基于雨課堂混合式學習的C語言課程教學設計

張翠平，趙 暉

（1. 北京信息科技大學 計算機學院，北京 100192；2. 北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，基于網(wǎng)絡的新學習方式正在改變著高等教育，充分運用在線教育也成為高等教育的大勢所趨。但在帶來教育發(fā)展的同時，MOOC等在線教育的局限性也逐漸凸顯。2013年，斯坦福大學著名教育學家Devlin教授指出：“MOOC終將消失，留下的將只是在線學習資源?！边@說明MOOC的局限性正在阻礙著在線教育的良性發(fā)展。為了解決此問題，教育學家們提出了混合式教學的新范式。混合式教學能夠在保留傳統(tǒng)課堂優(yōu)勢的前提下，采用更加先進的教學理念和更加靈活的教學方法，不僅能夠發(fā)揮課堂教學與在線教育各自的長處，還能夠更加明確地體現(xiàn)“以學生為中心”的現(xiàn)代教學理念，逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代高等在線教育的主流。

近10年，世界各國教育學家針對混合式學習理論展開研究，取得了長足進步。美國國家信息技術研究所（NIIT）的教學設計專家Purnima Valiathan將混合式學習模式創(chuàng)造性地劃分為技能驅(qū)動型模式、態(tài)度驅(qū)動型模式、能力驅(qū)動型模式3種模式；文獻[1]提出混合式學習能夠吸納傳統(tǒng)學習方式與在線學習方式各自的長處，從信息角度實現(xiàn)學生和教師之間更加和諧的良性交流和互動；文獻[2]從學生的角度研究混合式學習，發(fā)現(xiàn)學生喜歡在線學習的靈活性與便利性，并能夠借此實現(xiàn)個性化學習和自主學習兩種模式彼此滲透，并駕齊驅(qū)；文獻[3]在對混合式學習的研究中特別關注了此模式的創(chuàng)造性和主動性，發(fā)現(xiàn)混合式學習的效率和質(zhì)量優(yōu)于在線學習。在我國，“混合式學習”這一概念在國內(nèi)是由何克抗教授正式提出的[3]。何克抗教授認為，混合式學習能夠在充分發(fā)揮教師主導作用的基礎上，加強學生的自主學習和自我管理，從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維的目的。文獻[4]對混合式學習的相關特點進行了總結，并指出其存在的問題和弊端；文獻[5]則著重關注了混合式學習過程中教師對學習的引導和組織作用。

2016年以來，一款新型混合式學習工具——雨課堂，由清華大學與學堂在線共同推出。雨課堂能夠連接教師和學生各自的智能終端，讓教師和學生最大限度地發(fā)揮各自的主觀能動性，學生在課前利用教學視頻學習，課堂上交流討論，課后完成答疑解惑，使教學每一個環(huán)節(jié)都能夠獲得全新的學習體驗，激發(fā)教與學的巨大能量，并最大限度地培養(yǎng)學生的自主學習、動手操作、工程師化思維和創(chuàng)新能力。

1 混合式學習理論的基礎

“混合式學習”的概念可以追溯到傳統(tǒng)的課堂教學。在網(wǎng)絡學習的發(fā)展由盛轉(zhuǎn)衰、進入低潮后，世界各國教育學家對純技術環(huán)境進行了深刻反思，在總結網(wǎng)絡教育的經(jīng)驗與不足以后，逐漸形成以下兩個主流觀點，即“網(wǎng)絡學習能很好地實現(xiàn)某些教育目標，但是不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課堂教學”與“網(wǎng)絡學習不會取代學校教育，但是會極大地改善課堂教學的目的和功能”。這些觀點的形成為混合式學習這一新范式的提出和發(fā)展奠定了基礎。

混合式學習基于Web技術，有機融合多種教學方法，因而需要根據(jù)學習內(nèi)容和教學目標對教學要素進行重新優(yōu)化與梳理，從而提高學習質(zhì)量和效果。

混合式學習的理論基礎來自以下4個方面：①從建構主義理論層面來說，教師在混合式學習過程中引導學生對所學知識進行有意義的建構，進而產(chǎn)生新的思想和理解方式，其目的是促進和幫助學生進行自主學習；②從情景認識與學習理論層面來講，學生在混合學習過程中需要借助現(xiàn)代教育手段進行主動學習，并通過與教師的互動建構自身的知識體系，從系統(tǒng)層面獲取知識；③從聯(lián)通主義學習理論層面來說，混合式學習強化信息連接和辨別的能力，強調(diào)知識的理解、加工、運用和傳播，使教育的參與者能通過動態(tài)知識傳播來完成學習過程；④在人本主義學習理論層面，混合式學習更加確立學生在學習過程中的主要地位，鼓勵學生的個性化發(fā)展，充分挖掘?qū)W生自身的各種可能性與潛力，既能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，又能培養(yǎng)學生的開拓進取精神。

2 基于雨課堂平臺的混合學習模式設計

作為混合式學習的新型工具，雨課堂能夠?qū)⑿畔⒓夹g融入教師群體廣泛使用的Power Point和微信中，通過師生在課前預習、課堂教學與課后復習的有效互動，提升學生的自主學習能力，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。為了突出雨課堂平臺在C語言教學中的優(yōu)勢，設計其混合學習模式，見圖1。事實上，混合式學習模式可以從教師和學生兩個層面進行設計。針對不同的設計對象，都可以借助系統(tǒng)分析的方法論，從分析、設計、評價3個階段進行模式設計。從教師層面來說，首先應該綜合考慮教學內(nèi)容和學生情況，對教學內(nèi)容進行分析，并借助于微課、思維導圖、PPT、雨題等教學工具進行預習資料的推送，并針對學生的預習情況進行分析；在設計階段應該對共性問題進行重點講解，利用多媒體環(huán)境采用OBE教學方法進行課堂講授，在此基礎上布置適當?shù)木幊倘蝿?，結合編程任務提供如搜索引擎、公共網(wǎng)絡資源等有效的參考資源，并在此階段進行師生交流、互相評價；在評價階段應該以雨課堂班級為對象重點分析學生作業(yè)的完成情況，對學有余力的學生應布置補充作業(yè)，并結合課后答疑、微信群反饋、個別輔導等情況進行教學反思和評價，同時注意評價階段的師生交流。

圖1 基于雨課堂平臺的C語言混合學習模式

借助雨課堂平臺可以實現(xiàn)課程面對面教學和網(wǎng)絡化教學的有機結合，將需講解的重點、難點等相關材料匯總到課件里展示，實時了解并跟蹤學生對知識的掌握情況，從而可以及時進行調(diào)整，讓學生更牢固地掌握課程內(nèi)容。在充分吸收混合學習模式優(yōu)點的基礎上，通過雨課堂將課前預習、課中討論、課后作業(yè)自然地融合在一起。結合C語言程序設計的課程特點，使用雨課堂平臺，在課前預習階段，通過電子郵件、微信、QQ等方式對教學內(nèi)容進行分析，設計課程學習資源，發(fā)布知識點思維導圖，講解視頻，預習課件、習題測驗等資料。根據(jù)學生預習情況，在課堂上針對重點、難點進行講授、探討，采取研究學習、小組合作、交流討論、成果展示等模式，對學生進行多層次、差異化教學；在課后針對學生沒有聽懂的地方進行解惑答疑，保證學生掌握所講內(nèi)容。通過教學反思，對教學任務的設計、學習資料的選用進行反思，通過全程化、多元化和綜合化的動態(tài)評價方法對學習效果進行識別，對課堂中表現(xiàn)特別優(yōu)秀的學生發(fā)布進階練習，構建濃厚的學習氣氛。

3 基于雨課堂平臺的C語言混合學習模式實踐

本研究的對象為某高校的理工類本科生，通過雨課堂平臺進行混合式教學，對實驗組學生共65人進行學習干預，另有對照組學生63人未進行干預。對于實驗組班級，教師通過雨課堂平臺完成教學任務，推動實驗組學生參與互動，在課后向?qū)W生手機端推送復習資料，并接收學生通過雨課堂平臺完成的作業(yè)情況；對照組班級則根據(jù)教學需要采用傳統(tǒng)方式進行講授，未使用雨課堂等混合式學習平臺。

經(jīng)過16周的學習，從學習內(nèi)容（Contents）、組織形式（Organization）、技術方法（Technique）、參與互動（Interaction）4個方面對學生的學習效果進行綜合評價，并最終采用學習滿意度（Satisfaction）作為評價指標對學生的學習效果進行評價，其公式為

通過對C語言教學課程組22位教師進行專家打分，得出各權重值為：w1=0.45，w2=0.25，w3=0.15，w4=0.15。

學習滿意度的描述性統(tǒng)計結果見表1，實驗組的學習滿意度均值（約為0.88）大于對照組的學習滿意度均值（約為0.84）。兩組學生對于學習滿意度的標準差分別為0.75和0.64。此結果表明學生學習滿意度雖有一定的彌散，但均質(zhì)仍能如實反映雨課堂教學對學習滿意度的影響作用。

為了深入理解實驗組和對照組數(shù)據(jù)的差異，方差分析（ANOVA）結果見表2。學習滿意度的總離差平方和為31.992，如果僅考慮“雨課堂教學”單個影響因素的影響，則學習滿意度的總變差中，雨課堂教學可解釋的變差為12.255，抽樣誤差引起的變差為19.738，它們的方差（平均變差）分別為0.438和0.199，相除所得的F-統(tǒng)計量的觀測值為2.195，對應的概率p值近似為0.002。如果顯著性水平α為0.01，由于概率p值小于顯著性水平α，則應拒絕零假設，認為“雨課堂教學”對學習滿意度產(chǎn)生了顯著影響。

表1 學習滿意度的組描述統(tǒng)計結果

以上統(tǒng)計結果表明，實驗組在16周學習活動中的滿意程度超過了對照組，便捷的學習方式促進了良好習慣的養(yǎng)成。學生認為通過雨課堂混合式教學手段取得了良好的學習效果，產(chǎn)生了學習興趣。此外，基于雨課堂的混合式學習方式對提高同學自主學習、小組協(xié)作能力同樣有所提升，但是這些能力較難量化，未能取得實際數(shù)據(jù)進行進一步的統(tǒng)計分析。

4 結語

雨課堂學習不僅能使學習內(nèi)容有良好的表現(xiàn)形式，還能使學生有更好的學習體驗，并從學習內(nèi)容、組織形式、技術方法、參與互動4個方面促進高等學校教學改革。將雨課堂學習應用于混合學習，其優(yōu)勢明顯。

當前各高校教學改革對部分基礎課程教學學時進行了壓縮。C語言程序設計這樣難度較大的課程上手較為困難。采用雨課堂混合教學模式，能夠緩解C語言程序設計課程內(nèi)容豐富與學時不足之間的矛盾，并同步監(jiān)控課堂教學效果，實施多層次、差異化教學。此外，針對當前在線教學方式存在的問題與不足，雨課堂能夠構建以學生為中心的混合式學習模式，強調(diào)學習內(nèi)容為主，優(yōu)化組織形式，利用先進的技術方法，激勵師生共同參與互動，在一定程度上能夠解決當前網(wǎng)絡教學平臺利用率低、效果不盡人意的問題。