張華 黃文斌 關(guān)煥梅 高建華 王先兵

摘要：針對高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)類課程課時(shí)少、內(nèi)容多、實(shí)操強(qiáng)度大和學(xué)生專業(yè)背景復(fù)雜的實(shí)情，借助互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)工具、學(xué)習(xí)平臺(tái)和線上課程，設(shè)計(jì)一種教師易操作的輕量級(jí)混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。該模式以面授課堂為重點(diǎn)，線上學(xué)習(xí)作為輔助手段，采用參與式教學(xué)方法，課內(nèi)既講重要知識(shí)點(diǎn)，又增加交流互動(dòng)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生積極思考和大膽提問。教學(xué)實(shí)踐證明教師可以采用該模式實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，教學(xué)效果好于傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)方法也得到了學(xué)生的認(rèn)可。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)模式;程序設(shè)計(jì);互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）12-0185-03

1引言

計(jì)算思維能力是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教育過程中一個(gè)重要的培養(yǎng)目標(biāo)，而編程實(shí)踐在培養(yǎng)大學(xué)生的計(jì)算思維和信息素養(yǎng)中起到重要作用，因此許多高校在理工科類新生入學(xué)后開設(shè)了1門計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程（采用的語言包括C、C++和Python等）。這類課程的內(nèi)容較多，要求學(xué)生進(jìn)行大量實(shí)際編程訓(xùn)練，而且面向全校不同專業(yè)的學(xué)生，學(xué)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)參差不齊。近年來，學(xué)時(shí)還在不斷被削減。傳統(tǒng)的灌輸知識(shí)型的教學(xué)模式已不適應(yīng)新時(shí)期程序設(shè)計(jì)課程所面臨的形勢。那么，如何在程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)中引入新的教學(xué)模式受到了廣大相關(guān)教育工作者的關(guān)注。

2混合教學(xué)模式研究

2019年2月23日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》，強(qiáng)調(diào)要加快推進(jìn)信息化時(shí)代的教育變革，利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革，重塑教育教學(xué)形態(tài)嘲?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”催生了一種新的教育生產(chǎn)力，打破了傳統(tǒng)教育的時(shí)空界限和學(xué)校圍墻，引發(fā)了教育教學(xué)模式的革命性變化。

慕課作為一種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，自引入我國后，以其開放式資源、自主式學(xué)習(xí)、交互式教學(xué)等特點(diǎn)備受國家相關(guān)部門廣泛關(guān)注。2019年4月9日，“中國慕課大會(huì)”在北京舉行，會(huì)議公布我國已建設(shè)1291門國家精品在線開放課程，12500門慕課上線，超過2億人次學(xué)習(xí)慕課。這些優(yōu)質(zhì)的資源為學(xué)生提供了一個(gè)自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)，很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也給學(xué)生提供了獨(dú)立思維的空間，使學(xué)生得到創(chuàng)新思維意識(shí)的訓(xùn)練與培養(yǎng)。

充分利用慕課和微課資源，積極地變革大學(xué)教育的教學(xué)與管理模式，把傳統(tǒng)的線下面對面授課和線上資源相結(jié)合的混合教學(xué)模式成為當(dāng)前大學(xué)教育研究的熱點(diǎn)，慕課線上教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)合的混合教學(xué)模式隨即產(chǎn)生。

這種混合教學(xué)模式將整個(gè)學(xué)習(xí)階段分為課前基于任務(wù)的自主學(xué)習(xí)，課內(nèi)師生互動(dòng)的指導(dǎo)學(xué)習(xí)，課后鞏固和評(píng)價(jià)。課前教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)者通過在線視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，互相交流學(xué)習(xí)心得并通過在線測試練習(xí)鞏固，掌握知識(shí)點(diǎn);教師在課堂上主導(dǎo)研討，進(jìn)行課程實(shí)踐和解析，對知識(shí)進(jìn)行升華，對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng);課后教師布置實(shí)踐任務(wù)，學(xué)習(xí)者拓展知識(shí)，深化理解和掌握，提交成果，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

基于慕課平臺(tái)的混合教學(xué)模式屬于重度混合模式，在教學(xué)過程中要求課前線上學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)、做習(xí)題，課堂上運(yùn)用，課后線上鞏固。學(xué)生在課外要花大量時(shí)間去完成線上的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過專門設(shè)計(jì)的課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生能充分理解運(yùn)用和建構(gòu)新知，效果好。但是，實(shí)踐顯示比較適用于40人以下的小班，重點(diǎn)學(xué)生或者重點(diǎn)課程。然而，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)類課程不是學(xué)生培養(yǎng)方案中的重要專業(yè)課，班級(jí)人數(shù)一般大于40，也沒有助教。

因此，針對不同課程的特點(diǎn)和具體教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)模式，才能充分利用好線上資源和線下課堂的優(yōu)勢，這是需要教學(xué)工作者在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)一步深入研究的。

3面向程序設(shè)計(jì)類課程的輕量級(jí)混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

在全球教育信息化時(shí)代背景下，互聯(lián)網(wǎng)不斷賦能全球教育，涌現(xiàn)了微助教、雨課堂、云班課和學(xué)習(xí)通等信息化教學(xué)工具，以及EduCoder、拼題A、Python123等線上實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。通過在實(shí)際教學(xué)中不斷摸索，針對非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)類課程設(shè)計(jì)了一種輕量級(jí)混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

3.1教學(xué)模式設(shè)計(jì)

輕量級(jí)混合教學(xué)模式的設(shè)計(jì)理念是線上線下輕度混合和輕度翻轉(zhuǎn)本地課堂，把面授課堂作為建設(shè)重點(diǎn)，線上學(xué)習(xí)作為輔助手段，充分利用課內(nèi)學(xué)時(shí)，盡量占用學(xué)生較少的課外時(shí)間。在教學(xué)過程中充分利用基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)平臺(tái)（EduCoder和微助教）和移動(dòng)APP（微助教的微信公眾號(hào)和QQ）的便利性，在課前進(jìn)行線上預(yù)習(xí)，課堂上借助工具加強(qiáng)交流互動(dòng)，課后自主完成線上擴(kuò)展練習(xí)和鞏固。特點(diǎn)是提升學(xué)生的課堂參與度，提高課堂效率;擾動(dòng)較小，容易操作;適用于40人以上的大班。

在課程的一次開課過程中，教師的活動(dòng)主要包括分析課程背景，設(shè)計(jì)線上線下教學(xué)內(nèi)容，制定教學(xué)計(jì)劃，收集和制作學(xué)習(xí)資源，設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境，開展教學(xué)，總結(jié)與反思等;學(xué)生的活動(dòng)包括了解課程學(xué)習(xí)方式，在老師的指導(dǎo)下線上自主學(xué)習(xí)，查閱學(xué)習(xí)資料，積極參與本地課堂交流互動(dòng)，分享和匯報(bào)小組項(xiàng)目，總結(jié)與反思等。

輕量級(jí)混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方案圍繞課前一課中一課后教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，如表1所示。通盤考慮理論課和實(shí)驗(yàn)課，把兩個(gè)課堂都納入混合式教學(xué)過程的課中環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的主要任務(wù)。

下面假設(shè)在教學(xué)資料準(zhǔn)備好的情況下，以一周內(nèi)的一次課為例，介紹各教學(xué)環(huán)節(jié)的具體教學(xué)任務(wù)和實(shí)施方法。

（1）課前準(zhǔn)備。教師在上課前的2-3天就要開始課前的準(zhǔn)備工作，包括推薦（不強(qiáng)制要求）微課視頻（微課版教材提供）或慕課;通過微助教發(fā)布課件，供學(xué)生預(yù)習(xí)，以便學(xué)生了解即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容;通過微助教發(fā)布少量測試題;教師在上課前在微助教中檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，包括瀏覽課件的人數(shù)和測試題答題情況，微調(diào)課中教學(xué)安排。

（2）理論課堂。把一節(jié)45分鐘的課劃分成3個(gè)左右的主要教學(xué)塊，每個(gè)教學(xué)塊先由老師講解重要知識(shí)點(diǎn)，然后是互動(dòng)，互動(dòng)可以是微助教中的測驗(yàn)，或者是討論程序設(shè)計(jì)和編程方法。理論課的師生互動(dòng)時(shí)間占比在1/2-2/3。利用微助教的答題和課堂反饋功能，教師可以收集學(xué)生對本次課堂中的各知識(shí)點(diǎn)的理解情況和對教學(xué)方式的感受，然后立即進(jìn)行針對性的答疑。

（3）實(shí)驗(yàn)課堂。在課前準(zhǔn)備階段，提前布置實(shí)驗(yàn)課上要做的練習(xí)和作業(yè)。把90分鐘的實(shí)驗(yàn)課分成兩個(gè)部分，分別是合作編程練習(xí)和獨(dú)自完成作業(yè)。教師發(fā)布小組任務(wù)，學(xué)生分組進(jìn)行編程練習(xí)，然后各小組匯報(bào)結(jié)果，學(xué)生通過微助教進(jìn)行相互間的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)課上隨時(shí)解答學(xué)生的問題，并針對共性問題向全班進(jìn)行講解。學(xué)生把程序的源文件提交到互聯(lián)網(wǎng)上的作業(yè)系統(tǒng)，教師在作業(yè)系統(tǒng)中可以查看每位學(xué)生的提交情況和作業(yè)答題情況，在機(jī)房內(nèi)及時(shí)進(jìn)行一對一的交流。由于非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)參差不齊，針對學(xué)生的理解程度和學(xué)習(xí)速度不同的實(shí)際情況，每次作業(yè)中設(shè)置了多個(gè)層次的編程題，以必做題、選做題和拓展訓(xùn)練題的形式發(fā)布。既可以讓每位學(xué)生都能完成足夠的訓(xùn)練，也滿足了能力較強(qiáng)的學(xué)生對編寫程序解決更復(fù)雜或更接近現(xiàn)實(shí)問題的需求。

（4）課后鞏固。通過QQ這種人人都會(huì)用的即時(shí)通訊工具，學(xué)生可以隨時(shí)把學(xué)習(xí)中遇到的問題發(fā)布出來，學(xué)生和教師都可以幫忙解答。程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，需要大量練習(xí)。教師在EduCoder（對高校免費(fèi)開放的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教育實(shí)訓(xùn)網(wǎng)站）上發(fā)布課外編程練習(xí)題，學(xué)生可以自主安排實(shí)踐，在線進(jìn)行訓(xùn)練，并由系統(tǒng)自動(dòng)檢查提交的程序代碼。

這種輕量級(jí)混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式具有以下特點(diǎn)：

（1）課堂上講重點(diǎn)，留出時(shí)間讓學(xué)生參與和擴(kuò)展課堂教學(xué);

（2）注重互動(dòng)、激發(fā)學(xué)生思考;

（3）實(shí)時(shí)獲得教學(xué)反饋，可以隨時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)個(gè)陛化教學(xué);

（4）把提升學(xué)生綜合能力作為主要目標(biāo)。

3.2教學(xué)實(shí)踐效果

近幾年，在《C語言程序設(shè)計(jì)》《C++程序設(shè)計(jì)》和《Python程序設(shè)計(jì)》課程中進(jìn)行了混合教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)效果相較于以前傳統(tǒng)教學(xué)模式的課堂有明顯的改善，特別是課堂氛圍和學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）學(xué)生到課率一直保持在較好的情況。

（2）在課堂上能夠一直保持較高的關(guān)注度，積極參與教學(xué)活動(dòng)的學(xué)生比率很高。

（3）在課堂上響應(yīng)教師提問的學(xué)生越來越多，能夠主動(dòng)提問的學(xué)生也在增加。

（4）能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成編程作業(yè)的學(xué)生人數(shù)也增加了。

（5）有更多的學(xué)生主動(dòng)去完成更多的選做和擴(kuò)展編程題。

（6）學(xué)生提交的程序源代碼的質(zhì)量也有提高。

（7）有更多的學(xué)生參與小組項(xiàng)目，并在課堂上分享和匯報(bào)。

下面介紹在最近結(jié)束的程序設(shè)計(jì)課上通過問卷調(diào)查了解到的學(xué)生對新教學(xué)模式的認(rèn)可度和滿意度情況。其中，參與調(diào)查的學(xué)生人數(shù)為65。

問題1：本課程采用的幾種教學(xué)工具和平臺(tái)中，你認(rèn)為哪幾種有助于學(xué)習(xí)？

設(shè)置4個(gè)選項(xiàng)：[A]微助教;[B]QQ群;[C]作業(yè)系統(tǒng);[D]Edu-Coder。學(xué)生選擇的結(jié)果如圖1（1）所示，顯示學(xué)生認(rèn)可教學(xué)中采用的幾種教學(xué)工具和學(xué)習(xí)平臺(tái)。

問題2：你喜歡本門課采用的哪幾種課堂教學(xué)方式？

設(shè)置4個(gè)選項(xiàng)：[A]微助教課堂練習(xí);[B]在紙上寫程序;[C]老師和同學(xué)們以討論方式設(shè)計(jì)和編寫程序;[D]老師和同學(xué)們一起讀程序。學(xué)生選擇的結(jié)果如圖1（2）所示，顯示學(xué)生更傾向師生互動(dòng)方式的C和D。

問題3：學(xué)完這門課，你的收獲達(dá)到預(yù)期了嗎？

設(shè)置4個(gè)選項(xiàng)：[A]達(dá)到了;[B]收獲超出預(yù)期;[C]有收獲，但是不多，沒達(dá)到預(yù)期;[D]沒有收獲。學(xué)生選擇的結(jié)果如圖1（3）所示，有78%的學(xué)生滿意教學(xué)效果。

問題4：在本課程的學(xué)習(xí)過程中，你還同時(shí)看哪些資料？

設(shè)置4個(gè)選項(xiàng)：[A]中國大學(xué)MOOC課程;[B]教材配套的微課視頻[C]國外的在線課程[D]沒看上述資料。學(xué)生選擇的結(jié)果如圖1（4）所示，顯示有75%的學(xué)生通過1種或多種線上課程在課外自主學(xué)習(xí)。

4總結(jié)

非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)類課程采用輕量級(jí)混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，借助互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)工具和學(xué)習(xí)平臺(tái)把面對面課堂和線上學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，在很大程度上克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，大部分學(xué)生都能夠積極參與課堂的教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，還解決了傳統(tǒng)師生和生生交流受空間和時(shí)間限制的問題。教學(xué)實(shí)踐證明這種教學(xué)模式適應(yīng)程序設(shè)計(jì)類課程教育變革的新形勢，教師可以靈活操作和實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，教學(xué)效果也得到了學(xué)生的認(rèn)可。