李家春，冼 進，熊冬青

（1.華南理工大學 計算機科學與工程學院，廣東 廣州 510006；2.廣東機電職業(yè)技術學院 電子與通信學院，廣東 廣州 510515）

0 引言

C++程序設計是華南理工大學計算機基礎公共課，由于各專業(yè)培養(yǎng)目標、學生學習需求和學習興趣各不相同，學生的計算機基礎、學習能力、學習意愿等也不盡相同。因此，該課程學生個體化差異非常突出，具有鮮明的分層特點。混合式教學［1-2］是將教學資源、教學平臺、教學工具、教學模式進行深度混合，從而取得最優(yōu)教學效果的一種教學模式，是當前主流的教學形式。而分層教學則充分體現(xiàn)面向全體、因材施教的特點，以激發(fā)全體學生學習興趣，提高學習能力。因此，本文以C++程序設計課程為例，研究混合式教學中分層教學設計策略，并開展分層教學探索與實踐。

1 相關研究

關于分層教學理論，20 世紀60 年代末，美國心理學家和教育學家布魯姆創(chuàng)立了掌握學習理論［3］，認為只要提供最佳教學并給予足夠時間，絕大多數(shù)學生在學習能力、學習速率和繼續(xù)學習動機等方面的個體差異將變得很小，都能學會學習并取得優(yōu)異成績。掌握學習理論采用“反饋-矯正”手段，促進個體充分發(fā)展。前蘇聯(lián)著名心理學家和教育家維果茨基提出最近發(fā)展區(qū)理論［4］，認為學生發(fā)展有兩種水平：現(xiàn)有水平和潛在水平，兩者間差異為最近發(fā)展區(qū)，即“跳一跳，夠得著”的水平。把握最近發(fā)展區(qū)，不斷將“潛在水平”轉(zhuǎn)為“現(xiàn)有水平”，能加速學生發(fā)展。前蘇聯(lián)教育家巴班斯基提出教學過程最優(yōu)化理論和區(qū)別教學法［5］，認為傳授不同類型新知識時，可采用不同教學方式（比如集體教學、臨時分組教學或個別輔導），從而實現(xiàn)教學方式優(yōu)化結(jié)合。分層教學是基于上述多樣化理論，充分考慮學生個體差異，在集體教學中有針對地加強對不同個體學生的指導，使每位學生都能得到最好的發(fā)展。早在公元前四世紀我國古代的教育論著《學記》就提出了“因材施教”的教育原則，認為讓學生看到差距，能激發(fā)學生的內(nèi)在學習動機，使學生的能力獲得可持續(xù)發(fā)展［6］。

近年來，分層教學的發(fā)展優(yōu)勢日益凸顯，分層教學已成為教育部一流本科課程建設［7］中“兩性一度”［8］建設標準重要實現(xiàn)方式。目前，國內(nèi)對分層教學的研究多集中在中小學英語、數(shù)學等基礎教育中，大多采用分層分班式［9］或分層走班式［10］顯性分層教學模式，人為使學生形成某種偏向，將有限優(yōu)質(zhì)資源過度集中在所謂“好班”，忽略所謂“差班”學生的進步和協(xié)調(diào)發(fā)展。目前已逐步轉(zhuǎn)向班內(nèi)隱形分層教學模式的研究［11-12］，依照學生實際水平和學習能力設定不同發(fā)展目標，但傳統(tǒng)教學方式大多采用結(jié)果性考核評價方式，難以及時動態(tài)掌握學生學習情況，不能實現(xiàn)動態(tài)分層，應用效果有限。

混合式教學通過使用智慧化教學工具（如雨課堂）［13］產(chǎn)生豐富的過程性評價數(shù)據(jù)，用于教學過程回溯和教學行為分析改進診斷［14］。在混合式教學中實施分層教學策略的過程中，可以充分利用數(shù)據(jù)，作出更為科學合理的動態(tài)分層，確保分層教學實施效果。本文基于混合式教學進行C++程序設計課程分層教學設計，通過對C++程序設計知識點分層設計和基于過程性評價動態(tài)分層策略，激發(fā)本課程學生學習積極性，從而提高課程教學質(zhì)量。

2 混合式教學中分層教學分析

混合式教學案例如圖1 所示，將不同教學資源、教學工具、教學平臺和教學模式進行深度融合，通過課前預習和前測、課中互動討論和堂測、課后溫習和后測及答疑等活動，提高學生自主學習積極性和課堂持續(xù)參與度，以期取得理想的學習效果，促進學生深度學習和個性化學習。

Fig.1 Map of blended teaching case圖1 混合式教學案例示意圖

選取4個學期觀察混合式教學實施，有如下特點：

（1）大一新生各科功課較繁重，課余時間并不充足，故投入到每門課程的學習時間有限。在此4 學期發(fā)放的問卷中，有效問卷數(shù)為299 份。從調(diào)查結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，學生在本課程投入時間集中在0～2小時內(nèi)，如表1所示。

Table 1 Statistics of students’ study time表1 本課程學生學習投入時間統(tǒng)計

（2）班級內(nèi)學生差異較大，對學習難度的感知不一致，自學能力、學習興趣均不相同。在4 個學期的開學5 周后均發(fā)放調(diào)查問卷，讓學生對本課程學習情況進行自評，得到的結(jié)果如表2 所示。學生學習狀況呈正態(tài)分布，具有明顯的分層特點：學習輕松、學習略困難但能跟上進度、學習困難。其中，感到學習輕松和學習困難的學生占比較小，能夠跟上進度的學生占比較大。兩端的學生比例也具有個性化特點，不同學期不同專業(yè)不同年級的占比呈動態(tài)變化。

Table 2 Characteristics of students’ study status表2 本課程學生學習狀況特點

（3）同一學期同一班級學生層次不斷變化，每層學生人數(shù)呈動態(tài)變化，選用平時成績量化分層，A 層為80-100分，B 層為60-80 分，C 層為60 分以下。任意選取某學期12次平時測試（課堂測試或OJ 實驗成績）進行統(tǒng)計，得到分層動態(tài)分布示意圖如圖2 所示。1～8 次為課堂測試，講解新知識點后即隨堂測試，因此A 層學生占比偏低；9～12 次為OJ 實驗成績，多為每章節(jié)授課完成后的課后測試，學生可對所學知識進行溫習，因此A 層學生占比上升。

Fig.2 Dynamic change diagram of formative evaluation data圖2 形成性評價數(shù)據(jù)動態(tài)變化示意圖

線上學習或線上為主線下為輔的模式并不適合大一新生，線下為主線上為輔的教學模式才是其最佳學習模式。學生學習狀況分層及其動態(tài)變化特點也對開展靈活分層教學提出了迫切需求，設計良好的分層教學設計方法有助于激發(fā)每位學生的學習興趣，使其“現(xiàn)有水平”向“潛在發(fā)展水平”轉(zhuǎn)化，從而促進全體學生共同發(fā)展。

3 混合式教學中分層教學設計

混合式教學中分層教學設計思路如圖3 所示。按照布魯姆教育目標分類認知理論［15］，將教學目標分為3 層：基礎目標（記憶、理解）、提高目標（應用、分析）和提升目標（評價、創(chuàng)造），分別對應3 種層次的學生群體，即A 層、B 層和C 層。教學活動包括課前、課中、課后及線上線下活動，每一類活動均基于教學目標進行分層設計，并根據(jù)過程性評價數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)整。

具體教學活動分層設計策略如表3所示。

Fig.3 Design ideas of stratified teaching based on blended learning圖3 混合式教學分層教學設計思路

Table 3 Stratified strategy for teaching activities表3 教學活動分層設計策略

教學目標根據(jù)課程知識點難易程度及學生學習基礎進行設定，由學生主動選擇和教師鼓勵引導共同完成分層，以幫助學生找到自己的“最近發(fā)展區(qū)”。課堂教學活動采用共性+個性的教學組合方式進行分層，通過提煉出課前預習階段學生反饋的共性問題，在課堂中進行講授、發(fā)布堂測或組織學生討論互動，對于個性問題則采用課堂提問、作業(yè)回復或課后一對一答疑輔導解決。對照教學目標分層標準，將C++程序設計課后作業(yè)知識點考核分層為3類，即必做題、選做題和開放題，如表4所示。

Table 4 Stratification of knowledge point in C++programming course表4 C++程序設計知識點分層

將課程知識點劃分為11 個教學模塊，其中概念、語法和獨立模塊的簡單應用作為必選題的分層標準；結(jié)構(gòu)化編程、面向?qū)ο缶幊痰亩鄠€教學模塊組合應用及前面兩種組合與文件操作的綜合應用是選做題的分層標準；每個教學模塊中的難點（比如遞歸算法、鏈表、指針數(shù)組、動態(tài)二維數(shù)組、虛繼承、異質(zhì)鏈表等）、創(chuàng)新應用（如String 類、標準模板、窗體程序）優(yōu)化程序及得到圖形界面等作為開放題考慮要素。

4 混合式教學中分層教學實施效果評價

以2021-2022 年第2 學期C++程序設計課程為例，對共計70 名學生進行調(diào)查，從課堂活躍度（互動參與人數(shù)占比）、學習興趣、學習能力、編程能力、學習收獲和滿意度6 個維度評價混合式教學中分層教學實施效果。課堂活躍度數(shù)據(jù)通過長江雨課堂的形成性評價中統(tǒng)計得到，其余5 個維度數(shù)據(jù)通過問卷調(diào)查統(tǒng)計（其中有效問卷數(shù)為57 份）得出。前4 周（1-4 周）未使用分層教學，第5 周開始使用分層教學，任選其中4 周（7-10 周）的分層教學數(shù)據(jù)，如圖4 所示，采用混合式分層教學后，學生參與課堂互動人數(shù)明顯增加，即互動占比增加，課堂活躍度明顯提升。

Fig.4 Comparison of classroom activity圖4 課堂活躍度對比

如表5 所示，混合式分層教學方式能有效提高學生學習能力（贊成率96.49%）和編程能力（贊成率92.99%）；較好地提升教學滿意度（贊成率85.97%）；在一定程度上提高學生的學習興趣（贊成率82.45%），并讓學生覺得學有所獲（贊成率80.71%）。

考慮到撰寫本文時2021-2022 學年第2 學期并未結(jié)束，因此采用過去3 學期（2020-2021 學年，2021-2022 學年第1 學期）期末考試平均成績數(shù)據(jù)，比較混合式分層教學班和平行班之間的學習效果。如圖5 所示，采用混合式分層教學后，學生平均成績均大幅提升。

Table 5 Other evaluation dimensions of stratified teaching effect表5 其他分層教學效果評價維度

Fig.5 Comparison of learning effect圖5 學習效果對比

5 結(jié)語

混合式教學模式下分層教學方式是教育部一流本科課程“兩性一度”建設基本原則的重要體現(xiàn)之一，也是促進學生發(fā)展的教學改革方式。本文研究混合式教學中學生學習特點，設計C++程序設計課程混合式分層教學設計思路和分層策略，并在一線教學活動中驗證實施效果。后續(xù)研究將增加問卷調(diào)查樣本數(shù)量、豐富樣本多樣性，設計更合理的分層，實施對比教學周持續(xù)時段，以提高分層教學效果評價有效性。