混合式教學在程序設(shè)計基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用

張廣斌 張潤梅 劉瑾

摘 要：針對“金課”建設(shè)背景下高校課程教學改革需求，探索教學模式創(chuàng)新，構(gòu)建基于SPOC 的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程混合式教學模式。利用移動教學軟件輔助教師從學情分析、資源建設(shè)等方面開展課前準備，在此基礎(chǔ)上設(shè)計和實施內(nèi)容充實、形式新穎多樣的課堂教學活動，開展主題討論、問卷、作業(yè)等課后活動。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對包括課堂互動、簽到、視頻觀看、章節(jié)測驗、PBL小組等項目的教學進行過程評價，實現(xiàn)教學實時反饋與調(diào)整。教學實踐證明，混合式教學是互聯(lián)網(wǎng)+形勢下教學模式發(fā)展的新趨勢。

關(guān)鍵詞：SPOC;混合式教學;移動教學;過程評價;程序設(shè)計基礎(chǔ)

0 引言

2018年6月21日，在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，教育部部長陳寶生第一次提出了“金課”的概念，隨后“金課”被寫入教育部文件[1]。11月24日，在第十一屆中國大學教學論壇上，中國教育部高教司司長吳巖作了《建設(shè)中國金課》的報告，提出“金課”建設(shè)的標準是“兩性一度”，以及建設(shè)五大“金課”的目標。吳巖在報告中提出每個學校都應(yīng)該大力建設(shè)線上線下混合式“金課”[2]。但是如何建設(shè)混合式“金課”或高質(zhì)量的混合式課程，目前各個國家和學校的做法不盡相同[3]。在線學習聯(lián)盟（Online Learning Consortium）與斯隆聯(lián)盟（Sloan Consortium）均認為混合式教學是面對面教學與在線教學兩種教學模式的結(jié)合[4]，并且對在線教學內(nèi)容的比例有一定要求;Kwanashie[5]在教學過程中使用了傳統(tǒng)模式、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學3種模式，并比較了不同模式的教學效果，但是對近年來興起的基于微信平臺和手機應(yīng)用軟件的移動教學工具沒有進行明確說明與利用;張帥等[6]基于SPOC翻轉(zhuǎn)課堂與項目教學法，改變了單一的傳統(tǒng)課堂教學模式，有效實現(xiàn)了混合式教學模式重構(gòu)，但是沒有利用大數(shù)據(jù)技術(shù)與移動教學軟件，實現(xiàn)過程性評價;蘇小紅[7]、丁博[8]利用MOOC+SPOC進行混合式教學，側(cè)重于提供MOOC讓學生自學，SPOC提供作業(yè)和實驗平臺，線下課堂則多用于討論，充分利用已有的教學資源，但是線下課堂教學活動不夠豐富，課后參與項目也偏少，無法實現(xiàn)教學全過程評價。

通過仔細研讀教育部文件，可以發(fā)現(xiàn)混合式“金課”與目前混合式教學基本上一致?；旌鲜浇虒W自上世紀末已被提出，但由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，混合式教學與智慧教學進一步結(jié)合，被認為是未來教育的新常態(tài)，特別是在目前“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，混合式教學呈跳躍式發(fā)展。在該背景下，學校程序設(shè)計基礎(chǔ)課程率先開始變革，利用慕課建設(shè)的基礎(chǔ)，基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺與手機教學軟件，建設(shè)校內(nèi)SPOC課程，采用具有先進性和互動性的混合式教學模式，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)教學過程監(jiān)控，教師根據(jù)反饋調(diào)整教學過程，幫助學生實現(xiàn)探究性和個性化學習。

1 教學模式改革探索

由于師資及教室等資源的限制，學校電子與信息工程學院的專業(yè)課基本上采用傳統(tǒng)大班教學，同時由于學時壓縮，教學方式也多為以教師為中心，因此教師與學生交流的機會較少，也不清楚學生對課程知識的掌握程度，學生處于被動狀態(tài)，很少主動學習，往往僅為了分數(shù)考前集中復習，無法真正掌握和應(yīng)用所學知識，更難實現(xiàn)創(chuàng)新。

為了提供優(yōu)質(zhì)的課程資源，并使學生能隨時隨地自主學習，提升課程質(zhì)量，我校教學團隊申請并建設(shè)了省級慕課課程，錄制106個知識點（約1 200分鐘）的視頻資源。但由于教學團隊在網(wǎng)絡(luò)互動上投入的師資力量不足，視頻內(nèi)容的特色不明顯等多種原因，全國范圍內(nèi)選課人數(shù)不多，且學生學習進度和積極性不足。同時，因為建設(shè)慕課，教學師資力量被分散，導致本校學生沒有得到足夠重視，影響了課程教學效果。因此教學團隊將精力轉(zhuǎn)回校內(nèi)，并響應(yīng)國家建設(shè)混合式“金課”的倡議，針對高水平地方建筑大學的特色和培養(yǎng)目標，建設(shè)校內(nèi)SPOC（Small Private Online Course）課程[4]。

SPOC課程以安徽建筑大學泛雅網(wǎng)絡(luò)教學平臺為依托，提供慕課建設(shè)時拍攝的視頻資源和教學資料。同時為更好地將傳統(tǒng)面對面教學方式與開放式在線學習兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，實現(xiàn)以學生為中心的教學理念，使教師與學生在教學過程中發(fā)揮不同作用，教學團隊開展了基于SPOC的混合式教學模式研究與應(yīng)用。

2 混合式教學模式應(yīng)用

基于SPOC的混合式教學模式主要可分成4個階段：課前準備、課堂教學、課后活動、過程評價，如圖1所示。

2.1 課前準備

課前準備主要包括學情分析、資源建設(shè)、課前線上活動3部分。這些工作有些在課程開課之前完成，有的在某次課上課之前完成，在此統(tǒng)一歸為課前準備階段。

學情分析是對學習者教育背景、專業(yè)知識、學習能力等進行分析和統(tǒng)計。程序設(shè)計基礎(chǔ)課程主要面向大一新生及少部分重修學生，來自全國各省市的大一新生教育背景差異較大，通過多年實踐經(jīng)驗分析與近年開課周期中第一次問卷調(diào)查，可知有些同學對于計算機和編程語言的了解為零，有些高中階段就參加過程序設(shè)計比賽。這種參差不齊的背景使傳統(tǒng)集中授課無法做到因材施教。

資源建設(shè)包括教學文件和學習資源兩種。教學文件包括該門課程的理論教學大綱、實踐教學大綱、教學日歷、教案等學校要求的必備項目，主要目標是讓學生對該門課程學習內(nèi)容和教學進度有宏觀了解。資源建設(shè)的重點是學習資源部分，包括教學團隊錄制的MOOC視頻、任務(wù)點設(shè)計、PPT課件、試題庫、自編的實驗指導書、實驗操作微視頻、網(wǎng)絡(luò)資源鏈接等。這兩種資源均在課程的SPOC平臺上發(fā)布，通過設(shè)計與組合，構(gòu)成了程序設(shè)計課程系統(tǒng)性學習資源。

教學團隊在完成資源建設(shè)后將組織課前線上活動。教師在課程平臺上提前發(fā)布每次課程的任務(wù)清單及導學問題。學生課前在 SPOC 平臺上根據(jù)任務(wù)清單學習本次課內(nèi)容，包括觀看MOOC、預(yù)習PPT課件及鏈接的學習資源等。為了調(diào)動學生參與熱情，教師會發(fā)布與課程內(nèi)容有聯(lián)系的社會熱點主題進行討論，如波音737MAX飛行軟件控制策略、安卓平臺和IOS平臺應(yīng)用開發(fā)。這些課前線上活動很好地延伸了課堂教學形式和內(nèi)容，積極發(fā)揮了學生碎片化、移動化學習的優(yōu)勢，配合學習通軟件的使用，促進了學生探究式學習和自主學習能力培養(yǎng)。SPOC平臺可記錄學生所有課前活動，教師在課前就可了解學生預(yù)習情況，知道每個知識點有多少學生已經(jīng)掌握，如果進一步使用平臺分析，可以獲知具體是哪些學生掌握了知識點、沒有掌握的學生對任務(wù)點的完成情況及之前的學習情況，這樣教師可在線上進行有針對性的督促和引導，并為課堂上的講授和活動提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 課堂教學

課堂教學是混合式教學的核心，課前所有準備都是為了更好地組織有效的教學活動。內(nèi)容充實、形式新穎多樣的課堂教學活動能夠促進師生交流和互動，提高教學效率，使學生從被動聽講變成主動參與其中，成為教學活動的重要成員。在學習知識的同時，學生語言表達能力、團隊精神、實踐和創(chuàng)新能力也可得到進一步提升。

課堂教學中，教師除了進行重難點講解外，還會對一些共性的錯誤和典型案例進行分組討論。課程開課伊始，教師會通過學習通軟件“分組”功能對學生進行分組，以便在整個教學周期開展相關(guān)小組活動。課前準備中布置相關(guān)的小組活動內(nèi)容，多為綜合性或難度較大的內(nèi)容，如“函數(shù)的嵌套調(diào)用與遞歸調(diào)用”、“數(shù)組的指針和指針數(shù)組”等，讓學生以小組形式對內(nèi)容進行交流和研討，然后選出代表進行公開陳述，其他小組同學對其進行評價。通過這種交流研討，教師對學生掌握欠佳的知識點進行補充講解。同時學生通過學習通的“評分”功能選出本次課表現(xiàn)最佳的小組[5]。

對一些課程內(nèi)容的拓展，尤其是涉及新技術(shù)與前沿理論時，教師在課前準備時布置相關(guān)任務(wù)。課堂教學時，教師可以使用學習通軟件“搶答”功能，鼓勵學有余力且課前進行預(yù)習的學生上臺講述自己的理解或總結(jié)自己查詢的文獻，并由老師進行總結(jié)和點評。

對課程中編程和調(diào)試等實踐操作性教學內(nèi)容，除了完成實驗指導書上的題目外，教師還可使用學習通軟件“選人”功能，隨機選取同學，讓學生講解其編程思路、涉及的知識點、程序執(zhí)行情況、核心語句、調(diào)試技巧等。這種活動既在一定程度上避免了學生直接拷貝他人程序等舞弊行為，又鍛煉了學生語言表達與分析和解決問題的能力。

針對每次課堂教學，團隊會根據(jù)內(nèi)容預(yù)先設(shè)計教學過程，但是課堂上依然需準備多種方案的備選，以便隨時進行調(diào)整。如在課堂教學中間環(huán)節(jié)，教師根據(jù)教學設(shè)計方案使用學習通“測驗”功能開展隨堂小測試，通過平臺自動打分和統(tǒng)計功能實時查看測驗結(jié)果，根據(jù)需要了解每個學生的具體答題情況。通過測驗教師可隨時了解學生對目標教學內(nèi)容的掌握程度，并根據(jù)不同結(jié)果，及時調(diào)整課堂教學活動。

教學團隊利用學習通軟件“投屏”、“簽到”、“評分”、“選人”、“搶答”、“測驗”、“分組任務(wù)”等多項功能實施各種類型的課堂教學活動，在不對普通教室作任何改造的情況下，實現(xiàn)智慧課堂教學。這種混合式教學模式的課堂教學實際上是把SPOC課程線上活動與線下課堂的實體教學活動相結(jié)合，進行系統(tǒng)設(shè)計和組織實施。線上線下兩者相互促進和融合，整個課堂教學過程均有存檔和記錄，在使教學效果更加優(yōu)化的同時，也為智慧校園+大數(shù)據(jù)的建設(shè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

2.3 課后活動

課后活動主要在SPOC課程平臺上在線進行，教師可以采取學習通“主題討論”、“作業(yè)”、“問卷”、“評分”、“投票”、“直播”、“筆記”等多種功能實現(xiàn)課后教學活動。課后活動主要目的是讓學生了解自己對知識的掌握程度，并學會反思和總結(jié);同時可以幫助教師根據(jù)學生的活動表現(xiàn)調(diào)整課前教學設(shè)計、提升課堂教學效果，實現(xiàn)混合式教學模式的動態(tài)調(diào)整。

教師每次課后發(fā)布本次課知識點歸納和總結(jié)，供學生復習使用。但是在教學中發(fā)現(xiàn)這種形式效果不好，因此采用另外一種形式—思維導圖。課前預(yù)習中，學生學習的MOOC以知識點為基本單位，課堂教學中學生有時也容易將學習熱情投入到一些具體活動中，但經(jīng)過SPOC平臺自學與課堂教學后，有些學生不容易形成知識體系。為了解決這個比較典型的問題，教師特意在每一章布置任務(wù)，即一章學習結(jié)束后，每位學生需要在紙上畫出該章節(jié)的思維導圖，作為一項必須完成的活動，拍照上傳到學習通軟件中。這項任務(wù)將學生從以往被動的記憶重難點，變成了主動思考與勾勒各知識點的關(guān)聯(lián)，既方便學生期末對課程的復習，也有利于學生理解力和分析力提升。

課后活動中還有一項是學生之間互評作業(yè)。程序設(shè)計基礎(chǔ)課程涉及豐富的理論知識和實踐操作，同時還有很多學生計劃報考計算機等級考試，因此作業(yè)環(huán)節(jié)對課程知識的掌握大有益處。課后布置的作業(yè)分為兩種類型：理論知識作業(yè)與編程作業(yè)。理論知識作業(yè)通常由主觀題和客觀題構(gòu)成，客觀題由系統(tǒng)自動評判，主觀題通常要求學生在紙上寫好答案，拍照上傳。實踐操作題要求學生將自己的流程圖、編程頁面、運行窗口等截圖上傳，并進行文字注解。每次作業(yè)批改由一個小組負責，這種輪流批改使每個學生都有機會批改其他同學的作業(yè)。課堂上，小組代表需對批改的作業(yè)進行錯題、典型解法總結(jié)和點評。這種互評既能鞏固學生對知識的掌握，還能讓學生學習到不同的結(jié)題技巧和思路。

教師經(jīng)常使用的課后活動還有問卷和投票，這兩項結(jié)合使用既可以用于課前學情摸底，也可用于課后調(diào)查，讓教師及時獲得教學反饋，避免了在期末才知道學生對教師課程評價和建議的傳統(tǒng)教學評價弊端。

2.4 過程評價

上述3個階段相互影響，但是過程評價是實現(xiàn)最佳效果不可或缺的一環(huán)。在混合式教學模式下，評價方式從傳統(tǒng)的內(nèi)容和結(jié)果評價轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習過程評價，實現(xiàn)教學實時反饋及教學內(nèi)容與形式的動態(tài)調(diào)整。過程性評價對混合式教學中學生在課前、課堂、課后3個階段的表現(xiàn)均進行評價，再結(jié)合學生期末考試成績，兩者各占50%，形成最終總評成績。

過程評價包括作業(yè)成績、課堂互動、簽到、視頻觀看、章節(jié)測驗、PBL小組、訪問次數(shù)、資料閱讀、直播觀看等項目，各項目在過程評價所占比例可通過課程平臺成績管理的權(quán)重設(shè)置進行針對性分配，具體組成如表1所示。

程序設(shè)計基礎(chǔ)課程一共有10次課后作業(yè)，其中4次理論作業(yè)，6次實踐操作作業(yè)，取10次平均分，占比在過程評價中為20%。參與投票、問卷、搶答、選人、討論、隨堂小測驗等課堂活動可獲相應(yīng)分數(shù)，具體每一次活動得分可以在活動開始時由教師設(shè)置和更改，教師可根據(jù)學生的具體表現(xiàn)，修改選人活動中的分數(shù)。課堂活動占比為20%，活動滿分為150分。教師在課堂教學中根據(jù)需要隨時開展簽到活動，可以采取手勢簽到、位置簽到、二維碼簽到、拍照簽到等多種形式，按次數(shù)累計，每簽到1次為1分，簽到數(shù)達40次為滿分，占比10%。視頻觀看為線上活動，可以在課前或課后完成，單個視頻觀看完成得1分，該項占比20%。PBL小組指學生在每個PBL項目小組獲得的分數(shù)求和，然后取平均分，這樣更強調(diào)小組成員團隊配合完成任務(wù)，該項占比20%。除此以外，學生還可登陸課程平臺，學習PPT和其它教學資料，以及瀏覽發(fā)生過的課堂活動等，所以還設(shè)有訪問次數(shù)得分，訪問30次以上為滿分，但是為了避免刷分，24小時內(nèi)只記錄一次有效訪問，該項占比10%。這種多方面的過程考核評價貫穿整個混合式教學模式，更加關(guān)注學生整個課程期間的學習行為，綜合考慮學生線上學習與課堂學習效果，最終考核得出的過程評價與學生期末考試分數(shù)的重合度相當高。此外，平臺具有督學功能，教師對某一項活動或總分設(shè)置閾值后，系統(tǒng)將對學生發(fā)送督學消息或短信，提醒學生在某些方面的欠缺或滯后，對學生的過程參與起到很好的督促作用。

3 結(jié)語

基于SPOC的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程混合式教學模式，融合了在線教育與課堂教學的優(yōu)勢，已在校內(nèi)開展了3個教學周期的實踐，取得較好的教學效果。課程訪問量與活動量兩項代表課程活躍度的指數(shù)均排在校內(nèi)前3名，考試通過率、學生參加計算機程序設(shè)計大賽和機器人大賽的獲獎人數(shù)均為所有大一班級中最高的。在互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)背景下，傳統(tǒng)教育與信息技術(shù)結(jié)合是大勢所趨，這種新生的混合式教學模式依托優(yōu)質(zhì)在線資源和智慧教學軟件功能，可滿足學生多樣化、個性化學習需求，發(fā)揮學生自主學習積極性。但是這種混合式教學模式也對教師信息素養(yǎng)提出了更高要求，鞭策教師為更好地設(shè)計和實施教學，做到因材施教，需持續(xù)學習，在實踐中實現(xiàn)教學相長。

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（責任編輯：江 艷）