福格行为模型在C 语言实验教学中的探索

作者: 王全海 王岩 李飞 张斌 胡曦 刘福来

福格行为模型在C 语言实验教学中的探索0

摘要:针对非计算机专业大一学生在C语言实验课学习中普遍存在的畏难情绪,文章基于FBM(福格行为模型) ,从激发学生学习动机、平衡学生技术水平与实验难度、提供及时学习提示三个方面设计实验教学方案。研究结果表明,采用FBM教学模式能够有效激发学生的学习兴趣,提高C语言实验教学效果。

关键词:福格行为模型;C语言;实验教学;学习兴趣;学习行为

中图分类号:G642 文献标识码:A

文章编号:1009-3044(2025)01-0162-03 开放科学(资源服务) 标识码(OSID) :

0 引言

随着当前人工智能、云计算、大数据技术、自然语言处理等技术的发展,程序设计能力成为多学科交叉融合的重要因素[1]。为了培养学生的计算机应用能力,众多高校为非计算机专业学生开设了计算机相关课程[2-3]。其中,C语言课程作为一门基础课程,具有带领学生入门计算机编程和培养学生计算思维的重要作用[4]。

C语言课程具有知识体系复杂、知识点众多且知识点之间联系较为分散的特点。该课程非常强调实践作用,编写和调试程序的技术需要学生在学习过程中反复训练才能掌握[5]。在面向非计算机专业学生的C语言实验教学中,须充分考虑以下特点:非计算机专业学生来自全国各地,各学生掌握的计算机知识起点不一致,计算机水平差别较大,各专业学生学习兴趣存在一定差异[6]。这些特点给非计算机专业的C语言实验教学带来极大挑战。大学新生刚接触C语言课程时,对课程的重要性有较深认识,学习兴趣浓厚,具有较强自信心[7]。然而,随着课程深入,实验难度增大,学习困难随之出现,部分学生会出现学习兴趣衰减,自信心受到挫折,学习动机减弱,上课不认真实操,实验技术水平逐渐落后,最终形成恶性循环,产生畏难情绪和厌学情绪。

针对这种现象,本文结合福格行为模型(Fogg Be⁃havior Model,FBM) 理论,从激发学生学习动机(动机) 、平衡学生技术水平与实验难度(能力) 和及时的学习提示(提示) 三因素出发进行实验教学,探索FBM 在C语言实验教学中的应用实践,积极引导学生形成持久的学习行为,最终提高教学效果。

1 FBM 的理论框架

FBM 由斯坦福大学行为设计实验室主任B.J.Fogg博士提出,是行为变革和设计的强大理论框架。FBM的核心构成要素包括动机、能力和提示,模型可以表达为一个公式:B=M·A·P。动机(Motivation) 是推动个体执行某项行为的内在驱动力和兴趣;能力(Ability) 指个体完成特定行为所必需的知识、技能以及可用的内外部资源;提示(Prompt) 是引发行为发生的外部刺激或事件。FBM指出:“一个目标行为的发生,一个人必须有足够的动机,足够的能力,和一个有效的提示条件。这三个因素必须同时出现,行为才会发生。

该模型深入分析和解释了驱动人类行为发生的三要素关系,可以使用一个反比例函数图像进行可视化表达(如图1所示) 。横坐标代表行为“能做”的程度,由难到易;纵坐标代表行为“想做”的意愿,由弱到强。函数线代表行为界限(也即行动线) ,实心点代表行为点,P代表触发提示。能触发的行为在行动线上方,越远越容易成为习惯;不能触发的行为在行动线下方,越接近原点越不可能触发。

在C语言实验教学中,动机是指学生学习C语言的兴趣和学习目标,能力则是指学生掌握C语言语法程序、编程技能水平和解决问题的能力,提示则指触发学习行为的条件,可以是实验课程安排、教师要求、同学互助等能够促进学生学习行为的因素。

未发生有效学习行为的学生,大致可以分为三种情况:一是能而不想(有学习能力但无学习动机) ;二是想而不能(有学习动机但是能力水平不足) ;三是又能又想但缺乏触发条件。

依据FBM的理论模型来制定针对性的教学策略:一是通过激发学生的学习兴趣和内在动力,更高的动机可以消减实验难度带给学生的障碍,即竖着挪“动机”(P3→P) 。如部分学生认为学好专业课比掌握C 语言在就业方面更具优势,针对这类学生,实验教师需要通过沟通指出:C语言能够有效支撑专业课程学习,且随着程序编程在未来社会的广泛应用,精通C 语言不仅能提升就业竞争力,统计数据也表明相关岗位具有较高的薪资水平,由此激发学生的学习动机。

二是提升他们对编程知识和技能的掌握,将实验进行任务分解,拆解实验难度,把不会的变成会的,即横着挪“能力”(P1→P) 。如有的学生有强烈意愿想学好C 语言但本身基础较差,这种情况就需要实验教师对这些学生给予更多关注,多对他们进行指导,帮助他们提升编程技能;另外在安排实验任务时,将大任务分解为多个小任务进行安排,从而降低了实验任务难度,循序渐进地提升学生编程水平。三是通过创建合理的学习环境和提供及时恰当的提示条件,扩大触发条件或触发事件,引爆学习行为点,促使学生积极参与实验活动,提升学生学习表现和自主学习能力。如有的学生有能力也想学好,但更多的精力被其他无效事情占用,而C语言又是一门实践性很强的课程,需要大量的实践操作才能深入理解与掌握。针对这类学生,布置任务时应明确告知他们下次上课需要其给大家讲解,课堂中多询问他们实验相关问题,课后不定时地发送消息了解其实验任务预习和操作情况,从而触发其学习行为。

2 基于福格行为模型的实验教学设计

2.1 教学团队的建设

为了更好地实施福格行为模型教学改革,教师必须对福格行为模型理论框架熟悉和掌握,并能够依据该理论指导实验教学工作。教学团队的选取,一方面要求具有较高的教育理论水平、较强的团队协作精神,另一方面必须熟练掌握福格行为模型理论框架和实际运用能力。

东北大学秦皇岛分校非计算机专业C语言实验课程的教学团队,是先对教研室全体教师进行培训,继而基于福格行为模型修订教学方案,教师进行反复试讲演练、模拟案例处理评测,最终形成了一个6人的实验教师团队,其中教授1名、高级实验师1名、副教授1名、实验师3名。实验教学团队教师均长期从事C 语言实验教学工作,具有丰富的教学实践经验,并对福格行为模型理论框架有深入的理解。团队撰写的《福格行为模型在立德树人课程思政教学中的探索》被本校教学论文集收录。福格行为模型教学改革目标明确,实施路径清晰,成员间分工合作,相互配合良好。

2.2 教学各环节的准备和实施

C语言实验课上课时间一般都是晚于理论课一周,在理论讲完之后再上实验课,形成理论、实验交替学习安排。理论授课都采用大班制形式进行,知识点多、时间紧、进度快,学生没有实操过程。学生在学习C语言过程中所遇到的问题只有通过实验操作才能直观理解和熟练掌握,很多学生由于先验知识不足,在感觉学习困难时就会影响其学习积极性。

在第一次实验课前,实验教师会委托理论教师下发调查问卷,以调查了解学生计算机编程方面的基本情况、学习目的与兴趣状态,评估学生的学习动机,针对个别消极的同学会进行私下沟通,增强其学习信心;后续的实验课前,会根据前期布置的实验任务完成情况,有针对性地与学生进行讲授,这样的安排能够及时掌握学生学习兴趣的变化,也能显著提高实验课堂的学习效率。

在课堂上,FBM强调实验教学需通过激发学生的学习动机与兴趣来增加互动性,从而更好地提高实验教学效果。实验教师在上课前,精选一些有趣的、好玩的实验题目,使用不同的程序算法激发学生多角度实验兴趣。布置课堂小组讨论实验任务时,通常会要求一两名学生用自己的语言再讲述一下任务需求,以确保学生真正理解任务要求。通过这一步表述,由于对任务有了更具体的理解,实际上也降低了实验难度,这也培养了学生未来实际工作中的需求总结能力。以小组形式进行任务讨论也是一种很好的方式,可以使得每一个学生都能够参与其中,活跃课堂氛围,启发学生的思维。教师通过观察、问答,就能对学生的情况进行掌握,记录下来并作为综合测评的一部分,这一步骤学生会看在眼里,起到了学习提示效果。

课后是课堂的延续,也是实验教学很重要的一环。在课后,学生一方面要巩固上节课的知识内容,进行更深入的学习和拓宽视野的资料搜集;另一方面要对下一节内容进行预习实操,为上好下一节实验课作准备。教师在课后会利用QQ群、腾讯会议等通信工具,为有问题的学生及时答疑,以消除学生遇到的困难,同时也是对学生学习的提示。

2.3 日常与结课上机考核相结合的综合测评

依据FBM理论,为了促进学生真实地掌握实验技能,综合测评更注重学生的平时成绩,从而引导学生日常更多地参与实验,培养学习行为的养成,而不是只是结课时的一次考试结果。这种测评机制使得学生每节课都需积极参加实验,也就把学习总难度得到分解(即提升了能力) ,每次课后情况也会得到教师的反馈(即得到了及时的提示) ,学习每节课的目标也更明确(即动机更具体) 。综合测评成绩分为两部分:一是日常考核成绩,占总成绩60%;二是结课时的上机考试成绩,占总成绩40%。其中,日常考核中又细分为出勤情况、课堂表现和课后作业情况三部分组成,分别占总成绩的20%。日常考核成绩是在平时每节课后就会形成,并对分数进行及时公布反馈,以督促失分同学改进。课程结课时,还有一次上机考试,该上机考试需结合课程要求掌握的知识点进行解答,并有相应的编程大题考核学生的综合编程能力。

团队以经济类、外语及自动化类专业2022 级、2023级两届本科生综合测评成绩作对照比对,具体数据如表1所示。

从考核结果的数据分布来看,2023年教改相比2022年传统教学模式的学生出勤率有很大提升,表明学生在福格行为模型教学实践中产生了较强的学习动力和学习兴趣。课堂表现得分率、课后作业得分率也能从侧面反映出学生具有较高的学习动力和学习兴趣。另外,从最后上机考试的结果来看,学生对所学知识点的回答,以及最后编程大题的完成情况,都比较理想,得分率也提升明显。

课程结课后,对2023级学生进行了一次调查问卷,数据统计结果显示,2023级的大部分学生认为在学习过程中得到了教师的帮助,强化了学习动机,培养了学习兴趣,形成了良好的学习习惯,有机会更愿意深入学习C语言相关课程。

3 结束语

本文基于福格行为模型理论指导,在东北大学秦皇岛分校非计算机专业C语言实验课程中进行教学实践,在师资队伍建设、课程的前中后三环节都进行了充分准备与实施,以及针对课程的考核方式与侧重点等方面进行介绍,提升了实验教学效果与质量。以福格行为模型为指导的教学模式,使实验教学更加高效,学生更加喜欢,学生通过C语言实验教学既掌握了专业知识,又培养了良好的计算思维和动手实操的能力,养成了良好的学习习惯。

参考文献:

[1] 朱静雯,谢茂强,张圣林.软件工程专业C/C++程序设计实验教学模式探索[J].计算机教育,2024(8):208-212.

[2] 金传洋,马杰,邱晓波.C语言程序设计课程考核改革探索与研究[J].电脑知识与技术,2023,19(20):64-66.

[3] 潘骁,刘叶锋.C语言程序设计课程思政教学实践探索[J].现代商贸工业,2023,44(23):254-256.

[4] 卞学胜.面向非计算机专业的C语言程序设计课程教学方法探索[J].电脑知识与技术,2024,20(3):157-158,180.

[5] 李飞,刘福来,胡曦,等.基于教学内容特点的混合式教学探索与实践:以非计算机专业的Java程序设计课程为例[J].电脑与信息技术,2021,29(6):78-82.

[6] 王全海,祝群喜,刘福来,等.基于学生学习基础的通关式教学探索与实践:以非计算机专业大学计算机基础课程为例[J].电脑知识与技术,2023,19(15):4-6,10.

[7] 成新文.归因理论在C语言实验教学中的应用研究[J].硅谷,2008,1(12):141-142,188.

【通联编辑:谢媛媛】

基金项目:东北大学秦皇岛分校教学研究与改革项目:福格行为模型在C 语言实验教学中的应用研究(项目编号:2024JG-B17) ;东北大学秦皇岛分校赛教融合创新微创业的大学教育范式改革研究(项目编号:2023CXCY225) ;东北大学秦皇岛分校2022年校级课程思政示范课《C++程序设计》(项目编号:2022KCSZ-B31) ;东北大学秦皇岛分校创新创业导向下计算机基础实验课程教学体系的构建研究(项目编号:2023GJJG449) ;河北省高等教育学会“十四五”规划课题(项目编号:GJXH2024-290)

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