识点的时候联系指针，把地址和指针这个学生理解难点结合起来一起讲授，同时再次返回函数部分，把指针、数组作为函数参数的情况进行对比分析讲解，达到参照理解，提高能力的目标。

（3）反向设计强调工程化能力训练。教学中始终贯穿“工程化”观点，在教学和编程训练中强调先建立工程再建立模块，然后设计函数，最后才开始编写代码，采用工程化思想设计程序，而不是一开始就陷入局部编程细节；举出反例，设计错误让学生排错，从而使学生能够自主反推出养成良好编程习惯和编程风格的优势，建立内在驱动，促进自主学习。

（4）设计开放性课题，建立小组模式解决工程问题。结合基本的专业概论知识，设计专业的联锁、远控、列控等开放性课题，学生通过C语言课程设计训练与查阅文献资料尝试解决专业问题，通过开放性课题训练，提高自身综合工程能力（见图1）。

2 以学生为中心教学模式中教师角色

C语言程序设计课程[7，8]的OBE教育模式改革，应围绕轨道交通信号与控制专业培养学生研究、沟通、设计开发解决信号专业工程问题等能力开展教学。因此教师的能动作用体现在：

2.1 教学任务的设计者和实施者

围绕学生培养目标，在教学组织上遵循OBE 教育理念，根据设定的课程教学目标，运用灵活的教学策略和教学手段。实践中主要采用了合作学习、提问式学习、案例式学习、分组学习、等等，切实提高教学的时效性。

2.2 教学任务的引导者

在教学过程中引导学生对C语言课程的内容与专业知识进行结合，主要表现在：（1）明确C语言课程的内容与专业知识点从哪几方面实现结合；（2）如何将专业知识变成符合C语言规则的描述；（3）引导学生提高在转化过程中解决问题的能力。

2.3 教学成果考核的评价者

在教学过程中明确预期教育成果的目的下，通过以下几方面的考核与评价，随时掌握学生的学习状况，提高教学的质量。

（1）课下答疑：实现学生学习能力与能力的转化。（2）课堂积极性：判断知识点是否有效掌握。（3）动手上机操作实践：判断知识与能力结合程度。（4）团队合作能力：判断沟通能力。

2.4 学生对教学评价的接受者

在教学活动中，除了教师主动指导、引导学生学习之外，学生对教师的评价对教学水平的持续改进提高有着重要作用，作为教学的主要形式，课堂教学中不可能详细了解到每一位同学对教学活动的感受，因此在教学实践改革实践中采用提交学习报告的方式使学生对教师的教学活动进行评价，主要评价点为：（1）对教材的评价；（2）对教师授课方式的评价；（3）对软件编程能力在解决专业工程问题的认识评价；（4）对课程的认识评价（图2 ）。

3 与专业知识结合的学习成果的获得

3.1 教师授课模式

课堂教学是教师授课模式的主要环节，通过该环节使得学生了解学习的重点以及掌握的问题，对学生的学习具有至关重要的作用。教师授课时通过板书和投影引导学生把握课程要点，理论知识联系实际。“C语言程序设计”中讲解结构体一节时通过对铁路站场中信号机、道岔、轨道电路的属性分析，可以分别建立属于信号机、道岔、轨道电路的结构体类型，在程序中使用结构体类型时讲解定义具体如何使用结构体类型变量相关的知识。

通过上述理论与实际的结合，使得学生在掌握编程知识的同时也掌握了如何建立铁路信号站场数据结构，强化程序设计与专业知识的紧密结合，在“C语言程序设计”教学改革中是关键所在。对于轨道交通信号与控制专业学习“C语言程序设计”的学生来说，在理论讲解的过程中融入具体铁路站场实际问题，研究解决问题的方案和步骤，及时增加实践性上机操作课程，使理论学习得到实际的理解与应用。

3.2 翻转课堂授课模式

翻转课堂授课模式[9]使得学生在课下时间完成知识的学习，在课堂中实现老师和学生之间互动的场所，包括答疑、质疑、知识的运用等，从而达到更好的教学效果。该种授课模式在轨道交通信号与控制专业“C语言程序设计”教学改革中具体表现为：（1）学生在课下完成专业基础知识的文献查阅和理解；（2）课堂中，教师通过对具体铁路站场的分析，将学生课下准备的专业理论知识和课堂讲授的C语言知识转化到具体站场结构中，学生在理论与实践中获取到专业知识与具体理论的结合。

这种授课模式，老师更多的责任是去理解问题以及引导学生如何将具体的理论知识运用到具体站场中，通过共同研究解决实际铁路站场中的问题从而获得对程序设计和专业知识的更深层次理解。

4 学习成果的评价

OBE教育理念强调以学生学习成果为中心，学生学习成果的评估不是根据学生看过多少本书或者掌握多少知识点，对于轨道交通信号与控制专业“C语言程序设计”教学来说是否达到学习成果主要应参照表一所列指标点进行考察。教师应该以多元化的方式检验学生综合能力培养的效果，而不是以一张试卷、一个分数进行考核。轨道交通信号与控制专业“C语言程序设计”教学考核的方式主要包括以下几方面：（1）课堂中对于铁路站场分析以及解决具体问题探讨过程中的积极性来评估学生的问题分析能力；（2）通过具体站场示意图解决实际铁路运营方面的问题来评估初步编程能力和专业知识与程序设计结合的能力；（3）课堂讨论的积极性以及解决问题的快速性、准确性来评估团队合作的意识与能力；（4）通过答疑、质疑、实验、工程问题的解决评估学生工程问题的解决能力。

5 结论

铁路信号技术不断依托于计算机技术逐步成熟，对轨道交通信号与控制专业学生提出更高的专业知识与程序设计相结合的要求。本文提出基于OBE的轨道交通信号与控制专业C语言课程教学改革，以C语言与专业知识的最终结合为基础，对C语言程序设计的教学内容进行反向设计，在课堂教学中注重提高学生的积极性和主动性的教学设计以及发挥教师的能动作用，有效提高C语言课程的教学质量、教学水平和学生的学习成效。与此同时，该课程投入教改实践对后续专业课程的学习和人才培养方面都具有积极的促进作用，对培养更加符合现代铁路发展要求的人才更具显著现实意义。

参考文献

[1] 胡文生，胡艳萍，李国华.基于OBE的C语言程序教学改革[J].电脑知识与技术，2017.13（06）：154-156.

[2] 孙霞，程宏斌.基于OBE模式的C语言课程教学改革[J].宁波教育学院学报，2016.18（04）：15-18.

[3] 何文卿.6502电气集中电路[M].北京：中国铁道出版社，2015.

[4] 董昱.区间信号与列车运行控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2008.

[5] 刘朝英.中国铁路分散自律调度集中[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[6] 吳秋凤，李洪侠，沈杨.基于OBE视角的高等工程类专业教学改革研究[J].教育探索，2016（05）：97-100.

[7] 吴向荣.《C++程序设计》教学改革实践[J].现代计算机（专业版），2010（09）：64-66，80.

[8] 陈昕，王兴芬，焦健，杨大利.注重编程能力培养的C语言过程化考核教学改革[J].实验技术与管理，2016.33（09）：155-158.

[9] 李延军，李明，马金刚，王晓燕，何雪英.混合学习模式在C语言程序设计移动课堂中的应用研究[J].计算机教育，2018（01）：71-74.