ＣｏｄｅＬａｂ與計算機程序教學(xué)（二）

張　玥

編者按：在2008年11月15日召開的“第四屆全國計算機教育論壇”上，一位從大洋彼岸遠道而來的特殊嘉賓為我們帶來了西方的教育教學(xué)理念，引起了普遍關(guān)注。他就是美國紐約市立大學(xué)布魯克林學(xué)院（CUNY）計算機與信息系教授David M. Arnow。David教授是計算機科學(xué)課程改革的主要倡導(dǎo)者，主要研究領(lǐng)域包括實驗性分布式計算軟件和計算機科學(xué)教育。在這次論壇上，他詳細介紹了自己開發(fā)的基于Web的交互式程序設(shè)計編程語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)——CodeLab，與各位老師交流了自己的教學(xué)經(jīng)驗和體會，贏得與會者的好評。本刊記者（以下簡稱記）在會議期間采訪了David教授（以下簡稱D），就計算機教育教學(xué)等內(nèi)容進行了深度訪談，以資國內(nèi)同行了解和借鑒。

記：您能簡單介紹一下CodeLab教學(xué)系統(tǒng)嗎？

D：CodeLab是基于網(wǎng)絡(luò)平臺使用的軟件編程教學(xué)和學(xué)習(xí)工具。它的核心是一組設(shè)計獨特、完全互動、簡單易操作、超過200套的編程練習(xí)庫，包含編程教學(xué)提綱。CodeLab提供練習(xí)的自動校驗功能，給予學(xué)生及時的知識鞏固或診斷性的回饋意見。

那些采用CodeLab給學(xué)生布置作業(yè)的教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在作業(yè)中犯的錯誤減少了，在考試和項目中的成績提高了，編程的自信心增強了。此外，CodeLab還擁有教師管理工具，讓教師輕而易舉地將練習(xí)融入教學(xué)中。

通過網(wǎng)絡(luò)平臺界面，教師可以組織教學(xué)提綱，精選、制定和定制練習(xí)題，還可以指定作業(yè)提交到期日。最

后，系統(tǒng)會跟蹤所有學(xué)生的作業(yè)，而教師可以通過基于網(wǎng)絡(luò)或基于電子郵件的系統(tǒng)輕松掌控學(xué)生學(xué)習(xí)能力表現(xiàn)的所有記錄，這個記錄可以和現(xiàn)有的評分體系結(jié)合到一起。

它的使用流程圖如圖1所示：

圖1 CodeLab使用流程圖

記：CodeLab系統(tǒng)是如何工作的？

D：CodeLab系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以從3個方面加以闡釋：

1. 對教師和學(xué)生

教師可以輕而易舉地將CodeLab結(jié)合到自己目前的教案中：給開發(fā)人員發(fā)一封電子郵件，教師可在24小時內(nèi)獲得賬戶；作為課程管理員，拖拽式地為學(xué)生選擇練習(xí)題，并在日歷上點擊設(shè)置到期日。學(xué)生注冊CodeLab時，系統(tǒng)會自動為教師生成學(xué)生分數(shù)冊，它替教師記錄學(xué)生們的所有練習(xí)活動。

學(xué)生到CodeLab網(wǎng)站填寫一個簡單的注冊表（用戶名、密碼、姓名），就可以立即使用CodeLab了。學(xué)生姓名會在學(xué)生注冊時自動加入分數(shù)冊，每個學(xué)生開始使用時可獲得10個“免費贈送”的練習(xí)。

2. 主動地學(xué)習(xí)

“學(xué)習(xí)源于實踐”是CodeLab 的座右銘。CodeLab 向?qū)W生提供完全積極有效的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，學(xué)生通過編寫代碼解決問題，是基于網(wǎng)絡(luò)的給予學(xué)生真實編程實踐的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

3. 即時有效、量體裁衣的反饋和評估

CodeLab自動測試和反饋評估每個學(xué)生提交的編程代碼，它可以查找出學(xué)生的編程邏輯和語法錯誤的功能是其他任何計算機編程課程的學(xué)習(xí)工具所不能企及的。輕按鼠標，學(xué)生可以在數(shù)秒內(nèi)馬上看到對答題的評估，而不用等待指導(dǎo)老師的郵件回復(fù)或到隔壁老師辦公室去確認更正他們的答題錯誤。CodeLab 系統(tǒng)可以自動證明學(xué)生已編寫的正確代碼數(shù)量，完成CodeLab的所有題目，學(xué)生可以得到編寫數(shù)百行正確代碼的見證。CodeLab的評估確認是客觀的，不受人為錯誤評判的影響。

記：Codelab適合在什么情況下使用？

D：CodeLab適合新的編程語言導(dǎo)論課程。它可以作為教師授課和實驗室或編程項目之間的一座橋梁。學(xué)生在計算機房或編程項目中使用CodeLab，練習(xí)所學(xué)章節(jié)內(nèi)容，立刻鞏固所學(xué)知識，減少對于基本編程語法運用的困惑，避免在這方面花費大量的時間。CodeLab非但沒有給學(xué)生增添作業(yè)負擔(dān)，反而減少了學(xué)生在項目上花費的時間；而教師花費在練習(xí)題目上的時間明顯減少，有了更多時間教授學(xué)生軟件設(shè)計的思路、編程組織的方法和算法。

另外，由于這是一個在線學(xué)習(xí)軟件，學(xué)生可以在有互聯(lián)網(wǎng)接入的任何地點任何時間使用。每一課題中的練習(xí)由簡到難，學(xué)生可以從簡單的練習(xí)開始，從中獲得自信和技能，然后逐步完成更復(fù)雜的練習(xí)，并最終在學(xué)生的課堂編程項目中得到運用。CodeLab還可以有效鞏固學(xué)生編程詞匯，幫助學(xué)生在閱讀指令的時候更加仔細并嚴格地根據(jù)提示編程。學(xué)生會很快認識到計算機編程語言是很嚴謹?shù)模仨氂靡环N嚴格一致/嚴謹?shù)娘L(fēng)格編寫程序。

記：您認為教學(xué)中各種教學(xué)資源（教師、學(xué)生、Codelab等）的關(guān)系是什么，能否用圖表示出來？

D：簡單地說，我的課程模式如圖2所示。

以教師為主導(dǎo)，以教材為主線，教師為學(xué)生分配任務(wù)，是在CodeLab上做練習(xí)、閱讀教材，還是聽教師授課，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)教材內(nèi)容。在布魯克林學(xué)院，我的班上有超過一半的學(xué)生是新移民，他們是非英語母語者，來自亞洲、東歐和南美等國家，他們喜歡用CodeLab 幫助他們更好地消化用英語授課的講座及英語課本內(nèi)容。

我的課堂教學(xué)流程如圖3所示。

我要求學(xué)生在課下閱讀教材，在CodeLab上做練習(xí)，做項目等。上課開始后進行小測驗，一般是基于CodeLab的練習(xí)，檢測學(xué)生的預(yù)習(xí)和閱讀情況，時間是2~5分鐘。在此基礎(chǔ)上，教師基于學(xué)生的預(yù)習(xí)進行講座授課，然后讓學(xué)生在實驗室做大型的項目，給學(xué)生實踐的機會，我應(yīng)用程序?qū)嵗龓椭麄兺瓿身椖俊Ｗ詈笤谡n上閱讀教材，回顧所學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生對下一節(jié)的閱讀內(nèi)容做一個預(yù)習(xí)，并給學(xué)生布置CodeLab上的作業(yè)，要求學(xué)生課下完成。

學(xué)生在實驗室里不能完成整個項目，但是他們可以著手準備，我?guī)椭麄冏鰷蕚涔ぷ鳌Ｕn堂外，學(xué)生們完成項目實習(xí)、我布置的閱讀和CodeLab練習(xí)（與閱讀內(nèi)容相關(guān)的部分）。我會告訴學(xué)生閱讀的精髓，如果有一些關(guān)鍵點和難點，我會提前實踐并指出。這樣他們看到預(yù)習(xí)內(nèi)容后，就會滿懷希望地閱讀內(nèi)容，我再據(jù)此做課堂講座。學(xué)生閱讀，我來引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)，這是一個前進式的循序漸進的流程。(未完待續(xù))