劉 剛
(吉林師范大學(xué)博達學(xué)院,吉林 四平 136000)
2020年春,新冠肺炎疫情在全球范圍內(nèi)爆發(fā),國內(nèi)的各所高校春季學(xué)期不得不延后開學(xué)并采取了線上教學(xué)的模式,在挑戰(zhàn)和機遇面前,既面臨著線上教學(xué)資源豐富、種類繁多的便利(如智慧樹等平臺豐富的慕課資源),同時也面臨著計算機程序設(shè)計實踐類課程資源相對缺乏的窘境。我院在進一步加強“互聯(lián)網(wǎng)+”混合課程實踐教學(xué)模式的實踐性和研究探索的同時,對于突發(fā)疫情及正在進行中開展的平臺和資源建設(shè),迅速調(diào)整了思路,理清了課程實施和教學(xué)改革的方向,積極促進了專業(yè)課程實施和教學(xué)模式的創(chuàng)新發(fā)展,達到了高校計算機相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求。
在實施改革中我們發(fā)現(xiàn)“重理論、輕實踐”的理論知識教授在個別科目中仍然存在,結(jié)果直接導(dǎo)致了學(xué)生實踐上機與教師溝通的不足,學(xué)生不“消化”,不“吸收”;個別課程考核形式單一,缺乏過程控制,完善或彌補考核方式也是待解決的問題之一。
教學(xué)中融入算法使理論與實踐相結(jié)合,拓展學(xué)生閱讀理解能力,以競賽題目作為練習(xí)。教師分類各章節(jié)知識點,重新進行整理,使學(xué)生更容易實施編程并極大提升學(xué)生的編程興趣,增強大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感。
在大型的教學(xué)平臺上發(fā)布比賽題目,讓更多的學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)進行提前準備和預(yù)習(xí)并在班級里一改傳統(tǒng)教師的主體地位,更多的是讓學(xué)生上臺進行講解,老師和其他同學(xué)都負責(zé)給予批改和點評;在某些案例的教學(xué)中,首先對這個算法進行了分析,然后由教師組織全體學(xué)生進行分組探究和討論,將該種算法運用到實例中,最后總結(jié)出這個案例的編程和實現(xiàn)。
為了能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生選拔競爭者,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)動力和積極性,培養(yǎng)學(xué)生利用自己所學(xué)的知識分析和解決實際問題的意識和能力,在考核中大大減少了一些死記硬背的基本知識,介紹了一些具有低難度和中等困難的模擬競爭問題;通過提高平時分數(shù)與成績之間的比率,使得學(xué)生更多地注重自己的學(xué)習(xí)過程,而不是僅僅單純依靠考試分數(shù)做定論,調(diào)整評定分數(shù)給學(xué)生造成的焦慮情緒和負面影響。
借助于互聯(lián)網(wǎng)對所有有關(guān)計算機應(yīng)用程序設(shè)計的影像、課件、檢測題庫、授課方案、習(xí)題等各類教學(xué)資源信息進行了搜集、梳理,結(jié)合不同單元的教學(xué)內(nèi)容做出合理的劃分,形成了實用的網(wǎng)上課程資源系統(tǒng)體系,使得課程的知識點和結(jié)構(gòu)都得到了系統(tǒng)性呈現(xiàn)。通過大量的案例,來加強對于程序設(shè)計相關(guān)問題的深入講解,將理論和實踐更好地融入到一起,彌補了以往的課程教學(xué)中以理論研究為基礎(chǔ)及主線的不足。
“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式的教學(xué)模式中,教師要認真做好指導(dǎo)各個環(huán)節(jié)的規(guī)劃和設(shè)計,讓學(xué)生積極查資料并積極參與到本專業(yè)的課程上。為此,教師還需要通過結(jié)合學(xué)生的興趣來搜集導(dǎo)學(xué)材料,如利用網(wǎng)絡(luò)游戲編程器設(shè)計導(dǎo)學(xué)軟件內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)上完成相關(guān)軟件下載,主動登入校園網(wǎng)對虛擬學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)進行互動和交流等操作,根據(jù)學(xué)生和教師自身所布置的學(xué)習(xí)任務(wù),開展自主學(xué)習(xí)活動。
在這次的實踐教學(xué)中,教師還要一改以往傳統(tǒng)的單純講解相關(guān)知識點的教學(xué)模式,有效通過QQ、微信及各類學(xué)習(xí)平臺,布置具有針對性的線下訓(xùn)練題,引導(dǎo)大班同學(xué)們自主完成對相關(guān)知識點的掌握和拓展。此外,學(xué)生們借助OJ程序設(shè)計的練習(xí)平臺,也能夠在課后進行線上學(xué)習(xí)競賽活動,聯(lián)合同班級的教師一起完成作業(yè),在相互啟發(fā)中加強了對程序設(shè)計內(nèi)容的學(xué)習(xí)和應(yīng)用實踐,并且能夠通過考試的成績分析客觀掌握和了解自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)。
在采用混合教學(xué)模式開展教學(xué)時,教師既要強化教學(xué)管理,更要利用互動的便利性加強對學(xué)生情況的了解。積極引導(dǎo)學(xué)生,掌握學(xué)生的實際能力及水平,避免因競爭產(chǎn)生的負面心理落差對學(xué)生其他方面的影響。
與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同,學(xué)生與教師之間無法面對面見到彼此,學(xué)生的注意力問題也是在進行課程準備時需要首先思考的,經(jīng)過長期的調(diào)查和研究以及多年教學(xué)實踐的經(jīng)驗總結(jié),教師們把在線教學(xué)一小時上下作為最佳時間,所以在備課中一定要緊緊抓住主講的精華內(nèi)容。部分課程建立了回放機制并做了教學(xué)引導(dǎo)工作,同樣為日后混合式教學(xué)授課提供了素材,也是教師監(jiān)督和自我學(xué)習(xí)的有效途徑。
實施在線教學(xué)的主要任務(wù)之一就是選擇合適的在線教學(xué)工具,目前市面上開放的常用的在線教學(xué)工具有智慧樹、釘釘、騰訊會議、騰訊課堂等。這些直播工具各有優(yōu)勢,例如釘釘直播除了可以充分滿足網(wǎng)絡(luò)直播,還能夠很好的為用戶實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的在線點名和考勤記錄,騰訊會議、騰訊課堂由于企業(yè)的技術(shù)支撐和網(wǎng)絡(luò)后臺強大的服務(wù)器支持,可以確保順暢進行PPT教學(xué),還能夠同時共享網(wǎng)絡(luò)桌面、互動、查聽課時長等,并且還可以為用戶提供一段網(wǎng)絡(luò)視頻,方便回看(即已授課,N小時后自動制作)。多數(shù)教師還使用了QQ群、微信群等進行互動討論。
通過對在線授課工具在一定階段和一定時期運用中的總結(jié)與實踐發(fā)現(xiàn),目前在線程序設(shè)計中的在線授課仍存在著一些弊端:部分同學(xué)的學(xué)習(xí)主動性比較差,盡管按時參加了網(wǎng)課也順利完成了作業(yè),但只是為了應(yīng)付交差,這就更加需要一個健全和完善的監(jiān)督機制來檢查和督促同學(xué)們在下課后學(xué)習(xí)工作的情況;由于本次疫情發(fā)生具有突然性,而且也都是在春節(jié)期間,在前期調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生只是攜帶了自己的手機回家而沒有拿筆記本電腦,有的學(xué)生由于居住在一些偏遠的地區(qū),網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較惡劣,導(dǎo)致這些學(xué)生不能正常進行視頻聽課,所以等到疫情結(jié)束回校時主講教師還要把自己相應(yīng)的內(nèi)容再次重復(fù),讓大多數(shù)學(xué)生真正去了解和掌握。與傳統(tǒng)課堂相比,教師工作量加大,除了要進行正常備課外,還要花時間去學(xué)習(xí)如何使用新的在線教學(xué)系統(tǒng),這表明在今后正常教學(xué)情況下,教師也要對在線教學(xué)有所了解,掌握相關(guān)的在線教學(xué)工具。由此可見,特殊時期的在線教學(xué)模式在返校后更要重視課堂面授教學(xué),補充必要的實踐實驗課。
OJ(Online Judge)平臺的特色和功能一是為高等院校學(xué)生提供了一個獨立的、并具備巨額資金和數(shù)據(jù)的擁有龐大考試題庫的在線檢測平臺以進行輔助性的教學(xué)理論實踐和賽事訓(xùn)練,以學(xué)生群體為研究中心,幫助高等院校學(xué)生建構(gòu)和樹立“算法”觀念;二是由于我們傳統(tǒng)采用的實驗室ftp客戶端向?qū)W生提交課件和作業(yè)的直接傳遞方式,效率十分低下,且又不利于引導(dǎo)學(xué)生充分利用課外時間進行練習(xí),影響學(xué)生與老師之間的互動,影響了課堂的教學(xué)效果。正是這樣,把OJ引導(dǎo)添加到日常的教學(xué)中,輔助教師進行授課,將有機會幫助學(xué)生更加輕松的掌握應(yīng)用程序設(shè)計的語言。因此,我院專業(yè)人員自主研制了一個OJ平臺,不僅適合應(yīng)用于對程序設(shè)計和賽事的培訓(xùn),還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于平時的實踐性教學(xué)中,通過精心制定的多組測評用例來直接反映出應(yīng)用程序中存在的問題,方便了教師及時尋找漏洞并對其做出正確的解答,也有利于學(xué)生課后的復(fù)習(xí)和鞏固。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,OJ技術(shù)可以很好地彌補人工評估的缺陷,有效減輕教師的負擔(dān),使評估更加公平、合理,學(xué)生對于沒有在課內(nèi)完成的實驗還可以充分利用該系統(tǒng)的軟件在課外時間進行完成,從而為整個實驗的過程提供了延伸,創(chuàng)造了一個模擬競賽環(huán)境的平臺。
眾所周知,ACM國際大學(xué)生課程設(shè)計競賽(ACM/ICPC)采用的就是在線評測系統(tǒng),該系統(tǒng)允許用戶在線提交自己的問題解決代碼,系統(tǒng)自動編譯并運行以提供裁判的結(jié)果,并根據(jù)用戶解決問題的次數(shù)和時間進行排名。但是剛接觸編程的學(xué)生的能力不是很強,如果一開始就允許他們在大學(xué)公共網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)上裁判系統(tǒng)上實習(xí),無疑會影響他們對編程的興趣和熱情。因此,自主實踐平臺勢在必行。目前存在的問題是現(xiàn)開發(fā)使用的OJ程序設(shè)計測試系統(tǒng)仍有待改進,受服務(wù)器配置限制,在線學(xué)習(xí)人數(shù)受限,導(dǎo)致服務(wù)器目前無法完全承接對外開放,學(xué)生只能通過內(nèi)部授權(quán)登錄使用,因此今后還要對該系統(tǒng)進行改進和加大投入。
第一,競賽活動有利于培養(yǎng)高品質(zhì)的理工科技型人才。把競賽模式與我們傳統(tǒng)的計算機技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)融入到一起,把競賽技能和培訓(xùn)的教學(xué)方法同基礎(chǔ)課程的教學(xué)融入到一起,對于在未來社會中為我們提升創(chuàng)新素質(zhì)具有重大意義。同時,競賽的核心是算法和數(shù)學(xué),同時要求具備英語翻譯能力,這些都是大學(xué)生必須具備的技能。搭建在線評判系統(tǒng),自動評測,客觀公正,更能增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。把競賽培訓(xùn)方式同基礎(chǔ)教學(xué)相融合,將會對我們提高創(chuàng)新素質(zhì)有重要意義。同時,競賽的核心是算法和數(shù)學(xué),要求具備英語翻譯能力,這些都是大學(xué)生必須具備的技能。搭建在線評判系統(tǒng),自動評測,客觀公正,更能增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
第二,競賽與課程體系相結(jié)合,有利于完善專業(yè)人才培養(yǎng)模式。我們將學(xué)生學(xué)習(xí)同競賽相結(jié)合,主要培養(yǎng)學(xué)生競賽興趣,同時開設(shè)程序設(shè)計競賽專業(yè)選修課,避免枯燥的語言類學(xué)習(xí),鼓勵學(xué)生積極參與訓(xùn)練活動,積極備戰(zhàn),并可以參與教師教科研和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等項目。將教學(xué)創(chuàng)新課堂實驗討論課程同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)評判課程體系有機結(jié)合,設(shè)置了一個創(chuàng)新的課堂實驗討論環(huán)節(jié),讓每位教師同時進行課堂分組討論練習(xí)和專題討論,以轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)任務(wù)和理論導(dǎo)向的工作要求,培養(yǎng)了廣大學(xué)生在實際工作情況下積極解決實際問題的創(chuàng)新意識和實踐能力。
第三,競賽有利于建設(shè)并完善課堂翻轉(zhuǎn)體系。教師將講授的主要知識以例題的形式布置在評測系統(tǒng)中,學(xué)生利用課下時間在系統(tǒng)中思考并解決問題,還能和已經(jīng)做出題目的同學(xué)交流心得,教師將學(xué)生做題反饋情況統(tǒng)計后,可以在課堂中更有效地指導(dǎo)學(xué)生,極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)計算機編程的興趣。這也是一條通過競賽及課程建設(shè)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量建設(shè)的有效形式。
第四,我們一定要及時調(diào)整培訓(xùn)的時間、培訓(xùn)強度、培訓(xùn)深度、培訓(xùn)態(tài)度、培養(yǎng)目的,分析并解決學(xué)生求勝之心、價值觀的體現(xiàn)和挫敗感所帶來的負面心理影響,積極健康地指導(dǎo)教師引領(lǐng)學(xué)生正確對待競賽及實際生活中可能遇到的各種問題,做好學(xué)生心理上的良師益友,學(xué)以利人。分析并解決學(xué)生求勝心、價值體現(xiàn)及挫敗感帶來的負面心理影響,積極健康地引導(dǎo)學(xué)生正確對待比賽及生活中遇到的各種問題,做學(xué)生的心理良師,學(xué)習(xí)益友。合理安排培訓(xùn)、有效地解決專業(yè)的差別和南北方同校學(xué)生的潛在偏差,建設(shè)一支可持續(xù)發(fā)展的教練培訓(xùn)隊伍,對做題、講課、出題、平臺的建設(shè)及維護,帶隊的教師團隊及日常管理工作做好規(guī)范化的流程,對各類比賽后的題目進行分析和解答,隊員的分流及日后各類比賽團隊的備戰(zhàn)工作做好合理配置。
近幾年,各高校都高度重視競賽賽事,參賽高校和參賽人數(shù)逐年增加,為什么會有如此變化也更值得我們?nèi)シ治龊脱芯俊?/p>
第一,難。因為難才好玩的口號讓無數(shù)大學(xué)生心之向往,程序設(shè)計類競賽也被譽為世界上最聰明的人的競賽。能夠在省賽、國賽以及國際賽上獲得榮譽,不僅僅對個人職業(yè)發(fā)展產(chǎn)生影響更能證明各個學(xué)校人才培養(yǎng)的綜合能力。
第二,公平。無人工干預(yù)的系統(tǒng)裁判(OJ),競賽所用的服務(wù)器由出題方自帶,題目的電子版和紙質(zhì)版直到比賽前一秒都是密封保存,主辦方、贊助商都是看不到的,沒有感情分,同類的其他比賽很難與之相比。
第三,對手強。大學(xué)生程序設(shè)計競賽參賽的隊伍都是各個學(xué)校的頂尖人才,這無疑使得比賽的競技性大幅提高,難度水平都呈逐年增長的趨勢。
第四,認可度高。國內(nèi)外計算機的賽事有很多,程序設(shè)計競賽絕對是目前認可度最高的幾大賽事之一,這個競賽不同于其他賽事,考核的不是技術(shù)而是潛力,一個公司之所以培養(yǎng)你,是看你是否具備這種潛質(zhì)。百度、騰訊、阿里等各大創(chuàng)業(yè)公司都對這項人才競賽開展有不同層面、各種程度的密切關(guān)注和積極參與,并積極從中挖掘選拔更多優(yōu)秀人才作為自己創(chuàng)業(yè)公司的員工。
第五,綜合能力強。比賽考驗團隊合作能力、抗壓能力、編程能力、分析能力、抽象能力、建模能力、毅力、勤奮、智商。即便如此,經(jīng)歷一次次絕望、跌倒,更能體會到頑強、希望給我們帶來的力量。
我院結(jié)合自身情況,從2014年起組織參與了以吉林省大學(xué)生程序設(shè)計競賽為主體、包含其他相關(guān)賽事的學(xué)科競賽7次。共取得了省賽一等獎5組次,省賽二、三等獎及優(yōu)勝獎20余次的成績。經(jīng)歷了從一無所有到第一個省三等獎,從第一個省賽獲獎到第一個省賽金獎,再到連續(xù)幾年都有省一等獎的輝煌,但這些輝煌的成績都屬于過去,我們更要把競賽精神融入課程建設(shè),代代相傳。
在就業(yè)方面,學(xué)生們通過報名參加了各類專業(yè)的學(xué)科課程競賽,自身的綜合素質(zhì)和實踐能力都得到了很大的提高,對于專業(yè)知識的理解和掌握也相對比較牢固,對于就業(yè)單位工作的適應(yīng)性一般都比較高,得到了用人單位的一致好評。
同時,得益于基于競賽平臺的“賽課結(jié)合”教學(xué)模式的創(chuàng)新,我院的應(yīng)用型程序設(shè)計課堂不再顯得缺乏積極性和活力,專業(yè)技術(shù)競賽的準備也不再枯燥乏味,并且通過廣大學(xué)生的全員參加、課堂上不斷培養(yǎng)、層層甄別挑選出優(yōu)秀的學(xué)生和選手,既有效地保證了廣大學(xué)生對專業(yè)技能的培養(yǎng)和提升,也使他們能夠在省級及更高階段進行競賽中斬獲榮譽,這也充分體現(xiàn)了我校的課堂教學(xué)方法改革。
計算機專業(yè)應(yīng)用在程序設(shè)計類的課程是一門激發(fā)和調(diào)動學(xué)生專業(yè)興趣、培養(yǎng)和提高學(xué)生設(shè)計技術(shù)能力和計算思考等方面的重要理論和實踐課程,同時也對其他科技起到至關(guān)重要的支持作用。所以計算機應(yīng)用程序設(shè)計這門課程在為大家講授相關(guān)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,更是需要充分地培養(yǎng)學(xué)生自我處理和解決技術(shù)問題的意識和能力,樹立學(xué)生提高技術(shù)認識的自信,進而更好地掌握計算機及其相關(guān)行業(yè)的就業(yè)規(guī)律,實現(xiàn)自我價值的提高。
經(jīng)過教師們開展的教研活動,探索在課程中引入思政教育元素,學(xué)習(xí)先進的教學(xué)理論、教學(xué)模型,分析出一種適合對特定專業(yè)的學(xué)生可實踐的混合式教學(xué)模式,以學(xué)生為中心,關(guān)注學(xué)生對專業(yè)技術(shù)和能力的自我提升、滿足感的自我激勵、試錯時的自我反思。教師要引導(dǎo)大學(xué)生自覺樹立崇高的職業(yè)道德規(guī)范,理解并實施踐行中國特色社會主義為基礎(chǔ)的核心價值觀,真正做到立德樹人的根本性。
在理論課程、實驗課程、課上和課下、線上及線下多個方面積極思考融入思政教育的內(nèi)容,從各個角度重新定義教學(xué)重難點和教學(xué)目標,積極改善以往專業(yè)課程“教師只以專業(yè)知識論優(yōu)良,學(xué)生只好被迫學(xué)習(xí)愁斷腸”的局面。當然,在探索過程中,教師是要付出成倍努力的,而付出勞動本身對教師的要求,又在契合著疫情時期那些“逆行者”們對整個社會做出的特殊貢獻的縮影。
思政要素的融入往往都是從簡單的內(nèi)容開始,例如通過對時政要聞、特殊節(jié)假日、國家特殊紀念活動、學(xué)院社團活動、技術(shù)能力測試及考試等進行諸如愛國教育、感恩教育、誠信教育、公正教育、敬業(yè)教育。同時通過在大學(xué)專業(yè)的課程中不斷引入一些真實充滿社會正能量的小型故事,引導(dǎo)在校大學(xué)生自己培養(yǎng)樹立正確的人生觀、世界觀與核心價值觀。
計算機設(shè)計類課程可挖掘的思政元素是需要我們不斷發(fā)掘的,是我們在實踐中可探討和研究的方向。計算機信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為我們的生活和學(xué)習(xí)帶來了很大的便捷,但也面臨著很多現(xiàn)實問題,如虛假信息的傳播,網(wǎng)絡(luò)交易的騙局,個人信息的泄露等,我們在課堂中更要注重這些人文問題。程序設(shè)計這門專業(yè)課程具有很強的計算思維、邏輯思維、辯證思維,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣,不僅僅使他們在專業(yè)課的一個方面獲得了收益,更使他們能夠在日常生活中更好地權(quán)衡利弊,學(xué)會分析問題和解決問題,理論緊密聯(lián)系到了實際、學(xué)以致用。程序設(shè)計引入了競賽模式同時也大大強化了團隊意識,我們應(yīng)該培養(yǎng)大學(xué)生做好專業(yè)的知識和規(guī)范,尊重自己的知識產(chǎn)權(quán)、弘揚團隊協(xié)同合作精神、敢于探索與創(chuàng)新。任課教師自身也要為思政教育以德立身、以身示范,做學(xué)生健康成長的領(lǐng)路人。
教學(xué)實踐證明,在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下,將競爭理念引入到程序設(shè)計理論與實踐教學(xué)中,彌補了傳統(tǒng)教學(xué)的弊端,消除了理論與實踐的差距,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)興趣,是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑。由于比賽難度大,教師必須不斷提高自身素質(zhì),認真?zhèn)湔n講課,切實實現(xiàn)教與學(xué)的互利。結(jié)合當前在線教學(xué)的發(fā)展趨勢,高校在計算機專業(yè)教學(xué)中應(yīng)盡快地構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模型,以便把網(wǎng)絡(luò)作為課程教學(xué)的載體,促使其從教學(xué)內(nèi)容、手段、方法上都得到改進,實現(xiàn)提高專業(yè)能力和教學(xué)質(zhì)量的目標。