劉明綱，李 琦

(成都工業(yè)學院 a.計算機工程學院;b.大數(shù)據(jù)與人工智能學院，成都 611730)

隨著計算機應用技術(shù)的深入發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)對大學生的計算機應用能力提出了更高的要求?！癈程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程是我校根據(jù)教育部的要求面向全校非計算機理工科專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)課程，目前面臨著提高教學質(zhì)量，提升學生計算思維能力的挑戰(zhàn)。鑒于C語言基礎(chǔ)課的性質(zhì)，所以課程不可以完全按照計算機專業(yè)的授課方式來進行，應當根據(jù)學生情況，合理使用線上優(yōu)質(zhì)資源，改革教學模式，探索適應學生學情和現(xiàn)代社會需求的新方法、新模式，最大程度提升教學效果。

1 “C程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程的教學現(xiàn)狀

1.1 學生基礎(chǔ)薄弱，教師教學負擔沉重

隨著學校發(fā)展進入新階段，授課對象拓展為宜賓校區(qū)和郫都校區(qū)的本科一年級學生，兩區(qū)2020級學生高考入學成績存在較大差距。從總體上看兩區(qū)生源主要來自于西部欠發(fā)達地區(qū)，入學之前計算機基礎(chǔ)知識和程序設(shè)計知識都十分欠缺，學生基本沒有接觸過程序設(shè)計，普遍存在主觀上對計算機基礎(chǔ)類課程暨程序設(shè)計類課程不夠重視、學習動力不足、積極性不高的情況。同時大一學生還未形成自主學習的能力，C語言課程知識點多，語法繁雜，課時數(shù)有限，有些特殊知識點，例如指針部分對于初學者來說難于理解。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)：“剛?cè)雽W的大一新生，高中階段的信息技術(shù)課往往被主課擠占，多數(shù)學生信息技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，計算機基礎(chǔ)理論知識普遍缺乏，學生的知識儲備不能滿足程序設(shè)計課程先導知識需要?！盵3]此種情況在同類高校中普遍存在，類似的學生生源，面臨的相似學情，成為地方高校計算機基礎(chǔ)類課程改革，要面對的共性問題。

另一方面，基礎(chǔ)課任課教師的課程負擔重，一個教師要對多個來自不同專業(yè)的班級授課，受到教學資源的限制，大部分都是進行合班授課，教學效果難以保障。

1.2 教學資源管理混亂，課程運維時效性差

經(jīng)過多年的教學實踐，教師們積累了很多優(yōu)質(zhì)的案例和資源，教學資源經(jīng)過多次修改、完善。然而由于資金和技術(shù)等方面的原因，教師上課主要采用“教師機+U盤”的集中式管理方式，教學資源組織較為混亂，收集學生作業(yè)需要花費很長時間，而且不一定能夠按時收齊，手動批閱作業(yè)工作量大，耗時費力，過程化數(shù)據(jù)形成緩慢，無法及時反饋學生學習狀況。

教學資源的利用率不高，學生獲取優(yōu)質(zhì)教學資源的途徑主要靠老師分享，共享性差，不利于學生充分利用教學資源，無法滿足學生實時隨機訪問，背離了數(shù)字資源開放性、易獲取、共享優(yōu)質(zhì)資源的初衷。

1.3 教學理念陳舊，教學模式單一、學生參與度低

傳統(tǒng)的教學方式下，理論課程在教室授課，主要由老師講解知識點，而“C程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程具有對學生的動手編程能力要求較高的特點，往往教師講解知識點后，又利用教師機演示程序，或者由教師演示程序編寫的過程，以期待學生能迅速理解知識。但是學生往往覺得理論知識枯燥乏味，教師演示程序的時候，步驟繁多，感覺記不住，最后失去學習興趣。

后期實驗課在實驗室開展，教師布置實驗任務后，發(fā)現(xiàn)學生對理論課講解的知識點沒有掌握，在實驗課上又不得不重復講解和演示前面的上課內(nèi)容，占用了大量學生編程實踐的時間，課程的效率低下，實驗中學生遇到的問題類似，教師不斷重復。在班級人數(shù)較多的情況下，學生學習能力存在個體差異，老師在傳統(tǒng)的教學方式下難以照顧到所有學生，大部分老師反映只能照顧到80%的學生。久而久之，好的同學覺得進度慢，差的同學覺得跟不上節(jié)奏，教學效果不盡如人意。

1.4 考核目標錯位，過程控制粗放，反饋遲鈍

“C程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程的教學目標是，培養(yǎng)學生利用計算機解決本專業(yè)工程問題的能力，即解決問題的計算思維能力。初學程序設(shè)計，學生往往分不清楚數(shù)學思維和計算思維的區(qū)別，對算法的理解很弱。從考核形式上來說，以等級考試成績作為重要參考指標，單純以考試結(jié)果作為課程考核導向，容易造成學生把課程目標樹立為應付考試，出現(xiàn)高分低能的情況，考試能考高分，一旦涉及需要通過寫程序來解決有一定復雜度問題時就不知所措，嚴重背離本門課程的教學目標。

傳統(tǒng)過程化考核包括出勤、作業(yè)、期末考試等項目，評價標準很難以統(tǒng)一。通過集中的方式收取學生作業(yè)，進行人工批閱，耗時過長，學生成績沒辦法及時反饋，對綜合實踐能力和計算思維能力考核不夠，無法有效跟蹤學生的學習軌跡，不利于學生的發(fā)展。

2 基于SPOC的混合式教學改革

基于此，本文提出的課程改革路徑為：將課程知識結(jié)構(gòu)劃分成相對獨立的知識模塊，課程組教師根據(jù)學生情況分析模塊知識適合的教學模式提交虛擬教研室討論，確定該知識模塊的教學模式，教學以課程組為單位采用混合式教學模式進行教學實施，同時課程組對課程進行過程控制，即時反饋學生學習情況，實時改進調(diào)節(jié)教學活動，改革的目標是：通過改進教學手段、方法、模式利用信息技術(shù)賦能課程教學全過程，提高“C程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程的知識傳授效率，提升學生綜合編程能力和計算思維能力。

疫情期間，全國高校都普遍采用了中國大學MOOC線上學習的方式應對疫情期間的教學。MOOC是“大規(guī)模開放在線課程”的英文簡稱，中文翻譯為“慕課”。筆者以哈爾濱工業(yè)大學蘇小紅教授的“C語言程序設(shè)計精髓”MOOC(國家級精品課程)，為母體資源，構(gòu)建了成都工業(yè)學院的“C語言程序設(shè)計”SPOC(小規(guī)模限制性在線課程)課程。課程內(nèi)容以視頻片段的方式按知識點提供給學生學習，單個視頻講解固定的知識點可以反復觀看，適合“C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)”這門課程知識點繁雜的情況。筆者認為將SPOC引入到教學中，能很好地彌補學生個人學習能力差異與傳統(tǒng)統(tǒng)一教學模式之間的矛盾。同時通過信息技術(shù)賦能教學，我們引入了學測評一體化平臺輔助教學。疫情間取得的經(jīng)驗為我們進一步的改革打下了良好的基礎(chǔ)。

2021年3—7月以計算機基礎(chǔ)教研室骨干教師為主體，以課程組的形式展開教學研究，對成都工業(yè)學院2020級同學進行混合式教學改革探索。

2.1 依托網(wǎng)絡平臺，信息技術(shù)賦能教學過程控制

2.1.1 教學資源網(wǎng)絡化

利用互聯(lián)+教育賦能傳統(tǒng)課堂和實驗教學，已經(jīng)是大勢所趨，教學資源要依托互聯(lián)網(wǎng)平臺。我們依托蘇小紅教授“C語言程序設(shè)計精髓”國家精品在線課程做母體資源。選取了適合成都工業(yè)學院學生學習的部分內(nèi)容，同時自主建設(shè)課程資源庫，開設(shè)了成都工業(yè)學院“C程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程SPOC。

2.1.2 信息技術(shù)賦能教學過程學測評一體化

要進行完整精確的過程化評測和考核，就離開不了現(xiàn)代信息技術(shù)手段的賦能。課程組引入萬維學測評一體化平臺、自建教學資源網(wǎng)站，聯(lián)合構(gòu)建實驗教學平臺，任課教師組成課程組，建立虛擬教研室，為SPOC課程錄制教學視頻、案例分析視頻，豐富了數(shù)字化資源。

教學過程中我們在理論課和實驗課中運用噢易電子智慧教學輔助工具，萬維學測評一體化平臺，萬維實驗教學平臺、SPOC等信息化手段輔助教學。

教學內(nèi)容上，重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學內(nèi)容，線上線下結(jié)合，利用實驗系統(tǒng)監(jiān)測學生學習狀態(tài)，實施學生過程化學習、個性化學習、多樣化學習的課程運行方式，提升學生學習參與度。

2.2 教學理念更新，提升課程內(nèi)涵，進行混合式與模塊化教學框架設(shè)計與內(nèi)容改革

課程教學理念上，結(jié)合我?！敖ㄔO(shè)特色鮮明的應用型本科高校”的辦學定位，圍繞“魂在應用”這個主旨，課程致力于培養(yǎng)學生運用 C 語言解決實際工程問題的能力，主要側(cè)重于培養(yǎng)學生計算思維能力。教師主要講解問題求解的科學方法，程序調(diào)試、程序測試、程序排錯的過程。教授學生計算機編程技術(shù)的同時，注重抽象出程序設(shè)計的共性，拓展學生的眼界，樹立學生嚴謹、求是的作風，激發(fā)學生對未知世界進行探索的興趣，融入課程思政元素，提升學生愛國主義情操。

在課程教學的模式設(shè)計過程中，采用線上+線下混合式教學模式。將課程內(nèi)容進行模塊化重組,課程內(nèi)容分為線下部分：學生利用SPOC預習、教師線下講解。

線上學生自主學習部分，包括學生自主學習和教師線上輔導。實現(xiàn)教考分離，突出強調(diào)過程化考核與課程實時監(jiān)控的重要性，過程監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋到教學中去。

課外時間，我們探索開放實驗室與課程改革相結(jié)合，開放性實驗室課外時間對全校學生開放，鼓勵學生在實驗室進行學習，完成老師布置的作業(yè)。同時安排老師值班解答學習過程中遇到的問題。以學生作為學習的主體，將學會自學作為對學生要求的一部分，鼓勵學生充分利用好資源。教師主要引導學生學習，起啟發(fā)、引導的作用，目的是提升學生的自我約束和自主學習能力。

教學手段上，充分利用信息化技術(shù)賦能教學。采用SPOC平臺，萬維學測評一體化平臺，在線實驗平臺、課程輔導群等手段輔助學生學習。混合式教學的基本框架如圖1所示。

圖1 混合式模塊化教學基本框架

落實到具體課程內(nèi)容，既要滿足實踐過程中的機動靈活性，又要滿足教育部課程基本要求。課程組將課程內(nèi)容進行模塊化重組，將課程分為了6大模塊，其中包含了學生自主學習模塊，在教學過程中準予老師靈活把控進度。模塊劃分如表2所示。

表2 教學模塊內(nèi)容

2.2.1 課前在線學習任務布置

課程組統(tǒng)一備課，網(wǎng)上成立虛擬課程組，便于隨時反饋學生的情況。課程教學實施過程中，課程組開設(shè)基于MOOC平臺的SPOC課程，在第一次課程要求學生完成注冊、選課工作，建立課程輔導群，教師根據(jù)教學內(nèi)容提前布置學習任務，要求學生提前完成SPOC課程中需要管科的教學視頻，初步完成簡單認知性的知識點，上課的時候帶著問題學習，學習效率大大提高。同時也在一定程度上緩解了滿堂灌的問題。

對于學生自主學習模塊，教師提前給出學習提綱，作業(yè)要求等。提高學生自學能力。

2.2.2 課中強調(diào)計算思維培養(yǎng)

線下課堂教學模塊部分，是以學生前階段完成線上預習為基礎(chǔ)的，課程理論和實驗課都放在計算機實驗室完成。教師快速回顧預習要求看的教學視頻，重點講解難點和易錯的地方，然后編程實踐，布置任務引導學生書寫程序，加深學生對知識的理解。

課堂教學中教師以教材基本知識切入，介紹經(jīng)典案例，引導和啟發(fā)學生思考如何求解問題，體會數(shù)學思維和計算思維的異同。分析求解過程中常見錯誤，介紹程序的調(diào)試和排錯技巧，提升學生的編程能力。

實驗教學部分，課程組為每一次課設(shè)計相應的實驗項目。由3～4個程序設(shè)計題目構(gòu)成，難度逐步提升，題目中都有一定的典型算法融合，讓學生體會典型算法解決問題的基本思想，培養(yǎng)學生的計算思維能力。實踐教學強調(diào)大量程序設(shè)計的訓練。

課后教師會發(fā)布有一定挑戰(zhàn)性的作業(yè)題目，鼓勵學生課外多訓練，倡導學生課后以寢室為單位，組成學習小組，在開放性實驗室進行討論、分析和解決問題。

2.2.3 課后在線鞏固

課后復習是課前預習和課堂教學的延伸，學生可以利用課后在線復習練習題目檢測前期的學習效果，復習題目可以反復練習，這種方式可以在一定程度上彌合學生個體差異。教師利用信息化手段很容易能監(jiān)測到學生的復習題目完成情況，及時地梳理教學過程，比較學生的學習結(jié)果進而完成教學反思，提升教學效果。

2.2.4 實施過程化、多元化考核

過程化考核方案為：學生最終成績由平時成績和期末上機無紙化考試成績組成。 其中，平時作業(yè)(占總成績的30%)，平時作業(yè)由隨堂練習(基本程序編寫)、課后作業(yè)(選擇、填空、程序改錯、程序填空、程序編寫)、階段測試、綜合類大作業(yè)(有一定復雜度的程序)構(gòu)成。SPOC(占總成績10%主要考核語言基礎(chǔ)、基本的閱讀程序的能力)。期末上機考試(占總成績60% 主要考核程序設(shè)計綜合能力。)過程化考核項目如圖2所示。

圖2 過程化考核內(nèi)容

3 基于SPOC的混合式教學實踐及效果分析

筆者在郫都校區(qū)選取2020級統(tǒng)計專業(yè)1、2班按照傳統(tǒng)教學模式實施教學，在宜賓校區(qū)選取2020級機械制造專業(yè)1、2班作為實驗班實施“混合式教學模式+模塊化知識結(jié)構(gòu)+課程組虛擬教研室+過程控制”教學改革試點。

3.1 改革結(jié)果分析

2020級統(tǒng)計專業(yè)1、2班作為郫都校區(qū)普通班按照傳統(tǒng)教學模式實施教學，學生人數(shù)80人；2020級機械制造專業(yè)1、2班作為宜賓校區(qū)對比實驗班，實施混合式教學，學生人數(shù)74人。

宜賓校區(qū)實驗班學生在期末考試題目難度和郫都校區(qū)相當，入學高考成績比郫都校區(qū)普遍偏低數(shù)10分左右的情況下，實驗班90分以上的學生占17.57%，而普通班占1.25%，良好分數(shù)段大致相當，宜賓試點班級最終總體成績超過郫都校區(qū)學生水平。

我們發(fā)現(xiàn)宜賓校區(qū)實驗班的學生對基本理論、基礎(chǔ)知識的掌握好于郫都校區(qū)學生，郫都校區(qū)學生在難度較大的題目上的得分率優(yōu)于宜賓校區(qū)學生。

成績對比表明，經(jīng)過改革教學模式，實施理論與實驗一體化教學，在宜賓校區(qū)特別實施課程組，模塊化混合式教學模式，大幅提高了課堂效率，說明線上線下混合式教學能有效促進學生自主學習，提升教學效果。成績對比如表1～5所示：

表1 普通班和實驗班成績對比

表2 宜賓校區(qū)實驗班各題型得分率

表3 郫都校區(qū)普通班各題型得分率

表4 郫都校區(qū)總體各題型得分率

表5 宜賓校區(qū)總體各題型得分率

3.2 改革中取得的經(jīng)驗

3.2.1 學生方面

在SPOC開設(shè)過程中線上的自主學習過程遇到的問題是，大一學生習慣于依賴老師講解，沒有建立起自主學習的自立、自律素養(yǎng)。很多同學把觀看視頻當做是任務，不認真觀看視頻或者看了視頻直接反映看不懂，上課還是希望老師講解。

“編程語言學習一直是高校大學生的一個痛點，面對此現(xiàn)狀，應該著力提升學生學習編程的自信心，要讓學生明白編程語言只是人與計算機交互的工具。”[13]面對上述情況，教師對每周線上教學內(nèi)容再次重組，合理調(diào)整線上內(nèi)容的學習難度，增加任課教師錄制的視頻，視頻內(nèi)容中增加了部分激發(fā)學生興趣的趣味性內(nèi)容。教師在輔導群中提一些容易的小問題，而問題答案就在視頻中，對學生看視頻過程中的問題引導性地定時解答，從而激發(fā)學生主動學習的積極性，培養(yǎng)學生的自主學習能力。期末，對學生進行了教學形式調(diào)查，滿意度在90%以上。通過“教師在線輔導+學生自主視頻學習”的方式，讓教師站在學生的位置上看問題，有助于降低學生的學習難度，激發(fā)學生自信心，從而提升學生主動學習積極性。

3.2.2 教師方面

混合式教學方式，對任課教師的要求和綜合業(yè)務素質(zhì)要求更高?；拘枰處熅邆潆p師型素質(zhì)，對課程知識點的熟悉和實驗內(nèi)容把控要求高，對實驗平臺、云服務平臺等信息化工具掌握和實時故障排除能力也提出了較高的要求。我們采用課程組集體備課，構(gòu)建虛擬課程組的形式，實時反饋教學情況，幫助教師一起解決教學實踐中的問題，取得較好的效果。

4 結(jié)束語

結(jié)合“C程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程特點，在教學實施過程中合理使用MOOC、SPOC資源，實施“混合式教學模式+模塊化知識結(jié)構(gòu)+課程組虛擬教研室+過程控制”，可以克服傳統(tǒng)教學的弊端，結(jié)合各自的優(yōu)點，提高教學的效率和效果。通過在成都工業(yè)學院宜賓校區(qū)實施的教學實踐表明，采用新的模式能有效提升學生的編程能力和計算思維能力，對學生自主學習能力的培養(yǎng)也起到了積極的作用。

“混合式教學模式+模塊化知識結(jié)構(gòu)+課程組虛擬教研室+過程控制”的方式，可以為非計算機專業(yè)學生的計算機類課程改革提供參考。