盧穎 白小軍 張雅

摘要：課題針對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教學(xué)所存在的問(wèn)題，探討如何創(chuàng)新教學(xué)方法，構(gòu)建以學(xué)生為中心的線上線下混合式教學(xué)模式，分別以課前、課中、課后三階段入手給出了相應(yīng)的教學(xué)策略和方案，通過(guò)線上線下教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)銜接提高授課質(zhì)量。實(shí)踐表明，所設(shè)計(jì)教學(xué)方案能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得課程的講授由“教”轉(zhuǎn)向“學(xué)”，真正提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和工程創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：學(xué)生為中心;混合式教學(xué);計(jì)算機(jī)導(dǎo)論;教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）31-0273-02

1引言

“新工科”教育背景下，以學(xué)生為中心的教育理念是高教改革發(fā)展的重要方向，如何改革教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)模式，真正做到以學(xué)生學(xué)習(xí)、發(fā)展、學(xué)習(xí)效果為中心，充分調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，是目前被廣泛關(guān)注的一個(gè)話題[1]。近幾年，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)研究主要是基于問(wèn)題式、項(xiàng)目式、探究式、開放式的教學(xué)方法，其理論大多來(lái)自人本主義和構(gòu)建主義。然而，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)的接受、思考、吸收、再思考的過(guò)程和個(gè)人的知識(shí)背景是密切關(guān)聯(lián)的。無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)背景的學(xué)習(xí)情境，使得知識(shí)的吸收刻板、呆滯，無(wú)法有效吸收并轉(zhuǎn)化為對(duì)實(shí)踐創(chuàng)造的指導(dǎo)。因此，需結(jié)合學(xué)習(xí)情境，設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心的線上線下混合教學(xué)模式，讓學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)到知識(shí)的實(shí)踐效用，提高其主觀能動(dòng)性，喚醒其“中心”意愿，從而培養(yǎng)出工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、高素質(zhì)復(fù)合型的“新工科”人才。

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的入門課程，主要依據(jù)專業(yè)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)，講述如何認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)[2-3]。其目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)概念的理解和計(jì)算工具的使用，最終達(dá)到具備實(shí)現(xiàn)一般程序設(shè)計(jì)和算法分析的能力。就目前課堂教學(xué)方式而言，仍存在以下幾方面問(wèn)題：授課方式陳舊、學(xué)生水平差異較大 [5]。內(nèi)容寬泛，教學(xué)主線繁多，缺乏特色。缺乏客觀的考核評(píng)價(jià)機(jī)制 [6]。因此，采用何種教學(xué)模式進(jìn)行導(dǎo)論課程教學(xué)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和探究能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣成為教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。課題組對(duì)我校學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析，結(jié)合學(xué)習(xí)情境開展以學(xué)生為中心的線上線下混合式教學(xué)探索，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

2以學(xué)生為中心的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

課題將采用課前——網(wǎng)絡(luò)資源自學(xué);課中——線下翻轉(zhuǎn)課堂互動(dòng)討論、重點(diǎn)知識(shí)講解、疑難問(wèn)題測(cè)試總結(jié);課后——輔導(dǎo)答疑，延伸拓展提高的線上線下混合式教學(xué)方法。此外，借助線上平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，注重教學(xué)過(guò)程中的數(shù)據(jù)積累和統(tǒng)計(jì)分析，提煉有效的學(xué)習(xí)效果考核評(píng)價(jià)指標(biāo)。

教學(xué)基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)展開，根據(jù)課程定位和教學(xué)目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)和規(guī)劃課程內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行提煉，采用不同的針對(duì)性策略來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)方法。對(duì)于了解性可拓展知識(shí)點(diǎn)：如智能系統(tǒng)與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)、圖形學(xué)和可視化計(jì)算等可設(shè)計(jì)為“平臺(tái)線上課程資源+線下翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獵取更廣泛的知識(shí)，開拓視野，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成完備的線上線下、課內(nèi)課外相結(jié)合的教學(xué)生態(tài)圈。

對(duì)于難度較低的知識(shí)點(diǎn)：比如計(jì)算機(jī)信息表示等，除了采用“平臺(tái)線上課程資源+線下翻轉(zhuǎn)課堂”的模式，還可以利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)放在線測(cè)試任務(wù)，及時(shí)檢測(cè)知識(shí)點(diǎn)是否完全掌握。

重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)：除了采用“平臺(tái)線上課程資源+翻轉(zhuǎn)課堂”模式，還可以采用小項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方法。例如課前以知識(shí)難點(diǎn)內(nèi)容為依據(jù)提煉出小項(xiàng)目，并以編制導(dǎo)學(xué)案的方式通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)放給學(xué)生，學(xué)生以小組為單位，以項(xiàng)目作為驅(qū)動(dòng)，查找相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)研準(zhǔn)備，課堂再采用研討、啟發(fā)等方式完成項(xiàng)目，真正轉(zhuǎn)變授課模式為以學(xué)生為中心。

3項(xiàng)目實(shí)施舉例

本文以我校導(dǎo)論課程第六章“程序設(shè)計(jì)與算法分析”知識(shí)點(diǎn)為例，介紹教學(xué)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程。

教師首先進(jìn)行學(xué)情分析，針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)水平、性格特點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力，有選擇地進(jìn)行“平臺(tái)線上資源+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，同時(shí)結(jié)合小項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，將學(xué)生劃分成調(diào)研小組，課前自主學(xué)習(xí)，在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，組內(nèi)分工，團(tuán)隊(duì)合作。大家在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下查閱文獻(xiàn)，展開調(diào)研，給出問(wèn)題的解決方案，并由教師在課堂中點(diǎn)評(píng)總結(jié)。具體實(shí)施過(guò)程如圖1所示。

Step1：課前，教師向各學(xué)習(xí)小組布置算法選取和研究任務(wù)。例如為解決排序問(wèn)題，可根據(jù)算法思想的不同，將各個(gè)小組分為：交換排序算法小組、插入排序算法小組、選擇排序算法小組、歸并排序算法小組、計(jì)數(shù)排序算法小組。

Step2：各小組學(xué)生首先通過(guò)學(xué)習(xí)通線上課程資源了解各種算法思想的導(dǎo)學(xué)內(nèi)容，觀看各種算法策略及結(jié)果的微視頻、完成各模塊下的習(xí)題。

Step3：組長(zhǎng)組織小組成員對(duì)所選算法策略分析討論，總結(jié)學(xué)習(xí)收獲，教師在課堂上對(duì)各小組選取的算法進(jìn)行時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的總結(jié)點(diǎn)評(píng)。

Step4：課后學(xué)生通過(guò)完成教師在平臺(tái)所布置的習(xí)題、任務(wù)和測(cè)試對(duì)知識(shí)進(jìn)一步鞏固及擴(kuò)展。

如此，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更明顯的是調(diào)動(dòng)了其課下學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的組織能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

歸納上述過(guò)程，在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)主要從三個(gè)方面進(jìn)行改革實(shí)踐：學(xué)習(xí)通平臺(tái)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)以及收集評(píng)價(jià)反饋，開展教學(xué)反思設(shè)計(jì)。

（1）學(xué)習(xí)通平臺(tái)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

在學(xué)習(xí)通平臺(tái)設(shè)計(jì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程基本信息時(shí)，選擇比較有代表性的課程首頁(yè)模式呈現(xiàn)基本課程內(nèi)容，要強(qiáng)調(diào)綜合考評(píng)手段及課程的混合學(xué)習(xí)形式。由此，混合教學(xué)模式不再是一張?jiān)嚲矶ǚ謹(jǐn)?shù)，期末試卷僅占綜合考評(píng)的50%，學(xué)習(xí)通平臺(tái)的全過(guò)程考核方式成了平時(shí)成績(jī)的主導(dǎo)因素，打消了學(xué)生幻想期末劃重點(diǎn)、集中突擊的想法。引導(dǎo)學(xué)生開展良性的“課前自主預(yù)習(xí)、課堂互動(dòng)學(xué)習(xí)、課后自主復(fù)習(xí)”學(xué)習(xí)模式。還可以對(duì)課程學(xué)習(xí)形式、小組學(xué)習(xí)形式進(jìn)行預(yù)告。

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，需要遵循“因材施教、特色突出”的原則。如課前預(yù)習(xí)階段，以重要概念和結(jié)構(gòu)性知識(shí)為重點(diǎn)，在記憶層面設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容;課堂學(xué)習(xí)階段，注重學(xué)生的情感、態(tài)度和價(jià)值觀，設(shè)計(jì)案例或任務(wù)，在分析和應(yīng)用層面實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化;課后復(fù)習(xí)階段，考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，強(qiáng)調(diào)知識(shí)廣度和一定深度的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)分析和評(píng)價(jià)層面的案例或任務(wù)，讓學(xué)生自主探索，完成知識(shí)重構(gòu)。

（2）課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

課堂教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)分為課前、課中、課后三階段展開，如圖1所示：

課前：提供針對(duì)性的教學(xué)視頻和學(xué)習(xí)任務(wù)單、ppt等資料供學(xué)生自主學(xué)習(xí)及預(yù)習(xí)，在平臺(tái)課程的討論區(qū)相互討論，引導(dǎo)學(xué)生深入思考、交流，激發(fā)興趣，并且在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題;之后，教師在深入分析學(xué)習(xí)情況、教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)資源（包括導(dǎo)學(xué)案、視頻等）的設(shè)計(jì)與制作，并發(fā)布在課程平臺(tái)上。

課中：線下翻轉(zhuǎn)課堂，引導(dǎo)學(xué)生們展開探究式學(xué)習(xí)。教師進(jìn)行引導(dǎo)、點(diǎn)評(píng)，歸納總結(jié)，以幫助學(xué)生解決問(wèn)題。學(xué)生在課堂上展示前期探究作品、對(duì)研究過(guò)程進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)、通過(guò)教師的引導(dǎo)與團(tuán)隊(duì)成員交流、探討。教師在此過(guò)程中根據(jù)具體情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的，教學(xué)方法，以取得最理想的教學(xué)效果。與此同時(shí)，可利用多元化的教學(xué)工具，加強(qiáng)課堂互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的參與感，吸引其注意力。

課后：課后環(huán)節(jié)則可利用學(xué)習(xí)通或Q群進(jìn)行“在線答疑輔導(dǎo)”和“在線考試及作業(yè)批改”。課后答疑輔導(dǎo)也是導(dǎo)論課堂的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)查漏補(bǔ)缺，彌補(bǔ)課堂講授不足的重要措施和手段。課題組將每60人設(shè)置2位輔導(dǎo)教師，輪班隨時(shí)Q群在線答疑，這樣學(xué)生只要學(xué)習(xí)，所產(chǎn)生的疑問(wèn)能夠馬上得到響應(yīng)和解決。如此，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)情緒和求知欲高漲。

（3）收集評(píng)價(jià)反饋，開展教學(xué)反思設(shè)計(jì)

教師授課總是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷難點(diǎn)、重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)，從而進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。但是學(xué)生基礎(chǔ)千差萬(wàn)別，理解領(lǐng)悟程度各有不同，有的問(wèn)題所抖“包袱”并不能像預(yù)期那樣使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解到位，教學(xué)目標(biāo)并不能很好達(dá)到。因此，教師可通過(guò)平臺(tái)收集評(píng)價(jià)反饋數(shù)據(jù)，進(jìn)行課后教學(xué)反思，完善教學(xué)設(shè)計(jì);學(xué)生可通過(guò)平臺(tái)展開練習(xí)檢測(cè)，反思不足，尋找問(wèn)題的根源，促進(jìn)知識(shí)的吸收。

4 效能評(píng)價(jià)及分析

課題組在教學(xué)過(guò)程中分階段對(duì)學(xué)員進(jìn)行了教學(xué)效果調(diào)研。針對(duì)教學(xué)模式的有效性，共提取出5項(xiàng)特征指標(biāo)來(lái)考察教學(xué)策略的應(yīng)用所帶來(lái)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的改變情況。這五項(xiàng)指標(biāo)分別貫穿于課前、課中、課后三個(gè)階段，分別是：主動(dòng)預(yù)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、主動(dòng)思考解決問(wèn)題能力、課堂活躍度、課后討論活躍度。評(píng)價(jià)依據(jù)為超星平臺(tái)線上數(shù)據(jù)和雨課堂在線答題情況統(tǒng)計(jì)，如提問(wèn)帖數(shù)、回復(fù)留言帖數(shù)、視頻觀看率、答題正確率，作業(yè)完成率及得分率。調(diào)研樣本為某班36名同學(xué)，問(wèn)卷發(fā)放36份，收回36份，實(shí)際有效問(wèn)卷率100%。

課題組連續(xù)8周的考察階段結(jié)束后，5項(xiàng)指標(biāo)增長(zhǎng)變化情況統(tǒng)計(jì)分析如圖2。實(shí)驗(yàn)組成員各項(xiàng)學(xué)習(xí)能力指標(biāo)值隨周次變化顯著上升;其中最為明顯的是課堂活躍度和主動(dòng)思考解決問(wèn)題能力?？梢妼?dǎo)論課程線上線下混合教學(xué)模式的開展在這5項(xiàng)指標(biāo)的表現(xiàn)力上非常突出，學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的整體滿意度較高，得到了廣泛認(rèn)可，效果顯著。所采取的教學(xué)方法對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提升其自學(xué)能力有明顯的促進(jìn)作用，所采取的教學(xué)模式體現(xiàn)了以“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。

5 結(jié)束語(yǔ)

課題構(gòu)建了基于《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程的線上線下混合式教學(xué)模式，針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方式的不足提出了貫穿課前、課中、課后的教學(xué)策略。通過(guò)授課實(shí)踐和問(wèn)卷調(diào)研結(jié)果表明，所提出的教學(xué)策略能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從教轉(zhuǎn)向?qū)W，讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生。今后，仍需不斷積累經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)大數(shù)據(jù)及云平臺(tái)等現(xiàn)代科技手段，繼續(xù)優(yōu)化教學(xué)平臺(tái)和教學(xué)方案，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“精準(zhǔn)”輔導(dǎo)，進(jìn)一步將“以學(xué)生為中心”理念落到實(shí)處。

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【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2021-02-26

基金項(xiàng)目：西安工業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目：以學(xué)生為中心的《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程線上線下混合式教學(xué)應(yīng)用研究（20JGZ007）（20466）;虛實(shí)結(jié)合、問(wèn)題導(dǎo)向的物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐課程教學(xué)方法研究（20JGZ007）;創(chuàng)客教育在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)本科教學(xué)中的應(yīng)用（19JGY23）

作者簡(jiǎn)介：盧穎（1978—），女，博士，副教授，研究方向?yàn)橄到y(tǒng)仿真與建模。