張學(xué)輝,范江波,付文霞

摘要：本文以MOOC和SPOC平臺(tái)為載體，為學(xué)生提供一個(gè)自由、開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境，融入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法、教學(xué)流程等進(jìn)行改革，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，對(duì)其他課程的教學(xué)改革與研究具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：MOOC；SPOC；程序設(shè)計(jì)；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）45-0151-02

自上世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)高校理工科專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了程序設(shè)計(jì)課程。今天，程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為編程已經(jīng)成為數(shù)學(xué)、金融、物理等行業(yè)的基本工具。由于以后各行各業(yè)都要計(jì)算機(jī)化、算法化，那么編程完全有可能成為所有腦力勞動(dòng)者的基礎(chǔ)技能。程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)有助于理解計(jì)算機(jī)的能力所在，理解哪些是計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)解決的問(wèn)題，怎樣的方式方法是計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)的手段，從而能更好地利用計(jì)算機(jī)來(lái)解決本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的問(wèn)題。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的主要目的是掌握一門(mén)編程語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、語(yǔ)句、控制結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，了解基本的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，具備熟練使用一門(mén)編程語(yǔ)言分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而無(wú)論以后在學(xué)習(xí)、工作中使用什么語(yǔ)言編程，都能靈活地應(yīng)用這些思想和方法，為其進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課程和今后從事軟件開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。程序設(shè)計(jì)課程在2010年之前基本都屬于紙上談兵，考核大多以紙質(zhì)試卷為主。2010年之后慢慢開(kāi)始了程序設(shè)計(jì)在線評(píng)測(cè)，進(jìn)入了機(jī)考時(shí)代。因此，如何在新時(shí)期開(kāi)展程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)是一個(gè)值得研究的課題。

一、MOOC浪潮對(duì)教學(xué)的影響

2012年被媒體稱(chēng)為MOOC之年，一種基于網(wǎng)絡(luò)面向大眾人群的大規(guī)模開(kāi)放在線課程（Massive Open Online Courses，MOOC）井噴式涌現(xiàn)。MOOC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)將世界上名校的優(yōu)質(zhì)教育傳送到了世界各個(gè)角落，它的出現(xiàn)被喻為教育史上“一場(chǎng)海嘯”、“一次教育風(fēng)暴”、“500年來(lái)高等教育領(lǐng)域最為深刻的技術(shù)變革”。2014年6月19—20日，以“開(kāi)啟MOOC學(xué)習(xí)新時(shí)代”為主題的中國(guó)大學(xué)MOOC發(fā)展論壇在北京召開(kāi)，并且基本上達(dá)成了五點(diǎn)共識(shí)：（1）要建設(shè)中國(guó)的MOOC平臺(tái)；（2）因?yàn)镸OOC有教學(xué)過(guò)程和教學(xué)參與，所以它與傳統(tǒng)的視頻公開(kāi)課等不同；（3）借助于MOOC，可實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂、O2O的混合學(xué)習(xí)模式；（4）要加強(qiáng)教師進(jìn)行在線課程資源建設(shè)、教學(xué)組織實(shí)施等方面的培訓(xùn)；（5）盡量利用常規(guī)條件和服務(wù)對(duì)MOOC建設(shè)的成本進(jìn)行控制。

近年來(lái)中國(guó)大學(xué)MOOC上北京大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校陸續(xù)錄制開(kāi)設(shè)了程序設(shè)計(jì)相關(guān)課程50多門(mén)；另外學(xué)堂在線、好大學(xué)在線上也有清華大學(xué)、北京大學(xué)等開(kāi)設(shè)的相關(guān)程序設(shè)計(jì)課程，都提供了豐富的視頻和習(xí)題測(cè)驗(yàn)等教學(xué)資源。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的改革與實(shí)施

因?yàn)镸OOC開(kāi)設(shè)的時(shí)間和周期不一定與教學(xué)進(jìn)度一致，所以對(duì)于各個(gè)學(xué)?？梢赃x擇性開(kāi)設(shè)小規(guī)模私有在線課程（Small Private Online Courses，SPOC）課程。翻轉(zhuǎn)課堂是指任課教師基于授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)和部分新知識(shí)融合，創(chuàng)建相關(guān)教學(xué)視頻；學(xué)生利用課下時(shí)間預(yù)先通過(guò)觀看教學(xué)視頻自主學(xué)習(xí)新的課程，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞的過(guò)程。MOOC和SPOC課程提供了翻轉(zhuǎn)課堂需要的視頻資源，學(xué)生何時(shí)看、在何地看、何時(shí)進(jìn)、何時(shí)退、何時(shí)停都由他們自己掌控。學(xué)生可以在任何不懂的地方暫停、重播，當(dāng)學(xué)習(xí)可以被自己掌控時(shí)，自主學(xué)習(xí)就會(huì)真實(shí)地發(fā)生。在基于MOOC+SPOC的教學(xué)模式下，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，課前完成知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，課堂變成了師生之間互動(dòng)交流的場(chǎng)所，包括答疑解惑、知識(shí)的運(yùn)用和拓展等，課后對(duì)知識(shí)進(jìn)一步鞏固，就可以達(dá)到更好的教育效果。筆者在具體教學(xué)過(guò)程中，就采用了與教材同步的中國(guó)大學(xué)MOOC上哈爾濱工業(yè)大學(xué)蘇小紅老師的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)精髓》兩門(mén)課程作為SPOC課程，針對(duì)課程開(kāi)展進(jìn)行了如下的教學(xué)改革與實(shí)踐。

1.課前環(huán)節(jié)。在SPOC中設(shè)置好學(xué)生需要學(xué)習(xí)的任務(wù)，對(duì)于每個(gè)任務(wù)都設(shè)置相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)考核，并針對(duì)學(xué)生遇到的問(wèn)題在論壇或者QQ答疑群中進(jìn)行有針對(duì)性地解答。這樣學(xué)生可以做到自學(xué)有保障、遇到問(wèn)題有人幫。這點(diǎn)傳統(tǒng)課堂中學(xué)生的課前預(yù)習(xí)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。教師可以借助適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)性練習(xí)或測(cè)驗(yàn)，一方面及時(shí)判斷學(xué)習(xí)者對(duì)新知識(shí)的理解和掌握程度，另一方面也可以使學(xué)習(xí)者從嘗試應(yīng)用中糾正自己的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，使其對(duì)新知識(shí)有著更正確和透徹的理解。在設(shè)計(jì)相關(guān)練習(xí)或測(cè)驗(yàn)題時(shí)，教師還要保證內(nèi)容與新知識(shí)的“關(guān)聯(lián)性”，以及題干問(wèn)題描述的“簡(jiǎn)潔性”，做到“一針見(jiàn)血”。同時(shí)，教師要把控練習(xí)題的難易程度，做到從易到難、循序漸進(jìn)，并能預(yù)知學(xué)習(xí)者在練習(xí)過(guò)程中可能遇到的困難，并因此設(shè)計(jì)一定的指導(dǎo)和反饋機(jī)制，使學(xué)生能體會(huì)到教與學(xué)的過(guò)程是一個(gè)“從扶到放、扶放適度”的有效過(guò)程。

2.課堂環(huán)節(jié)。課堂環(huán)節(jié)教師根據(jù)課前任務(wù)，有針對(duì)性地設(shè)置隨堂練習(xí)題，對(duì)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)一步考察，針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的共性問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解，并對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展。課堂上教師可以部署難易得當(dāng)、考察全面的題目，講課更有針對(duì)性，并且可以和學(xué)生進(jìn)行有效地互動(dòng)。知識(shí)的學(xué)習(xí)和接受過(guò)程是一個(gè)從具體到抽象的過(guò)程。因此，教師在對(duì)新知識(shí)給予不同的表征后，就要對(duì)不同表征方式進(jìn)行比較、歸納，使形象化的知識(shí)通過(guò)歸納總結(jié)而轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)者現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)的一部分。在總結(jié)歸納過(guò)程中，教師要做到對(duì)知識(shí)概括“精準(zhǔn)”，避免僅是對(duì)前面知識(shí)的簡(jiǎn)單“重述”。

3.課后環(huán)節(jié)。融會(huì)貫通既是強(qiáng)化學(xué)生進(jìn)一步熟練和靈活運(yùn)用新知識(shí)的階段，也是激發(fā)學(xué)生持續(xù)鞏固和遷移所學(xué)知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。課堂結(jié)束時(shí)的內(nèi)容一般包括布置作業(yè)和課后思考，作業(yè)或思考的選題要考慮適當(dāng)變化了原情境的新問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)有利于測(cè)試學(xué)習(xí)者綜合應(yīng)用新舊知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。課后學(xué)生需要對(duì)SPOC以及課堂教師講授的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，然后再完成相應(yīng)的自動(dòng)評(píng)測(cè)題目，對(duì)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和提高。教師仍然可以在論壇和QQ群進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)。

三、翻轉(zhuǎn)課堂的效果分析

1.學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性提高、學(xué)習(xí)效果提升。教育不是灌輸，而是點(diǎn)燃火焰。程序設(shè)計(jì)課程引入MOOC+SPOC之后，學(xué)生課前大多都能主動(dòng)看視頻，完成章節(jié)測(cè)驗(yàn)。課堂上的互動(dòng)相比傳統(tǒng)課堂要活躍很多。很多學(xué)生在周末晚上或者很早就能起床刷題。將翻轉(zhuǎn)課堂模式引入日常教學(xué)后，結(jié)合在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程不再紙上談兵，考試題目不考死記硬背，題目?jī)?nèi)容趣味化。以中國(guó)石油大學(xué)（華東）2016年秋季學(xué)期考試結(jié)果來(lái)看，總共有2992人參加了考試，最終在90分鐘內(nèi)成功解出5題及以上的占了80%。卷面及格率達(dá)到92.5%，及格率相比筆試大大提高。學(xué)生解題能力大大提高，8考試題目最快的58秒被解出，9分25秒時(shí)8個(gè)題目全部被不同的學(xué)生被解出。

2.學(xué)生代碼能力明顯提升，學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)數(shù)量和質(zhì)量提高。采用了翻轉(zhuǎn)課堂之后，對(duì)在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)中學(xué)生提交的代碼進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，課程結(jié)束時(shí)學(xué)生平均累計(jì)編程行數(shù)達(dá)到4200行，達(dá)到國(guó)內(nèi)一流大學(xué)水平。學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)完成的綜合作業(yè)，單個(gè)程序有效代碼行達(dá)到560行，具備了一定的工程實(shí)踐能力。近年來(lái)，學(xué)生參加ACM-ICPC競(jìng)賽、藍(lán)橋杯全國(guó)軟件大賽、中國(guó)高校團(tuán)體程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽天梯賽等與程序設(shè)計(jì)相關(guān)的競(jìng)賽獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)近百項(xiàng)，僅2016年秋季就在ACM-ICPC亞洲區(qū)域賽中獲得銀獎(jiǎng)3項(xiàng)。在就業(yè)或者繼續(xù)深造時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)力明顯優(yōu)于以前的學(xué)生。

四、結(jié)語(yǔ)

在“MOOC+SPOC”支持下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式具有一定的改革促進(jìn)作用。要想在該模式下取得更高的成功，需要教師自身信息素養(yǎng)不斷提高，并對(duì)課程實(shí)施方案、實(shí)施效果進(jìn)行不斷研究和分析，通過(guò)總結(jié)反思對(duì)方案不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善。

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