高職編程類課程信息化教學(xué)設(shè)計研究

陳幗鸞　馬元元

【摘 要】“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的大背景下，信息化技術(shù)發(fā)展迅速。信息化教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性和主動性。針對高職編程類課程實(shí)踐性強(qiáng)、而知識點(diǎn)難懂，學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)下學(xué)習(xí)普遍呈現(xiàn)畏難情緒的特點(diǎn)，如何把信息化教學(xué)融入到高職類課程變得十分有意義。文章以“直接插入法”算法課堂為例，探索信息化教學(xué)設(shè)計的方法與技巧，給高職編程類課程教學(xué)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】高職；信息化教學(xué)；編程類課程；教學(xué)設(shè)計

0 引言

高職編程類課程主要讓學(xué)生掌握某種程序語言的語法知識點(diǎn)以及算法思路，通常安排在計算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置中的第一或第二學(xué)期進(jìn)行。語法知識的傳統(tǒng)講解枯燥乏味，卻又是重要的基礎(chǔ)知識；算法思路普遍難懂，或者理解和編程實(shí)現(xiàn)之間存在差距，需要大量的實(shí)踐來保證知識的掌握。因此，普遍高職學(xué)生在學(xué)習(xí)編程類課程的時候都會不同程度的產(chǎn)生畏難情緒。

信息化技術(shù)教學(xué)設(shè)計，也就是利用信息技術(shù)融入到教學(xué)和學(xué)生互動當(dāng)中，在課程“教與學(xué)”中引入信息化手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的積極性與參與程度，以促進(jìn)“教與學(xué)”。將信息化技術(shù)來優(yōu)化傳統(tǒng)課程教學(xué)，加入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，使它成為教師的教學(xué)工具、學(xué)生的認(rèn)知工具。信息化教育的教學(xué)模式可描述為：以學(xué)生為中心，學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情境、協(xié)作與會話等學(xué)習(xí)環(huán)境中充分發(fā)揮自身的主動性與積極性。[1]編程類課程本身就是信息技術(shù)類課程，引入信息化手段更容易讓學(xué)生感知信息化的優(yōu)勢好處，更容易激發(fā)學(xué)生的興趣，從而提高“教與學(xué)”的質(zhì)量與效果。

1 信息化教學(xué)設(shè)計方法

信息化教學(xué)設(shè)計的方法多種多樣，但針對編程類課程的特點(diǎn)，有以下幾種方法：

1）利用現(xiàn)有的或自己開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)平臺

現(xiàn)今信息化時代，網(wǎng)絡(luò)上提供了很多的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，教師也可以根據(jù)教學(xué)需求開發(fā)屬于自己課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。例如“藍(lán)墨云班課”教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，它提供了課前預(yù)習(xí)布置，談?wù)撜搲纸M作業(yè)，課前視頻，課堂點(diǎn)名，作業(yè)布置、互動反饋等功能，貫穿了教學(xué)的前期、中期及后期整個過程。學(xué)生可以通過電腦也可以通過手機(jī)操作。現(xiàn)有的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺能夠方便快捷的整理教學(xué)上課資源，重新分配教學(xué)資源的利用步驟；此外學(xué)生操作便利，也可以因人因能力、掌握程度的不同來合理分配時間來通過教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)。

2）基于“微課導(dǎo)學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

微課就是要把老師的授課內(nèi)容用信息化手段表現(xiàn)出來，可以替代傳統(tǒng)老師講課的不足，學(xué)生在任何時間、任何地點(diǎn)，可以反復(fù)開看，更有效的掌握教學(xué)內(nèi)容。微課做的事情，不僅是把文字教材影聲化。同時要把老師的情感態(tài)度價值觀，隱形知識，把老師的講解、對課程的理解呈現(xiàn)出來。學(xué)生在課前通過教師提供的針對性信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，例如flash、微課視頻、基于課程內(nèi)容設(shè)計的游戲、微信互動交流頁面、網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)平臺等信息化資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在課堂上通過分組討論、項目實(shí)踐等活動完成知識的內(nèi)化。

根據(jù)編程類教學(xué)具有操作性強(qiáng)、知識點(diǎn)難理解的特點(diǎn)，在每個編程算法、語法的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)都可以用微課視頻來呈現(xiàn)，微課的簡潔精練和突出主題的特點(diǎn)非常適合程序語法知識點(diǎn)及算法的教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的差異性，學(xué)生通過觀看微課視頻，針對算法推導(dǎo)和編程過程可以反復(fù)觀看微課視頻，能夠幫助學(xué)生在課堂更好理解，并且?guī)椭處熢谡n堂上針對同一個疑難問題重復(fù)解答的困境中解脫出來。因此，“微課導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式有利于提高編程類課程的教學(xué)效果。設(shè)計微課視頻時，可采用“普適”+“心動”的策略來提升學(xué)習(xí)資源的質(zhì)量?！靶膭印敝荚谧寣W(xué)生怦然心動，產(chǎn)生濃烈的興趣，激發(fā)學(xué)生對知識點(diǎn)的進(jìn)一步的理解。富有“心動”的微課視頻，可促使學(xué)生產(chǎn)生“行動”欲望，從而保證在翻轉(zhuǎn)課堂中，基礎(chǔ)知識與核心能力傳授的有效完成。微課視頻的“心動”，可從“故事引入”、“游戲加強(qiáng)”、“結(jié)構(gòu)統(tǒng)一”等方面入手。

3）開發(fā)有助知識理解的軟件

編程類課程重點(diǎn)及難點(diǎn)的地方就是算法的推導(dǎo)過程，如何更生動、更直觀地引導(dǎo)學(xué)生理解、掌握算法的推導(dǎo)過程，盡可能消除學(xué)生普遍的畏難情緒呢？利用信息化技術(shù)是很好的辦法?？梢酝ㄟ^制作軟件程序，程序可以是以游戲形式呈現(xiàn)，也可以是模擬算法演變的步驟，最好能提供測試的模塊，讓學(xué)生更深層次的體驗算法演變的過程。比起傳統(tǒng)教學(xué)，大段的代碼的講解更能讓學(xué)生接受，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣。

2 “直接插入法”算法課堂的教學(xué)設(shè)計

《直接插入排序》教學(xué)設(shè)計的整體思路是“翻轉(zhuǎn)課堂+Unity 3D模擬體驗+程序測試系統(tǒng)”，即將翻轉(zhuǎn)課堂理念融入課堂信息化教學(xué)，通過Unity 3D制作跨平臺算法演示與體驗軟件，配合程序測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的理解及應(yīng)用。

2.1 制作微課視頻，通過藍(lán)墨云班課發(fā)布預(yù)習(xí)視頻及資料

制作并上傳微課、PPT、教學(xué)案例、參考書籍等相關(guān)資料到藍(lán)墨云班課。組織學(xué)生進(jìn)行討論。制作以游戲互動和PPT動畫相結(jié)合的教學(xué)微視頻，將枯燥的算法學(xué)習(xí)變得有趣味，調(diào)動學(xué)生熱情。多種方式呈現(xiàn)算法，讓學(xué)生對算法有基本的認(rèn)識與理解。據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)在的大學(xué)生100%使用智能手機(jī)，93%開通了4G網(wǎng)絡(luò)，各個學(xué)校的Wifi網(wǎng)絡(luò)帶寬也在逐漸加大，使用智能手機(jī)軟件提高課堂教學(xué)效果成為可能。藍(lán)墨云班課具有班級創(chuàng)建、資源管理、成員管理、問卷調(diào)查、討論答疑、作業(yè)布置、小組討論、即時簽到等功能，有手機(jī)和電腦等多個版本。借助它很容易實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂、讓學(xué)生在課下利用碎片化時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，課堂上利用它和傳統(tǒng)教學(xué)方法相互融合，進(jìn)行討論交流、作業(yè)提交、重要資料留存等，創(chuàng)建即時互動教學(xué)新模式，極大提高教學(xué)效果。

2.2 開發(fā)算法演示軟件，學(xué)生通過體驗軟件進(jìn)行知識第一步內(nèi)化

自行開發(fā)針對排序算法的演示測試軟件，“直接插入法”是排序法的其中一種。傳統(tǒng)的算法課程，教師在黑板上理論推演算法，教學(xué)過程枯燥、抽象。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一些教師制作動畫，配合PPT演示算法執(zhí)行過程，這種方法較前一種方法更為直觀，但演示的內(nèi)容固定，且PPT及動畫的播放對硬件和操作系統(tǒng)有一定要求。本課程中，筆者自行開發(fā)了一款排序算法的演示測試軟件，有以下兩個特點(diǎn)：1）同一算法，能對不同數(shù)字個數(shù)、不同數(shù)字的一組數(shù)排序，自動生成算法執(zhí)行過程，全方位、多角度展示算法。2）Unity引擎制作的軟件具有跨平臺的特點(diǎn)，一次制作可以生成能夠在任意操作系統(tǒng)、任意硬件上運(yùn)行的軟件，所以本算法體驗軟件具有Web版本，PC版本、手機(jī)版本，同時支持Windows、Linux、Andriod、Ios等操作系統(tǒng)。學(xué)生可以觀看數(shù)組各種排序的整過過程，可以改變數(shù)組長度或者改變數(shù)組元素的值，通過比較觀察，可以容易發(fā)現(xiàn)各種排序的規(guī)律及計算機(jī)運(yùn)算過程。這比起傳統(tǒng)的講解，學(xué)生主動性更強(qiáng)，而且學(xué)生可以針對自身的理解程度而多次重復(fù)的測試體驗，也可以邊體驗邊寫流程圖。用信息化手段來學(xué)習(xí)信息化技術(shù)知識，對于學(xué)生而言更具意義和說服力。

2.3 使用編程系統(tǒng)進(jìn)行知識的進(jìn)一步內(nèi)化

編程能力只有通過不斷的實(shí)際練習(xí)，完成一定數(shù)量的題目和代碼量才能逐漸形成。中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件教研室自主開發(fā)了提升編程能力的編程測試平臺。平臺上有大量的練習(xí)題目，針對不同的算法主題，從易到難。課堂上借助于編程能力測試平臺，進(jìn)行進(jìn)一步的知識內(nèi)化。學(xué)生能夠在第一時間知道自己代碼的對錯、執(zhí)行效率，以及其他同學(xué)完成題目的情況，教師能夠看到學(xué)生完成題目的總體情況，以及每個同學(xué)提交的代碼，方面掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并針對問題進(jìn)行講解。通過規(guī)定學(xué)生在C++及其他程序設(shè)計課程中必須完成的題目數(shù)量，并配合適當(dāng)?shù)莫剳蜋C(jī)制，授課教師所在學(xué)校學(xué)生的編程能力有了大幅度的提高。

整個課程的設(shè)計過程，老師在課堂的參與程度與傳統(tǒng)教學(xué)完全不同。老師不再是課堂的主角，學(xué)生成為自主學(xué)習(xí)的中心，通過各種信息化手段，全方位調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語

針對高職編程類課程的特點(diǎn)，提出了信息化教學(xué)的模式，以“直接插入法”課堂為例，總結(jié)了適合編程類課程的信息化教學(xué)設(shè)計：“微課導(dǎo)學(xué)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”、“自主開發(fā)算法體驗軟件”、“程序編程能力系統(tǒng)”，實(shí)踐取得良好的教學(xué)效果。但在編程類課程中，還是切忌把信息化技術(shù)大量堆砌，一定從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)而考慮，針對知識而進(jìn)行信息化技術(shù)的設(shè)計。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]