基于SPOC的程序設計類課程混合式教學的實踐與思考

李國偉　夏敏捷

摘要：研究針對程序設計類課程提出了一種基于SPOC的混合式教學模式，分析總結了在線課程資源的建設方案、授課（理論教學+實踐教學）平臺的選擇以及如何建立有效的學習監(jiān)督機制，提出了如何拓展教學方式，總結提煉出了一套基于過程的課程考核體系。

關鍵詞：線上教學;混合式教學;程序設計類課程

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）12-0014-02

1引言

當下中國，以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，促進我國高等教育的創(chuàng)新和發(fā)展，既是形勢所迫，也是大勢所趨。如何使信息技術發(fā)揮更大作用，是當前教育工作者面臨的重要課題。信息化和大數(shù)據(jù)技術改變了人類知識獲取的方式。在線課程的興起，顛覆了傳統(tǒng)的教學模式，推動了教育的改革，推動了信息技術與教育教學深度融合，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的作用，統(tǒng)籌利用各種網(wǎng)絡教學平臺。程序設計類課程應主動順應高等教育的變革，認真思考并積極探索新思路、新方法、新舉措，提高程序設計類課程教學的實效。SPOC是Small Private Online Course（小規(guī)模限制性在線課程），SPOC重新定義教師的作用，創(chuàng)新教學模式，激發(fā)教師的教學熱情和課堂活力。SPOC更加強調學生完整、深入的學習體驗，有利于提高課程的完成率。

2在線課程資源的建設

程序設計類課程是本科院校理工類專業(yè)學生的必修課程，也是計算機專業(yè)、信息管理類專業(yè)的重要課程之一。此類課程具有理論性、專業(yè)性和實踐性較強的特點，在完善知識結構、提高專業(yè)能力，培養(yǎng)學生的實踐能力方面具有重要作用。

我校給學生開設的程序設計類課程主要有：《高級語言程序設計（C/C++）》和《高級語言程序設計（VB.NET）》， 從2019級開始在部分專業(yè)開設了《Python程序設計》，通常都是在大學一年級下學期開設。

我校前幾年已經建成了一批在線課程，使用的平臺有Canvas、超星泛雅、智慧樹等，課程組在超星泛亞平臺先后建成了《高級語言程序設計（C/C++）》（如圖1所示）和《高級語言程序設計（VB.NET）》在線課程，并且都獲得了學校的教學成果獎，2019年《高級語言程序設計（VB.NET）》課程還在中國大學MOOC開通了SPOC。2020年春季學期是我校首次在非計算機專業(yè)學生中開設《Python程序設計》課程，由于有了在線課程的成功建設經驗，課程組在教學開展過程中邊建邊用，在超星泛亞平臺建成了《Python程序設計》在線課程，如圖2所示。

3授課（理論教學+實踐教學）平臺的選擇

利用在線課程通過點播的方式學習只是課程整體教學的一部分，把其中重點、難點內容通過面授或直播的方式給學生講授，尤其對于程序設計類課程來說，還有實踐教學部分。線上教學是高校傳統(tǒng)教學的重要輔助手段。 “工欲善其事，必先利其器”，選擇合適的教學平臺是開展線上教學的第一步[1]。目前主流的網(wǎng)絡教學平臺有Canvas、超星泛雅、智慧樹、學堂在線、中國大學MOOC等，在線直播工具有企業(yè)微信、釘釘、Zoom、雨課堂、QQ、騰訊會議等。為了能讓學生更好的學習程序設計類課程，還要選擇一個合適的實踐教學平臺。

直播平臺學校引入了企業(yè)微信和釘釘，企業(yè)微信具有豐富的教學應用，老師可以使用“直播上課”“語音會議”“視頻會議”“語音通話”“視頻通話”“班級作業(yè)”“課外打卡”“投票”“填表”等豐富的教學應用，企業(yè)微信支持直播回放功能，另外企業(yè)微信組織結構完整，建群方便，老師也可以很方便的聯(lián)系到每位學生，使在線教學更加便捷。

釘釘同樣具有豐富的教學應用，老師可以使用“直播上課”“視頻會議”，支持直播過程中與學生連麥或通過發(fā)信息的方式與老師互動，直播、視頻錄播鏈接永久保存，群直播視頻可在云端存儲6個月，并且可以導出，可以回放（沒聽懂的學生課下還可以重看回放，請假的學生也可以通過回放功能補上缺的課程），釘釘還有一個非常好的功能就是可以統(tǒng)計每個學生參與直播的時長，此功能可以查看學生的出勤情況。老師還可以通過釘釘群家校本布置作業(yè)，支持圖片、視頻、語音等附件格式，實時統(tǒng)計學生在線提交完成情況，并可在線進行作業(yè)評價。老師還可以通過云課堂導入考試題庫進行在線考試，考試完成后部分課程支持自動批改并統(tǒng)計得分。

大部分的網(wǎng)絡教學平臺功能大同小異， “超星”學習通是非常成熟的在線教育服務平臺，其以“平臺+資源+服務”的運營模式。平臺以課程為中心，提供并支持作業(yè)、測驗、通知、答疑、討論、課程資料、課程評價等較為全面的網(wǎng)絡教學功能。

我們課程組采用了“混合式教學”，網(wǎng)絡教學平臺選擇超星泛雅，課程組在超星泛亞平臺建成的《高級語言程序設計（C/C++）》和《高級語言程序設計（VB.NET）》課程已被多屆學生使用過，并且效果良好。程序設計類課程除了網(wǎng)絡教學平臺還需要一個合適的實踐教學平臺，可以免費使用的有“EduCoder”和“PTA程序設計類實驗輔助教學平臺”。

我們學校自主開發(fā)了一個OJ系統(tǒng)（Online Judge系統(tǒng)的簡稱），可以在線檢測程序源代碼的正確性，用戶可以在線提交多種程序（如C、C++、JAVA、Python）源代碼，系統(tǒng)對源代碼進行編譯和執(zhí)行，并通過預先設計的測試數(shù)據(jù)來檢驗程序源代碼的正確性。系統(tǒng)中集成了答題統(tǒng)計、排名、題庫管理、試卷管理、考試競賽等功能，如圖3所示。OJ系統(tǒng)可以統(tǒng)計學生提交通過的練習題的數(shù)量，學生可以直接在平臺上提交答案，OJ系統(tǒng)通過自動評閱，并能自動提示錯誤原因，學生可及時重新修改程序，不斷測試和修改，直至提交通過。

學生可通過班內的排序查看自己完成的排名情況。教師也可查看本班學生利用該平臺的完成及排名情況。這樣，不僅增加了學生的學習興趣和學習積極性，還可以通過不斷調試程序鍛煉學生獨立思考和解決問題的能力。此方式相當于在程序設計課程教學中引入ACM競賽模式，這種競爭機制不僅能夠調動學生學習程序設計的積極性，還可以突破傳統(tǒng)教學模式的限制，提高教學質量，對更好地培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才有明顯的推動作用。

4 建立有效的學習監(jiān)督機制

由于在線課程的特點，再加上學生的學習自律性差，還有網(wǎng)絡和平臺環(huán)境的限制，很難達到線下面授的學習氛圍和學習效果。所以線上課程就要求教師采取各種有效措施來提升教學質量和學生學習效果。

為了保證學生在線上課程平臺上能夠有效地自我學習，實施適當?shù)谋O(jiān)督是必不可少的?？梢栽诿總€視頻中間插入若干測試題，還可以對重點知識點視頻設置“任務點”“防拖拽”“防窗口切換”（如圖4所示），提高學生學習的注意力。在所有知識點學習完成后設置對應的測試練習。其次通過調取課程平臺的相關數(shù)據(jù)，了解學生的視頻學習時間、練習完成情況、在線提問情況等，然后教師再根據(jù)掌握的情況實施相應措施。

線下的課堂面授教學都很難保證學生整堂課注意力集中、認真聽課，線上課程更是這樣，這就需要教師重新進行教學設計，合理設置多種環(huán)節(jié)，可以通過增加問題和小測試等手段來吸引學生、督促學生提高學習注意力。據(jù)調查，不少學生認為只要教師合理設置互動環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡教學并不會出現(xiàn)課間學習倦怠的現(xiàn)象，反而更能體驗受教者之間的平等性，與面授相比，網(wǎng)絡上多模式的互動讓學生處于更為平等的位置去接受教育與表達思想[3] 。

5 拓展教學方式

為了更好的開展教學，需要進行教學方式的拓展設計，可以引入項目驅動式教學，同時重新整合教學內容，挑選出教學內容中部分合適的重點、難點實施翻轉課堂。

可以根據(jù)程序設計類課程的特點實施項目驅動式教學，具體做法：教師準備多組題目（難度和規(guī)模與課程設計的題目相當），學期初就把任務布置給學生，每個學生選擇一個題目，讓學生帶著任務開始學習，在做題目過程中肯定會有很多問題，教師引導學生帶著問題自己從學習中尋找解決方法，教師施以適當?shù)闹笇?，到期末時教師對逐個學生的項目任務完成情況進行驗收，驗收成績作為期末總評成績的一部分，這樣的做法可以充分調動學生的學習積極性，并且可以挖掘學生的創(chuàng)造性。本人在俄羅斯高校訪學期間學習到他們很多課程都采用此做法，并且效果很好。

翻轉課堂是混合式教學的有效策略和方式，是以學生為中心的學習和教學方式的變革。實施翻轉課堂，教師由“演員”變成了“導演”，為了提高翻轉課堂的實施效果，教師先精選合適的教學內容，制定科學合理、細化的評價方案，課前做好任務分工，課堂討論中問題的設置要增加趣味性和吸引力，實施靈活多變的提問方式，把握好提問的時機。在翻轉課堂教學模式下，學生是教學的核心，教師則是學生學習的設計者、指導者和幫助者。翻轉課堂可以最大限度地促進學生自主學習，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，提高教與學的效率。

6 改革考核方式—建立過程性考核體系

課程考核是檢驗教學效果的最好方式，設計一套知識、能力協(xié)同發(fā)展的過程性考核體系才能更好地檢驗學生理解與掌握的程度?？梢圆捎眯问蕉鄻拥脑u價方式，由線上、線下綜合構成，線上評價由在線課程平臺+OJ系統(tǒng)構成，線下采用分階段考試+期末綜合考試，考試方式采用OJ系統(tǒng)考核。為了體現(xiàn)對學生平時學習過程的考核，可以設置平時成績占60%，期末成績占40%。平時成績綜合考查學生課堂的表現(xiàn)、SPOC平臺的學習情況、OJ系統(tǒng)題庫的練習情況、作業(yè)完成情況及三次階段性考試，每次階段性考試占10%。

教師可在SPOC平臺中全面把握學生的整體學習情況，如圖5所示。根據(jù)學生的在線學習時長、在線學習任務完成情況、測試情況及討論區(qū)的活躍程度等自動統(tǒng)計評分，各部分的占比可由教師自由設置。平時成績的另一部分是考核OJ系統(tǒng)學生答題統(tǒng)計、排名情況。三次階段性考試和期末考試均在OJ系統(tǒng)上進行。每次考試教師都可以從題庫中抽題進行組卷，出題方式可采取隨機抽題。這樣在一學期中多次考試的方式，可以及時檢驗學生的學習情況，讓老師掌握教學效果，讓學生知道自己對知識的掌握情況。以便做出相應的調整，這樣可以最大限度地激發(fā)學生的學習積極性。

三次階段性考試和期末考試在OJ系統(tǒng)上進行，正常情況下可以在機房組織考試，如果有特殊情況也可以組織線上考試：考試時要求學生準備一臺電腦和一部手機（沒有電腦的準備兩部手機），一臺設備用于登錄OJ系統(tǒng)考試，另一臺手機登錄釘釘視頻會議，用于監(jiān)控（被監(jiān)考）?？荚嚂r要求學生提前進入視頻會議，調整好機位，保證用于考試的設備和本人處于監(jiān)控之下，開始考試時教師可通過釘釘群發(fā)布一個查驗證件的作業(yè)，要求學生拍攝一張手持證件的照片，然后通過釘釘作業(yè)上交?？荚囘^程中教師可通過釘釘視頻會議監(jiān)考（查看每個同學的考試情況）。

參考文獻：

[1] 趙穎，顏霏.疫情期間大規(guī)模線上教學實踐后的思考[J].中國醫(yī)學教育技術，2020，34（6）：696-698.

[2] 張雙雙，楊洪濤，張義龍.疫情期間高校線上網(wǎng)絡教學模式探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（11）：11-13.

[3] 孟憲玲.“線上教學”的哲學思考與實踐[J].遼寧教育，2020（8）：25-26.

【通聯(lián)編輯：王力】