摘" 要" 隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)的線上教學(xué)日益普及。新冠疫情防控期間，線上教學(xué)發(fā)揮了不可替代的作用。開放教育因其學(xué)習(xí)者的特殊性，更依賴線上教學(xué)的推廣和應(yīng)用。結(jié)合疫情暴發(fā)以來的教學(xué)實踐，通過分析當(dāng)前計算機程序設(shè)計課程線上教學(xué)存在的問題和困難，從教學(xué)理念、內(nèi)容體系、環(huán)境構(gòu)建、學(xué)習(xí)評價等方面，系統(tǒng)研究計算機程序設(shè)計課程的全線上教學(xué)模式，力求解決線上教學(xué)理論學(xué)習(xí)和實踐練習(xí)脫節(jié)等問題，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞" 開放教育；計算機程序設(shè)計課程；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)；線上教學(xué)模式；引導(dǎo)式教學(xué)；Python；線上實訓(xùn)平臺

中圖分類號：G724.82" " 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）10-0125-04

1" 計算機程序設(shè)計課程線上教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1" 開放教育對計算機程序設(shè)計課程線上教學(xué)的迫切需求

2019年9月，《教育部等十一部門關(guān)于促進在線教育健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》發(fā)布，鼓勵各類學(xué)校、科研院所、企業(yè)加大在線教育產(chǎn)學(xué)研力度。疫情防控期間，在線教育應(yīng)急開課，這雖然是應(yīng)對疫情的短期行為，但必然會加速我國在線教育進入深層次改革發(fā)展階段，推進更深層次和更高質(zhì)量的教育整體變革。作為一直站在線上教育最前列的開放教育，因其學(xué)習(xí)者的特殊性，線下教學(xué)組織難度大，亟待加強線上教學(xué)的研究探索與普及應(yīng)用。

計算機程序設(shè)計課程是計算機專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，是構(gòu)建計算機專業(yè)能力大廈的基石和支柱。然而，計算機程序設(shè)計課程理論與實踐并重，學(xué)生必須經(jīng)過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和反復(fù)的上機實踐，才能較好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。由于傳統(tǒng)線上教學(xué)難以解決上機實踐與理論教學(xué)脫節(jié)等問題，當(dāng)前開放教育中程序設(shè)計課程仍然主要采用線下教學(xué)或線上線下混合的OMO（Online-Merge-Offline）教學(xué)模式，迫切需要研究一種適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)特點、有效融合理論學(xué)習(xí)和實踐練習(xí)的全線上教學(xué)模式。

1.2" 計算機程序設(shè)計課程線上教學(xué)研究現(xiàn)狀

1.2.1" 線上教學(xué)研究現(xiàn)狀

縱觀國內(nèi)外近年來關(guān)于在線教育的研究，MOOC（Massive Open Online"Courses，大規(guī)模在線開放課程，即慕課）無疑是備受關(guān)注的焦點。2012年，美國幾所頂尖名校率先推出MOOC平臺，發(fā)布免費在線課程，MOOC熱潮隨之席卷全球。MOOC作為一種新型教學(xué)方法，為高等教育的教學(xué)變革作出積極貢獻；但其課程完成率極低，教學(xué)模式單一，教學(xué)理念較之傳統(tǒng)課堂沒有大的突破。

哈佛大學(xué)HarvardX研究委員會對17門edX課程進行了為期一年的數(shù)據(jù)跟蹤，統(tǒng)計顯示：完成全部課程學(xué)習(xí)并獲得證書的人數(shù)僅占總?cè)藬?shù)的7.2%[1]。

同樣，中國大學(xué)MOOC平臺公布的數(shù)據(jù)顯示：平臺整體課程通過率僅為1.5%[2]。美國莫瑞麥克學(xué)院的Dan Butin教授認(rèn)為，MOOC存在的根本問題是課堂沿襲了傳統(tǒng)工業(yè)時代以講授為主的教學(xué)和測試模式，課程設(shè)計的核心理念仍然是圍繞課程，而不是圍繞學(xué)生[3]。

為了彌補MOOC的不足，國外教育研究者探索嘗試SPOC、Meta-MOOC、MOOL、MOOR等新型線上教學(xué)模式[4]。其中加州大學(xué)伯克利分校的阿曼德·?？怂菇淌谧钤缣岢龅腟POC（Small Private Online Course，小規(guī)模專有在線課程）研究應(yīng)用較多。梳理針對國內(nèi)高校計算機程序類設(shè)計課程線上教學(xué)研究的文獻，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)教學(xué)實踐探索采用基于SPOC教學(xué)模式的線下課堂與線上學(xué)習(xí)相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，融合了線上線下教學(xué)的優(yōu)點，全線上教學(xué)應(yīng)用較少。

1.2.2" 計算機程序設(shè)計課程線上教學(xué)研究現(xiàn)狀

疫情暴發(fā)之前，計算機程序設(shè)計課程主要采取線下和OMO兩種模式組織教學(xué)。各高校和國家開放教育系統(tǒng)大多以線下的理論講授和上機實驗相結(jié)合組織實施教學(xué)，線上課程資源僅作為線下教學(xué)的輔助和補充。部分學(xué)校開展OMO線上教學(xué)，學(xué)生通過線上資源或課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)理論知識，但仍然需要組織大量線下課程進行實踐練習(xí)。疫情發(fā)生后，計算機程序設(shè)計課程被迫全在線應(yīng)急開課，教學(xué)實踐中存在下面一些問題。

①缺少適用于線上教學(xué)的整體規(guī)劃和系統(tǒng)設(shè)計，教學(xué)組織、節(jié)奏把控、互動反饋等與線上教學(xué)不能完全適應(yīng)。

②缺少適于全線上教學(xué)的資源做支撐。簡單沿用原有的線下或線上課程資源，內(nèi)容呈現(xiàn)形式過于簡單，不能適應(yīng)全線上教學(xué)環(huán)境中的教學(xué)需求。

③線上教學(xué)主要是進行理論知識學(xué)習(xí)，課后，學(xué)生在線下自行進行實踐操作練習(xí)，若在實踐中遇到問題，難以獲得教師實時指導(dǎo)，操作練習(xí)難度增加，需要花費更多練習(xí)時間，練習(xí)效率降低。這就容易導(dǎo)致學(xué)生對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒，甚至放棄參與線上學(xué)習(xí)。

為此，進行計算機程序設(shè)計課程的線上教學(xué)實踐和研究，探索適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)特點的全線上教學(xué)模式，對于提高計算機程序設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量和效率，具有重要意義。

2" 基于任務(wù)驅(qū)動的計算機程序設(shè)計課程全線上教學(xué)模式研究

2.1" 貫徹一個核心理念：以任務(wù)驅(qū)動的引導(dǎo)式教學(xué)理念

傳統(tǒng)的教學(xué)理念通常以知識的生長和生成為中心，沿著知識“從哪里來”“是什么樣”“該怎樣用”的進程呈現(xiàn)知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程。這樣做的弊端是學(xué)生在課程即將結(jié)束時才知道知識到底有什么用，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，主動性、創(chuàng)造性得不到有效激發(fā)，學(xué)習(xí)熱情難以持久。尤其是在線上教學(xué)時，課程對學(xué)生的黏度不夠，教學(xué)效果不佳。以任務(wù)驅(qū)動的引導(dǎo)式教學(xué)打破傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)模式，通過任務(wù)對課程學(xué)習(xí)確立明確的目標(biāo)，讓學(xué)生一開始就知道學(xué)習(xí)的價值所在，所學(xué)知識的作用指向性非常明確，讓學(xué)生能夠有目的地進行學(xué)習(xí)。

2.1.1" 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性

任務(wù)驅(qū)動以學(xué)生為中心，通過任務(wù)激發(fā)學(xué)生的好勝心和好奇心，驅(qū)動學(xué)生為了獲取自身發(fā)展利益自主學(xué)習(xí)完成任務(wù)；任務(wù)完成的過程中，學(xué)生不僅可以進一步深入理解、掌握知識點，還能夠?qū)W(xué)習(xí)進程和自身掌握程度做到心中有數(shù)，及時調(diào)控學(xué)習(xí)進程；而任務(wù)的有效完成，又使學(xué)生產(chǎn)生強烈的成就感和自信心，形成主動學(xué)習(xí)的正反饋。

2.1.2" 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的專注度和長效性

任務(wù)驅(qū)動以任務(wù)為主線，用設(shè)置具體、明確且合理的任務(wù)，牽引學(xué)生不斷奔向知識，它的驅(qū)動力是持久的。首先，學(xué)生對有挑戰(zhàn)的真實任務(wù)產(chǎn)生興趣；其次，學(xué)生把完成任務(wù)自覺轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)知識的動力；最后，學(xué)生運用所學(xué)知識完成任務(wù)，一直高度專注于學(xué)習(xí)之中。通過合理的任務(wù)設(shè)計，不僅可以驅(qū)動學(xué)生一節(jié)課的學(xué)習(xí)，還能使學(xué)生在整個課程體系中一直處于高度專注的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.1.3" 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)可以增強課程對學(xué)生的黏度

任務(wù)有力地驅(qū)動著學(xué)生學(xué)習(xí)，成為一條連接教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的情感線與知識線，讓線上教學(xué)從冷冰冰的“人—機”交互，變成充滿人文關(guān)懷的“人—人”互動。通過設(shè)置合理的總體任務(wù)和個性化的任務(wù)體系，教師面對的不再是機械的、作為整體的線上班級集合，而是在線的一個個具體不同的學(xué)生個體，教學(xué)也變成教師與一個個具體學(xué)生之間的互動活動，教師可以更關(guān)注每一學(xué)生個體的情況及其體驗，突出學(xué)生個體性存在和個性化需求，讓學(xué)生從傳統(tǒng)教學(xué)的集合體中解放出來，有更多的被關(guān)注度和獲得感，更加自覺地融入課程學(xué)習(xí)之中。

2.2" 建立一套內(nèi)容體系：符合線上教學(xué)特點的分層次漸進式教學(xué)內(nèi)容體系

貫徹以任務(wù)驅(qū)動的引導(dǎo)式教學(xué)理念，在教學(xué)實施過程中需要打破當(dāng)前線上教學(xué)按章節(jié)介紹課程知識的傳統(tǒng)模式，建立一套符合線上教學(xué)特點的分層次漸進式教學(xué)內(nèi)容體系。

2.2.1" 建立知識樹，這是基礎(chǔ)

將課程內(nèi)容分解為若干個知識點，并按照學(xué)習(xí)掌握各知識點的邏輯關(guān)系和重要程度進行合理編排，建立一棵對應(yīng)課程內(nèi)容體系的知識樹。

2.2.2" 建立任務(wù)樹，這是核心

對應(yīng)知識樹，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點、學(xué)習(xí)需求、課程目標(biāo)，將課程知識融入由小到大、由易到難、由簡單到綜合的任務(wù)中，設(shè)計分層次漸進式展開的學(xué)習(xí)任務(wù)體系，建立任務(wù)樹。這里需要注意三個方面的問題。

1）融合性，即構(gòu)建的任務(wù)樹與知識樹有機融合、有效對應(yīng)，所有任務(wù)都指向知識點，所有知識點都有任務(wù)覆蓋，將任務(wù)牽引貫穿教學(xué)全過程。

2）層次性。在任務(wù)的定位上，區(qū)分總體任務(wù)、階段任務(wù)、對應(yīng)知識點的具體任務(wù)；在任務(wù)的難度上，從簡單到一般再到困難，區(qū)分3～4個層次漸進展開，滿足不同程度學(xué)生需求。

3）針對性。在總體任務(wù)樹的基礎(chǔ)上，根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，組合不同難度的任務(wù)，形成個性化的任務(wù)體系。同時可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行動態(tài)調(diào)整，使得任務(wù)體系能夠一直保持合適的難度和進度，牽引學(xué)生向著目標(biāo)不斷前進。以廣州開放大學(xué)開設(shè)的Python課程為例，將課程內(nèi)容分解為三個階段、21個知識點，按照簡單、一般、困難三個難度，構(gòu)建涵蓋“一個綜合任務(wù)、三個階段任務(wù)、24個具體任務(wù)，每個任務(wù)區(qū)分三種難度子任務(wù)”的任務(wù)樹，有效牽引學(xué)生學(xué)習(xí)，從學(xué)習(xí)情況來看，取得積極效果。

2.2.3" 建立資源庫，這是保障

對應(yīng)知識樹和任務(wù)樹，把學(xué)習(xí)知識點所需的教學(xué)微視頻、范例程序、圖文資料等編號上傳至課程平臺，建立教學(xué)資源庫。教師在教學(xué)過程中，通過直播給出任務(wù)，分析講解任務(wù)所需知識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識，完成任務(wù)。學(xué)生也可以隨時訪問資源庫，進一步加深對知識的掌握。

2.3" 構(gòu)建一個教學(xué)環(huán)境：適用于線上教學(xué)需求的信息化教學(xué)環(huán)境

當(dāng)前，與計算機程序設(shè)計課程配套的信息化教學(xué)環(huán)境還不成熟，缺少專用的教學(xué)平臺。但是，依托現(xiàn)有線上教學(xué)手段，可以基本滿足課程的線上教學(xué)需求。尤其是Python123、頭歌等線上實訓(xùn)平臺的投入使用和逐漸成熟，有效解決了程序設(shè)計課程線上實訓(xùn)問題。在廣州開放大學(xué)Python課程線上教學(xué)實踐中，選擇運用ClassIn線上直播教學(xué)平臺、Python123線上實訓(xùn)平臺，以及微信、QQ等實時通信工具，順利完成課程的全在線教學(xué)實踐。

2.3.1" 使用線上直播平臺搭建主課堂

教學(xué)實踐過程中，主要使用ClassIn作為主課堂，實現(xiàn)在線實時理論輔導(dǎo)和互動交流。直播教學(xué)開始時，教師和學(xué)生按照課表規(guī)定的時間登錄系統(tǒng)；直播教學(xué)過程中，教師按計劃進行直播講授，并利用系統(tǒng)功能實時互動；課程直播結(jié)束后，學(xué)生也可以通過平臺回看教學(xué)直播。直播之前，教師提前將教學(xué)知識點微視頻、程序與圖文資料掛在國開學(xué)習(xí)網(wǎng)平臺，供學(xué)生需要時使用。

2.3.2" 使用線上實訓(xùn)平臺搭建在線實訓(xùn)環(huán)境

在教學(xué)實踐中主要使用Python123線上實訓(xùn)平臺作為學(xué)生實踐練習(xí)的主平臺。學(xué)生登錄實訓(xùn)平臺完成教學(xué)實訓(xùn)任務(wù)，教師可以實時查看學(xué)生完成情況，并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況靈活調(diào)整課程難度和進度。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況配置不同難度的任務(wù)，激勵學(xué)生自主練習(xí)。

2.3.3" 使用實時通信工具作為教學(xué)互動的有效補充

線上直播教學(xué)由于時間短，學(xué)生對知識點的掌握情況不同，難以在課堂上同時解決所有學(xué)生的問題；線上實訓(xùn)平臺可以監(jiān)控學(xué)生練習(xí)情況，但互動只能通過論壇留言。利用微信、QQ等即時通信工具作為補充，定時集中答疑解決問題，及時點對點反饋情況進行個別指導(dǎo)。

2.4" 抓住一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：實現(xiàn)線上理論學(xué)習(xí)與實踐練習(xí)有機融合

為實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實踐練習(xí)有機結(jié)合，線上教學(xué)實施過程中通常包含以下步驟。

2.4.1" 展示任務(wù)，確定目標(biāo)

課程開始，教師將任務(wù)展示給學(xué)生，通過創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境、演示任務(wù)效果、說明任務(wù)要求，讓學(xué)生直觀地了解本課需完成的任務(wù)，確立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，驅(qū)動學(xué)生自覺參與后續(xù)的課程學(xué)習(xí)。

2.4.2" 圍繞任務(wù)展開知識點

通過分析任務(wù)引入知識點，并利用直播講解、觀看音視頻和圖文資料等形式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理解相應(yīng)知識點。這一階段也可采取線上問答等形式，檢驗學(xué)生對知識點的掌握情況。

2.4.3" 針對任務(wù)在線實訓(xùn)

確認(rèn)學(xué)生把知識點基本掌握后，引導(dǎo)學(xué)生登錄線上實訓(xùn)平臺，完成實訓(xùn)任務(wù)。此時，教師需通過實訓(xùn)平臺實時查看學(xué)生的完成情況，及時發(fā)現(xiàn)實訓(xùn)中暴露的共性問題，以便后續(xù)重點解決。同時，針對學(xué)生通過直播平臺實時反饋在實訓(xùn)中遇到的問題，教師應(yīng)及時指導(dǎo)解決，促進實訓(xùn)任務(wù)順利完成。

2.4.4" 圍繞問題互動研討

圍繞學(xué)生完成任務(wù)過程中出現(xiàn)的共性問題，通過直播平臺組織互動研討，引導(dǎo)學(xué)生討論解決問題，對學(xué)生不能解決的問題及時進行實踐演示和理論指導(dǎo)。

2.4.5" 依據(jù)學(xué)習(xí)情況動態(tài)調(diào)整任務(wù)

教師依據(jù)在線實訓(xùn)和互動研討中掌握的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，有針對性地對任務(wù)難度和課程進度進行調(diào)整。同時，可以根據(jù)學(xué)生對知識點的掌握程度，分配不同難度的任務(wù)，為每個學(xué)生建立個性化任務(wù)體系。

以上環(huán)節(jié)運用學(xué)習(xí)任務(wù)將理論學(xué)習(xí)與實踐操作融為一體，理論學(xué)習(xí)為完成學(xué)習(xí)任務(wù)進行理論準(zhǔn)備，完成任務(wù)的實踐練習(xí)又對理論知識進行鞏固，有效避免了教學(xué)中理論與實踐脫節(jié)的問題。

2.5" 設(shè)計一個評價體系：以形成性考核為主的多元化評價體系

在課程教學(xué)過程中增加課堂互動交流、同步實驗、隨堂測試、交互性論壇等評價元素，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增強線上課程對學(xué)生的黏度。課程結(jié)束后，采用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，根據(jù)教學(xué)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行分析，針對不同學(xué)生學(xué)習(xí)情況不斷優(yōu)化教學(xué)效果。也可組織終結(jié)性考核，但降低其權(quán)重（建議50%以下）。形成性考核評價體系可以從四個方面來評價。

1）考勤：堅持每節(jié)課記錄學(xué)生出勤情況，根據(jù)學(xué)生出勤情況評價學(xué)習(xí)參與度。

2）課堂互動：根據(jù)課堂提問、隨堂測試、交互性論壇等活動的學(xué)生參與度、活躍度和完成質(zhì)量進行綜合評價。

3）實訓(xùn)任務(wù)：對學(xué)生每次實訓(xùn)任務(wù)情況進行記錄，根據(jù)任務(wù)完成質(zhì)量評價學(xué)生學(xué)習(xí)水平。

4）創(chuàng)新實踐：鼓勵學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)情況自主實踐，單獨或組隊完成創(chuàng)新項目設(shè)計與開發(fā)，提升學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。

以廣州開放大學(xué)開設(shè)的Python課程為例，課程考核分為形成性考核和終結(jié)性考核兩部分：形成性考核占總成績的60%，包括考勤10分，課堂互動15分，實訓(xùn)作業(yè)25分，創(chuàng)新實踐10分；終結(jié)性考核占總成績的40%，以理論考試和上機實訓(xùn)考試相結(jié)合的形式，綜合考核學(xué)生知識掌握和能力生成情況。

3" 反思與展望

當(dāng)前，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷發(fā)展，線上教學(xué)平臺日益成熟，各項功能逐步完善，尤其是在線編程實訓(xùn)平臺投入使用，為計算機程序設(shè)計課程全線上教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。通過系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)模式，結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段和課程實踐，初步探討開放教育中計算機程序設(shè)計課程全線上教學(xué)的組織與實施。下一步，隨著線上教學(xué)需求的進一步加大和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，可以考慮研發(fā)融合線上直播、線上實訓(xùn)、資源共享、實時交互功能的計算機程序設(shè)計課程專用線上教學(xué)平臺，以提高教學(xué)效率，降低教學(xué)組織難度。

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*項目來源：廣州市教育科學(xué)規(guī)劃課題“計算機程序設(shè)計課程線上教學(xué)實踐與探索研究”（編號：202012566）。

作者：劉艷麗，廣州開放大學(xué)，講師，主要研究方向為計算機信息管理、計算機教育教學(xué)（510091）。