杜少波

（貴州商學(xué)院計算機(jī)與信息工程學(xué)院 貴州 貴陽 550014）

“線上+線下”混合式教學(xué)模式，已成為當(dāng)前高校教育教學(xué)的重點。通過線上線下混合式教學(xué)的開展，教師可以隨時隨地進(jìn)行教學(xué)，同時可以拓展教學(xué)內(nèi)容和增加學(xué)生的認(rèn)知；學(xué)生可以不受學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)場所的限制，根據(jù)自己的實際情況利用碎片化時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效率。在線上線下混合式教學(xué)中，教師和學(xué)生的角色關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了較大的改變[1]。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，學(xué)生是被動接收知識，而在線上線下混合式教學(xué)中學(xué)生的積極性得到了最大的發(fā)揮，學(xué)生不需要緊跟教師的授課進(jìn)度，有更多的時間和空間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺還可以實現(xiàn)與教師的良性互動，保證教學(xué)效果具有質(zhì)的提升。

程序設(shè)計課程是高校必開的學(xué)科基礎(chǔ)課程。無論是開設(shè)C語言還是Python程序設(shè)計，都可以通過程序設(shè)計語言的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、邏輯思維和應(yīng)用計算機(jī)解決實際問題的能力。在日常教學(xué)中，教師將知識傳授給學(xué)生，布置練習(xí)作業(yè)，這種傳統(tǒng)教學(xué)方法只是將程序設(shè)計思想簡單傳授給學(xué)生，而在實際操作過程中學(xué)生仍然感覺無從下手。在當(dāng)前的新工科建設(shè)背景下，這種傳統(tǒng)教學(xué)模型以無法勝任，因此需要進(jìn)行改革創(chuàng)新。

2008年加拿大高校提出了在網(wǎng)上提供免費課程的大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（Massive OpenOnline Courses,MOOC）[2]。2013年國內(nèi)大學(xué)開始了MOOC的建設(shè)，到今天中國MOOC已經(jīng)形成較為完善的生態(tài)體系。雖然MOOC推動了教學(xué)模式的創(chuàng)新，但是由于學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)主動性，導(dǎo)致教師無法及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。因此，2013年出現(xiàn)了小規(guī)模限制性在線課程（Small Private Online Course,SPOC）教學(xué)模式[3]。SPOC是一種線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，與MOOC相比最大的區(qū)別在于規(guī)模。

在線評測系統(tǒng)（Online Judge,OJ）起源于ACM-ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽，主要用于評測程序設(shè)計競賽程序代碼的正確性和選手排名。在線評測系統(tǒng)按照事先設(shè)計好的測試用例來自動編譯競賽選手的代碼并驗證程序結(jié)果[4]。一開始主要用于程序設(shè)計競賽，后來逐漸應(yīng)用于高校的程序設(shè)計課程教學(xué)中。

通過線上線下混合式教學(xué)方法，將程序設(shè)計課程與在線評測系統(tǒng)相結(jié)合形成課程理論內(nèi)容和實踐內(nèi)容混合教學(xué)的模式，同時根據(jù)學(xué)生的產(chǎn)出，不斷改進(jìn)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和評價方法，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中。將傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生只是知識的被動接收者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的主動參與者，教師不再是課堂的主角。學(xué)生在學(xué)習(xí)了理論知識后，利用線上評測系統(tǒng)進(jìn)一步鞏固所學(xué)內(nèi)容，并將理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦虼a，不僅有利于知識的掌握，同時也提升了學(xué)生的實踐動手能力。

1 構(gòu)建“OBE+OJ”教學(xué)模式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，如圖1所示。教師根據(jù)制訂好的教學(xué)計劃對課程內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生根據(jù)教師安排完成課堂實驗或課后實驗。這種教學(xué)模式對于程序設(shè)計類課程而言存在諸多問題。

圖1 傳統(tǒng)教學(xué)模式

首先，教師根據(jù)章節(jié)內(nèi)容提出實驗要求、學(xué)生根據(jù)要求完成實驗、教師驗收實驗結(jié)果。在這種模式下，學(xué)生很難去構(gòu)造更多的測試用例來驗證程序設(shè)計的正確性，僅僅停留在只要能夠運行，獲得實驗結(jié)果即可。程序設(shè)計的整體性、空間復(fù)雜度和時間復(fù)雜度等很難引起學(xué)生的重視，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計習(xí)慣和意識。

學(xué)生在運行程序的過程中有可能出現(xiàn)語法錯誤或編譯錯誤的問題，同時存在運行結(jié)果不正確或只有部分正確的可能性，隨著時間的推移會逐漸打消學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，這樣不利于學(xué)生參與到課堂教學(xué)中。

其次，課程考核模式。程序設(shè)計類課程按照傳統(tǒng)筆試試卷考核，學(xué)生只是停留在試卷內(nèi)容上，無法驗證自己編寫的程序是否正確，這樣很難調(diào)動學(xué)生日常學(xué)習(xí)的積極性和參與實踐的積極性，同時不利于學(xué)生編程能力的培養(yǎng)、掌握程序調(diào)試方法、程序設(shè)計樂趣、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

最后，教學(xué)反饋。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師只是簡單完成了教學(xué)任務(wù)，而對于學(xué)生對知識的掌握情況和學(xué)習(xí)效果很難把握，無法及時、準(zhǔn)確地掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，對于學(xué)情的分析缺乏支撐數(shù)據(jù)。這對于教師后期調(diào)整和修改教學(xué)目標(biāo)是不利的。

針對傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，為了進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計課程的積極性，筆者設(shè)計了基于“OBE+OJ”的教學(xué)模式，利用EduCoder實踐教學(xué)平臺來實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，通過混合式教學(xué)提高學(xué)生的課堂參與率和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；根據(jù)在線學(xué)習(xí)和在線實驗效果反饋來優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，改善實驗內(nèi)容，綜合提高學(xué)生的程序設(shè)計能力和創(chuàng)新能力；利用EduCoder平臺提供的SPOC模塊可以組建小規(guī)模限制性在線課堂，提供具有針對性的在線教學(xué)資料和課堂互動，進(jìn)行個性化培養(yǎng)[5]。基于OBE模式對課程考核方式進(jìn)行改革，將過程性考核與結(jié)果產(chǎn)出相結(jié)合，進(jìn)一步提升學(xué)生參與課堂的積極性和自主學(xué)習(xí)能力；根據(jù)日常學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和最后的考核結(jié)果反饋，改善教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，切實提升教學(xué)質(zhì)量。

基于“OBE+OJ”的程序設(shè)計類課程混合式教學(xué)模式，如圖2（p59）所示。EduCoder實踐教學(xué)平臺結(jié)合了SPOC和OJ兩大功能，既可以實現(xiàn)SPOC教學(xué)，也可以實現(xiàn)程序在線評測。借助該平臺教師可以開展線上線下混合式教學(xué)，提前將課程內(nèi)容上傳至平臺，學(xué)生可以完成課前內(nèi)容學(xué)習(xí)、教學(xué)視頻觀看、自我測驗；通過線下課堂開展重點難點分析、課堂討論和答疑；課后完成在線作業(yè)和實驗。

圖2 OBE+OJ程序設(shè)計類課程混合式教學(xué)模式

利用“OBE+OJ”教學(xué)模式，實現(xiàn)以產(chǎn)出為目標(biāo)的線上線下混合式教學(xué)，可以提升學(xué)生參與課堂的積極性，利用SPOC模塊學(xué)生通過課前線上學(xué)習(xí)掌握內(nèi)容知識、課中對疑難問題進(jìn)行針對性的解決、課后對內(nèi)容進(jìn)行鞏固、期末對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行改善形成一個以產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的混合教學(xué)模式，將其形成一個教學(xué)、評價、改進(jìn)的閉環(huán)教學(xué)模式[6]。將學(xué)生從教學(xué)的被動接收者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的參與者，通過后臺數(shù)據(jù)對學(xué)生的各個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行量化分析，分析每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，制訂具有針對性的教學(xué)策略，做到個性化教學(xué)、因材施教。

2 “OBE+OJ”的教學(xué)模式實施

開展“OBE+OJ”教學(xué)模式，需要對傳統(tǒng)教學(xué)課堂進(jìn)行重新設(shè)計，同時需要建設(shè)線上教學(xué)資源。可以依托EduCoder實踐教學(xué)平臺來完成線上線下混合式教學(xué)和實踐教學(xué)。

2.1 OBE+OJ教學(xué)資源的設(shè)計與開發(fā)

采用線上線下混合式教學(xué)模式開展程序設(shè)計類課程教學(xué)較為合適，因為程序設(shè)計類課程強(qiáng)調(diào)理論知識與實踐能力的重要性，同時對于學(xué)生的實踐操作能力和動手能力要求較高，而傳統(tǒng)課堂教學(xué)注重理論知識的教授，難以獲得較好的教學(xué)效果。因此，借助于線上線下混合式教學(xué)，可以在線上開展理論知識的教授和實際編程能力的培養(yǎng)，在進(jìn)行線下教學(xué)時，重點解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題，這樣可以提升學(xué)生理論知識的掌握和實際動手操作能力。

開展線上教學(xué)最為重要的就是利用好線上教學(xué)資源，如教學(xué)視頻、教學(xué)文檔等。按照MOOC教學(xué)模式的思想，以課程知識為主線開展教學(xué)資源的開發(fā)，每個知識點對應(yīng)一個教學(xué)視頻，視頻的時長通?？刂圃?0-20分鐘之內(nèi)最為合適，這是根據(jù)人的持續(xù)關(guān)注的時間理論而設(shè)計的[7]。在EduCoder平臺上搭建程序設(shè)計類課程的課程目錄，根據(jù)知識點將課程教學(xué)視頻和教學(xué)資源放入目錄中，方便學(xué)生在上課前學(xué)習(xí)，同時對于各個知識點也設(shè)計了自我測試的內(nèi)容，用于驗證學(xué)生對于知識的掌握情況，方便教師課下講解疑難點；在各個知識點之后還設(shè)計一個章節(jié)測驗，用于驗證學(xué)生對本章節(jié)內(nèi)容的綜合掌握程度。

在線測評系統(tǒng)的優(yōu)點在于可以實現(xiàn)自動化測評，可以在設(shè)計課程目錄時利用平臺自帶或自建的題庫嵌入各個知識點，根據(jù)知識內(nèi)容設(shè)計課后作業(yè)和實驗，進(jìn)一步鞏固學(xué)生的程序編寫能力。

OBE教學(xué)理念是以產(chǎn)出為導(dǎo)向來設(shè)計教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，將線上線下混合式教學(xué)與OBE理念結(jié)合，可以通過不斷優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容來開展線上線下混合式教學(xué)。

2.2 開展線上線下混合式教學(xué)實踐

2.2.1 基于OBE的混合式教學(xué)實施計劃和教學(xué)設(shè)計

混合式教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，因此需要重新設(shè)計教學(xué)計劃。依照OBE教學(xué)理論，依托教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和課程學(xué)時、學(xué)分，制訂出每個章節(jié)的學(xué)時分配計劃；根據(jù)每次教學(xué)的重點進(jìn)行教學(xué)計劃的制訂，如課程導(dǎo)入、預(yù)習(xí)內(nèi)容、課堂內(nèi)容的重難點內(nèi)容和相關(guān)課程思政元素的融入、課后實驗等。

在進(jìn)行混合式教學(xué)時，需要對每次的教學(xué)進(jìn)行重新設(shè)計，總體上包含課前、課中和課后三個階段。課前需要在線上學(xué)習(xí)相關(guān)知識的教學(xué)視頻、知識點相關(guān)資料和自我測驗等；課中主要體現(xiàn)在線下教學(xué)上，重點講解知識疑難問題和開展相互討論；課后主要布置作業(yè)、實驗和小組討論等內(nèi)容。

經(jīng)過各個階段的設(shè)計后，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生掌握程度來進(jìn)行有針對性的調(diào)整或優(yōu)化，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)設(shè)計。

2.2.2 混合式教學(xué)活動

教學(xué)活動是對教學(xué)計劃的具體體現(xiàn)，通過教學(xué)活動來完成教學(xué)計劃。教師在課前通過教學(xué)平臺將教學(xué)內(nèi)容發(fā)給學(xué)生，學(xué)生可以了解應(yīng)該學(xué)習(xí)什么內(nèi)容和完成什么任務(wù)。

教師通過平臺查看學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況，如視頻觀看情況、自我測驗試題等，能夠很快了解學(xué)生對于當(dāng)前知識點的掌握情況，以及需要重點講解的內(nèi)容是什么，在課中對掌握不到位的內(nèi)容進(jìn)行5-10分鐘左右的講解。為進(jìn)一步理解本次內(nèi)容的重難點內(nèi)容，可以讓學(xué)生在課后開展擴(kuò)展閱讀和實驗等。對于程序設(shè)計類課程來講，課后作業(yè)中程序設(shè)計類題目要占到全部作業(yè)的90%以上。

2.2.3在線實踐教學(xué)

程序設(shè)計類課程對于學(xué)生的實踐動手能力要求較強(qiáng)，因此需要進(jìn)行大量的編程實踐，才能提升學(xué)生的編程能力，如果實踐投入不夠，學(xué)生對于程序設(shè)計很難有一個本質(zhì)性的認(rèn)識和提高。教師在平臺上布置實驗作業(yè)時，需要強(qiáng)調(diào)時間觀念，即學(xué)生應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成相關(guān)題目。作業(yè)完成后，平臺會根據(jù)學(xué)生完成的情況，依照準(zhǔn)確率、用時和程序設(shè)計的復(fù)雜度進(jìn)行評測，給出成績和綜合排名。通過在線評測系統(tǒng)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的時間觀念，還可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力。

2.3 課程團(tuán)隊建設(shè)

開展混合式教學(xué)需要有一支善于鉆研新教法和教學(xué)模式的教師團(tuán)隊，團(tuán)隊成員可以由專業(yè)課程教師與思政課程教師共同組建，在進(jìn)行專業(yè)課程教授的過程中不斷融入課程思政內(nèi)容，完善和充實教學(xué)內(nèi)容。

在混合式教學(xué)中融入思政元素，建議與馬克思主義學(xué)院課程思政咨詢團(tuán)隊對接，請咨詢團(tuán)隊在課程的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)資料的制作、教學(xué)內(nèi)容中思政元素的挖掘等方向，給予指導(dǎo)與幫助[8]。

同時，著力提升專業(yè)課程教師應(yīng)用OBE教育理念和思政教育的能力，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，努力打造一支善于鉆研新教學(xué)方法和挖掘思政元素的課程教學(xué)團(tuán)隊。在課程實施中，不僅將新的教育教學(xué)方法帶進(jìn)課堂，同時還將中國的優(yōu)秀文化和歷史人物融入教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生艱苦奮斗、精益求精和精誠團(tuán)結(jié)的團(tuán)隊精神，引導(dǎo)和幫助學(xué)生成為對社會和國家有用的可靠人才。

3 “OBE+OJ”教學(xué)效果反饋

根據(jù)產(chǎn)出導(dǎo)向的教育理念，在制訂課程目錄時，依據(jù)課程知識點要求創(chuàng)建不同數(shù)量的任務(wù)點，其中教學(xué)視頻占60%左右。以C語言程序設(shè)計課程為例，學(xué)生日常觀看視頻的參與度為95%。在教學(xué)初期學(xué)生平均提交在線測試次數(shù)為4.5次，說明教學(xué)初期學(xué)生剛接觸程序設(shè)計課程，還沒有完全掌握程序設(shè)計語法和要求，出現(xiàn)錯誤最多的為語法錯誤和運行時錯誤。通過不斷練習(xí)，學(xué)生掌握了程序設(shè)計的基本語法結(jié)構(gòu)和一些調(diào)試技巧，測評次數(shù)也不斷減少。

對于課程最后的考核方式進(jìn)行了改革，傳統(tǒng)考試注重最后的試卷成績，而忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)過程的重要性。因此最終的考試加大過程性考核比例，如在線學(xué)習(xí)、自我測驗、作業(yè)和實驗等，占70%；而期末考試成績僅占總成績的30%。

在課程結(jié)束后，可以通過后臺數(shù)據(jù)、學(xué)生綜合成績、學(xué)生網(wǎng)上評教或調(diào)查問卷等多種形式對教學(xué)效果進(jìn)行調(diào)查分析，其中有90%的學(xué)生表示，應(yīng)用OJ在線評測系統(tǒng)提升了自身的程序設(shè)計能力。同時對于后期參加程序設(shè)計競賽也奠定了基礎(chǔ)，現(xiàn)階段計算機(jī)類研究生復(fù)試也是采用上機(jī)編程的考核方式，這也讓他們提前適應(yīng)了線上程序設(shè)計環(huán)境。可以根據(jù)學(xué)生提出的問題和建議對教學(xué)的目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，形成一個良性的互動。

4 結(jié)語

在新工科建設(shè)的背景下，開展線上線下混合式教學(xué)已經(jīng)成為高校課程改革的重點。線上線下混合式教學(xué)打破了時間和空間的局限性，利用信息技術(shù)手段將教學(xué)進(jìn)行延伸，充分調(diào)動學(xué)生參與課程的積極性和學(xué)習(xí)的主動性。針對程序設(shè)計類課程的特點，將OBE教學(xué)理念融入線上線下混合式教學(xué)模式中，構(gòu)建了基于“OBE+OJ”的程序設(shè)計類課程混合式教學(xué)模式，依據(jù)教學(xué)產(chǎn)出來持續(xù)改進(jìn)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。該模式將學(xué)生從被動接收者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的主角，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力得到了提升，也提升了學(xué)生的編程能力和編程興趣。