陳晉音，俞山青，毛國(guó)紅，王子英

（1．浙江工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310023；2．浙江工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023；3．杭州傳智信息技術(shù)服務(wù)有限公司，浙江 杭州 310000）

程序設(shè)計(jì)課程群的創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式探究

陳晉音1，俞山青1，毛國(guó)紅2，王子英3

（1．浙江工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310023；2．浙江工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023；3．杭州傳智信息技術(shù)服務(wù)有限公司，浙江 杭州 310000）

設(shè)計(jì)一種基于翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式，充分融合線上線下教學(xué)資源，集課堂教學(xué)項(xiàng)目式設(shè)計(jì)管理和在線創(chuàng)客平臺(tái)專業(yè)審核、評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)投資為一體，并以程序設(shè)計(jì)課程群為教學(xué)案例，說(shuō)明開(kāi)展教學(xué)的具體方案和取得的效果，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客與高校課程對(duì)接，實(shí)現(xiàn)一套切實(shí)可行的創(chuàng)客式教學(xué)模式，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供可行方案。

創(chuàng)客式教育；課堂教學(xué)；程序設(shè)計(jì)課程群；創(chuàng)新能力

1 背 景

創(chuàng)客與創(chuàng)客教育已在教育領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注[1]。2015年1月4日，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)考查深圳柴火創(chuàng)客空間[2]，創(chuàng)客的影響力迅速擴(kuò)大。同年2月，國(guó)家確立支持發(fā)展“創(chuàng)客空間”的政策[3]，為創(chuàng)客教育搭建新平臺(tái)。創(chuàng)客是個(gè)體通過(guò)軟硬件平臺(tái)，將自己的創(chuàng)意變成產(chǎn)品，解決實(shí)際問(wèn)題，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)分享給全世界。創(chuàng)客教育是一種融合信息技術(shù)，秉承“開(kāi)放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”的教育理念，以“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式，以培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才為目的的新型教育模式。創(chuàng)客教育分成兩類[4]：創(chuàng)客的教育和創(chuàng)客式教育。其中，創(chuàng)客的教育指通過(guò)開(kāi)設(shè)專門的創(chuàng)客課程，建立創(chuàng)客空間，配備專業(yè)化的指導(dǎo)教師實(shí)施。而創(chuàng)客式教育則將創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)倡導(dǎo)的“動(dòng)手操作、實(shí)踐體驗(yàn)”理念融人各學(xué)科教學(xué)過(guò)程，開(kāi)展基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)。

基于創(chuàng)客式教育模式開(kāi)展高校的課堂教學(xué)，要充分利用課堂教學(xué)的授課環(huán)境，結(jié)合線上線下教學(xué)資源，提高學(xué)生的自主分析、自主實(shí)踐和自主創(chuàng)新水平，從而實(shí)現(xiàn)“以學(xué)為中心、以用為中心”的教學(xué)方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

2 創(chuàng)客教育現(xiàn)狀

隨著創(chuàng)客概念的落地，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)出很多以“創(chuàng)客空間”為載體的創(chuàng)客教育方式，可分成以下3種。

（1）創(chuàng)客空間模式：以提供場(chǎng)地環(huán)境、軟硬件設(shè)備和人才為基礎(chǔ)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參與創(chuàng)客，自主完成分析需求、檢索資料、設(shè)計(jì)解決思路、分解模塊、調(diào)試分析、提交成果與分享等一系列創(chuàng)客行為，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，例如創(chuàng)客社區(qū)、創(chuàng)客大賽（如中國(guó)聯(lián)想創(chuàng)客大賽）、創(chuàng)客嘉年華等。北京、上海、溫州和廣州等地政府牽頭，中小學(xué)乃至大學(xué)承辦各類創(chuàng)客空間，提供圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室甚至綜合課堂等場(chǎng)地以及相應(yīng)的3D打印機(jī)、Arduino、物聯(lián)網(wǎng)等軟硬件環(huán)境，鼓勵(lì)創(chuàng)客主體在配套空間中完成實(shí)踐并在線分享。

（2）創(chuàng)客的培養(yǎng)模式：創(chuàng)客的培養(yǎng)是指創(chuàng)客人才的培養(yǎng)。創(chuàng)客本身的專業(yè)背景、成長(zhǎng)環(huán)境、創(chuàng)新能力都各不相同，可以開(kāi)設(shè)專門的創(chuàng)客課程，建立創(chuàng)客空間，配備專業(yè)化的指導(dǎo)教師。創(chuàng)客的培養(yǎng)模式不受創(chuàng)客的專業(yè)背景、知識(shí)水平、實(shí)踐能力限制，關(guān)注的是主體本身能否提出創(chuàng)造性的想法，并付諸實(shí)踐，從而創(chuàng)造出有價(jià)值的產(chǎn)品分享給有需要的群體。由于資金、場(chǎng)地、開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)等一系列因素，政府部門、大型企業(yè)和社團(tuán)化組織在創(chuàng)客的培養(yǎng)上更具有優(yōu)勢(shì)和潛力。

（3）創(chuàng)客式教育模式：將創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)倡導(dǎo)的“動(dòng)手操作、實(shí)踐體驗(yàn)”理念融人學(xué)科教學(xué)過(guò)程。通過(guò)動(dòng)手操作、協(xié)同探究、項(xiàng)目合作等多種基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)方式，每個(gè)學(xué)生都將在課程學(xué)習(xí)中找到樂(lè)趣，進(jìn)而激發(fā)自身的創(chuàng)造潛能。中小學(xué)課堂引人Scratch平臺(tái)[5]，基于其良好的模塊化和可視化特性，讓學(xué)生盡快上手，借助操作便捷的平臺(tái)將想法轉(zhuǎn)化成實(shí)物并分享。丁飛[6]等提出了基于創(chuàng)客思維重塑循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)課程課堂教學(xué)方式，改變教學(xué)觀念、改進(jìn)課標(biāo)認(rèn)識(shí)、重塑教學(xué)活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)過(guò)程的重構(gòu)。熊善軍提出了基于創(chuàng)客思維的信息技術(shù)課堂教學(xué)模式[7]，從啟發(fā)、設(shè)計(jì)、制作、分享、評(píng)價(jià)5個(gè)環(huán)節(jié)積極探索基于創(chuàng)客思維的信息技術(shù)課堂教學(xué)模式。

目前如何結(jié)合課程特征，發(fā)揮院校本身的資源優(yōu)勢(shì)，以創(chuàng)客大賽為契機(jī)引導(dǎo)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是創(chuàng)客式教育的當(dāng)務(wù)之急。筆者以程序設(shè)計(jì)課程群為對(duì)象，設(shè)計(jì)創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式，并展開(kāi)教學(xué)方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐，結(jié)合線上線下的全方位教學(xué)資源，學(xué)生可以“邊學(xué)邊用”，在需求的驅(qū)動(dòng)下設(shè)計(jì)方案、模塊分組、研發(fā)調(diào)試并最終上線發(fā)布。此外，聯(lián)合企業(yè)搭建在線的創(chuàng)客平臺(tái)管理學(xué)生的創(chuàng)客項(xiàng)目，在綜合實(shí)驗(yàn)室建立孵化基地，投人適當(dāng)資金資助，讓學(xué)生通過(guò)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)展現(xiàn)創(chuàng)客項(xiàng)目成果。

3 創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)

基于創(chuàng)客思維設(shè)計(jì)課程教學(xué)，相關(guān)課程的課堂教學(xué)圍繞“做中學(xué)”的宗旨構(gòu)建情景教學(xué)，以學(xué)生為中心展開(kāi)應(yīng)用型學(xué)習(xí)過(guò)程，借助線上平臺(tái)的管理和驅(qū)動(dòng)完成相應(yīng)的解決方案設(shè)計(jì)與實(shí)施，并通過(guò)各種競(jìng)賽和評(píng)比綜合評(píng)價(jià)創(chuàng)客成果的優(yōu)劣，完成相應(yīng)課程的學(xué)習(xí)和鞏固。創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式見(jiàn)圖1。

圖1 課程群創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式

1）基于翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)客式教學(xué)。

創(chuàng)客式課堂教學(xué)的基礎(chǔ)是學(xué)生具有自主能動(dòng)性和創(chuàng)新性，邊學(xué)邊用。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式恰好能最大程度地融合課堂教學(xué)與課外教學(xué)，基于線上線下教學(xué)平臺(tái)，融合課程群SPOC網(wǎng)站、校級(jí)學(xué)生項(xiàng)目管理評(píng)審系統(tǒng)和基于爬蟲(chóng)的在線資源更新系統(tǒng)，全方位滿足學(xué)生獲取線上資源的需求。線下資源除了課程群的所有教案外，以學(xué)校的創(chuàng)業(yè)學(xué)院項(xiàng)目為基礎(chǔ)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生投身到創(chuàng)新活動(dòng)中來(lái)。另外，充分利用信息類學(xué)科在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽等創(chuàng)新競(jìng)賽的天生優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)階段就能邊學(xué)邊用，解決實(shí)際的軟硬件問(wèn)題，充分發(fā)揮其創(chuàng)造潛力。

2）項(xiàng)目式課堂教學(xué)實(shí)施。

創(chuàng)客式課堂教學(xué)不僅是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的延伸，更將創(chuàng)客的整個(gè)過(guò)程引人課堂，充分利用課內(nèi)外的項(xiàng)目式管理方式，讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)管理模式。有別于傳統(tǒng)的項(xiàng)目式教學(xué)方式，創(chuàng)客式課堂教學(xué)以院校交互式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，線上線下教學(xué)資源結(jié)合，創(chuàng)業(yè)學(xué)院與在線創(chuàng)客平臺(tái)一體化，以創(chuàng)業(yè)學(xué)院的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，將大學(xué)生、教師、合作院校、合作企業(yè)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和投資機(jī)構(gòu)融合成一個(gè)全新的生態(tài)系統(tǒng)，讓學(xué)生在學(xué)校環(huán)境中感受項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程。

（1）需求分析與調(diào)研分析。針對(duì)不同學(xué)生的特點(diǎn)，需求分析分成兩種模式：對(duì)于思考能力和實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生，要求自主發(fā)現(xiàn)社會(huì)痛點(diǎn)，提出想法并申請(qǐng)項(xiàng)目，完成相應(yīng)的調(diào)研與分析;對(duì)于學(xué)習(xí)型的學(xué)生，則利用創(chuàng)業(yè)學(xué)院提出的課題項(xiàng)目安排學(xué)生做詳細(xì)需求分析。

（2）方案確定與功能劃分。根據(jù)需求分析，設(shè)計(jì)前臺(tái)交互方式和后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并完成相應(yīng)功能模塊劃分。前期可以根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)需求，查閱相關(guān)翻轉(zhuǎn)課堂資源獲取相應(yīng)的功能設(shè)計(jì)需求。

（3）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)階段包含概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)。結(jié)合創(chuàng)客教學(xué)的特征，利用課內(nèi)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)討論與解答，課外環(huán)節(jié)完成代碼的設(shè)計(jì)和編程，從而在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教學(xué)。

（4）調(diào)試與分析。讓學(xué)生完成創(chuàng)客作品的同時(shí)，更好地完善功能，實(shí)現(xiàn)程序的魯棒性。對(duì)于創(chuàng)業(yè)學(xué)院、競(jìng)賽項(xiàng)目等提出的項(xiàng)目需求，進(jìn)行全方位的測(cè)試與分析，提升學(xué)生的調(diào)試分析實(shí)踐能力。

（5）提交與分享。創(chuàng)客式教學(xué)的一個(gè)重要步驟就是讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用互聯(lián)網(wǎng)分享作品。一些效果較好的項(xiàng)目解決方案可以提供給創(chuàng)業(yè)學(xué)院和企業(yè)作為有回報(bào)的產(chǎn)品，更好地激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)客項(xiàng)目。

3）在線創(chuàng)客平臺(tái)創(chuàng)建與評(píng)估。

我們采用的創(chuàng)客式教學(xué)除了結(jié)合已有的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式和基于課堂教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)驅(qū)動(dòng)外，還有一個(gè)重要的線上平臺(tái)，即創(chuàng)客平臺(tái)。目前已和校外一家知名平臺(tái)建立良好合作，提供創(chuàng)客項(xiàng)目在線管理、創(chuàng)業(yè)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)孵化基地以及專業(yè)投資機(jī)構(gòu)投資機(jī)會(huì)。通過(guò)該平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線上線下、課堂和實(shí)訓(xùn)、課堂院校教師與行業(yè)指導(dǎo)為一體的教學(xué)，為在校的授課群提供全方位的創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)客學(xué)習(xí)模式。

4 程序設(shè)計(jì)課程群創(chuàng)客式教學(xué)實(shí)施

基于設(shè)計(jì)的創(chuàng)客式教學(xué)模式將程序設(shè)計(jì)課程群作為實(shí)踐課程案例，展開(kāi)具體的教學(xué)部署和實(shí)施。程序設(shè)計(jì)課程群是一般本科院校培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的課程體系，主要涉及的課程包括C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、C++程序設(shè)計(jì)、VC++應(yīng)用編程等語(yǔ)言類課程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、算法設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等算法相關(guān)課程以及程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等實(shí)戰(zhàn)類實(shí)訓(xùn)。創(chuàng)客式教學(xué)實(shí)施以程序課程群的不同課程展開(kāi)，見(jiàn)圖2，針對(duì)不同的課程特征，分三步完成整體的創(chuàng)客式課堂教學(xué)，將創(chuàng)客教學(xué)真正落實(shí)到院校的課程體系中，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)戰(zhàn)水平。

1）程序設(shè)計(jì)課程群的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

創(chuàng)客課堂教學(xué)的初衷是發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，程序設(shè)計(jì)能力是展開(kāi)創(chuàng)新工作的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的線上線下教學(xué)資源整合以及課前學(xué)生自學(xué)、課堂教學(xué)討論和重點(diǎn)分析、課后鞏固與加強(qiáng)，充分利用課內(nèi)外的時(shí)間和空間，使學(xué)生熟練掌握程序設(shè)計(jì)基本技術(shù)，并培養(yǎng)其基于計(jì)算思維解決問(wèn)題的能力。

程序設(shè)計(jì)課程的基礎(chǔ)課程包括：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、C++程序設(shè)計(jì)和VC++應(yīng)用編程?；A(chǔ)課程的線上教學(xué)資源主要包括課堂配套的教學(xué)視頻、對(duì)應(yīng)課件與習(xí)題、在線試題和Online Judge系統(tǒng)，結(jié)合玩課網(wǎng)的IT學(xué)院拓展練習(xí)，熟練掌握程序開(kāi)發(fā)環(huán)境與開(kāi)發(fā)技巧，為后續(xù)的創(chuàng)客打好技術(shù)基礎(chǔ)。

圖2 程序設(shè)計(jì)課程群創(chuàng)客式課堂教學(xué)框架

2）高級(jí)程序設(shè)計(jì)的項(xiàng)目式教學(xué)。

針對(duì)中高年級(jí)的程序加強(qiáng)類課程，配合線上線下教學(xué)資源，教師發(fā)布應(yīng)用型項(xiàng)目需求，學(xué)生自主開(kāi)展需求調(diào)研分析、項(xiàng)目整體評(píng)估、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼與調(diào)試、測(cè)試與分析等環(huán)節(jié)。不同于傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師為中心的方式，該模式以項(xiàng)目為目標(biāo)，以學(xué)生為中心，以團(tuán)隊(duì)為載體，讓學(xué)生協(xié)作完成課程的學(xué)習(xí)。

程序設(shè)計(jì)課程群的幾個(gè)核心課程（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、算法設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等）采用項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方式，讓學(xué)生從“以學(xué)為主”的課程學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變到“以用為主”的課程學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)“以創(chuàng)新方式為主”的開(kāi)創(chuàng)性學(xué)習(xí)。

3）情境式引導(dǎo)創(chuàng)客教學(xué)。

創(chuàng)客教學(xué)需要有環(huán)境引導(dǎo)，即不僅有需求的提出，更要引導(dǎo)學(xué)生提出創(chuàng)意。筆者設(shè)計(jì)的情境式引導(dǎo)創(chuàng)客教學(xué)針對(duì)應(yīng)用型程序設(shè)計(jì)課程體系中的課程，引人學(xué)校創(chuàng)業(yè)學(xué)院的項(xiàng)目需求與玩課網(wǎng)基金風(fēng)投的項(xiàng)目需求，讓學(xué)生積極融人創(chuàng)客環(huán)境。該創(chuàng)客環(huán)境不僅是具備軟硬件條件的創(chuàng)客空間，也是創(chuàng)客群體在創(chuàng)客空間中相互啟發(fā)、相互引導(dǎo)的環(huán)境。因此，情境式引導(dǎo)課程教學(xué)就是在一個(gè)具備軟硬件條件的空間里創(chuàng)造一個(gè)創(chuàng)客式環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生利用技術(shù)和知識(shí)提出創(chuàng)新想法并生成產(chǎn)品，從而提出切實(shí)有效的解決方案。

依托程序設(shè)計(jì)課程群的課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)業(yè)學(xué)院的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)課程以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，以行業(yè)應(yīng)用問(wèn)題、企業(yè)導(dǎo)師的調(diào)研評(píng)估、亞馬遜風(fēng)投機(jī)構(gòu)等為驅(qū)動(dòng)，學(xué)生在創(chuàng)客環(huán)境里自主完成問(wèn)題分析、方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、提交與分享，最終成為一名真正的創(chuàng)客。

5 結(jié) 語(yǔ)

創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式應(yīng)用于院校程序設(shè)計(jì)課程群的課堂教學(xué)中，取得了一定的教學(xué)成績(jī)。學(xué)生參與全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、科研類全國(guó)航天航模錦標(biāo)賽、全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽等活動(dòng)均有斬獲。未來(lái)，我們將把創(chuàng)客式課堂教學(xué)模式推廣到其他電子信息類課程中，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力。

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[8] 黃榮懷, 劉曉琳. 創(chuàng)客教育與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù), 2016(4): 12-19.

（編輯：孫怡銘）

1672-5913(2017)01-0080-04

G642

浙江省高等教學(xué)改革研究項(xiàng)目“C++程序設(shè)計(jì)課程群互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)研究與實(shí)踐”（JG2015026）；浙江工業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目“基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同教學(xué)模式的C++程序設(shè)計(jì)開(kāi)放式課堂的研究與實(shí)踐”（KG201514）；浙江工業(yè)大學(xué)2015年度校級(jí)精品在線開(kāi)放課程建設(shè)項(xiàng)目“C++程序設(shè)計(jì)”（JPZX1507）。

陳晉音，女，副教授，研究方向?yàn)槌绦蛘Z(yǔ)言教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，chenjinyin@zjut．edu．cn。