混合式教學(xué)模式下的編程類課程改革研究

張敏 馬文英

摘? ?要：混合式編程類課程如何在線上視頻課程和線下課堂教學(xué)中獲取好的平衡點(diǎn)是文章探究的問(wèn)題。針對(duì)編程基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，文章提出3方面的混合式教學(xué)策略，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)”課程教學(xué)實(shí)踐中采集豐富的數(shù)據(jù)，充分驗(yàn)證了教學(xué)方法的有效性。

關(guān)鍵詞：混合式;編程類課程;教學(xué)策略

近年來(lái)，隨著在線開放課程的迅猛發(fā)展，對(duì)于編程類課程，學(xué)生可以方便地從各類在線開放平臺(tái)獲取基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理。但是學(xué)生普遍反映“聽懂容易編碼難”，體現(xiàn)了在線課程在實(shí)踐訓(xùn)練方面的欠缺與不足。如何把線上課程與線下訓(xùn)練有效地結(jié)合起來(lái)，給授課教師帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[1]，應(yīng)激勵(lì)其積極探索各種能提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率的教學(xué)方法[2-4]。

本文立足于成都信息工程大學(xué)的校級(jí)平臺(tái)課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)”，在承擔(dān)在線開放精品課程建設(shè)的同時(shí)，關(guān)注一般本科院校的編程類基礎(chǔ)課程在混合式教學(xué)中存在的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)反復(fù)實(shí)踐，驗(yàn)證了教學(xué)策略的有效性。

1? ? 教學(xué)現(xiàn)狀及難點(diǎn)分析

編程類課程在通信電子類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)能力訓(xùn)練要求中占相當(dāng)大的比重，歷屆畢業(yè)生反饋的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)編程類課程在課程學(xué)時(shí)延長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增強(qiáng)等方面有強(qiáng)烈的訴求。在低年級(jí)開設(shè)的基礎(chǔ)編程課程，比如C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)，不少學(xué)生反映難度較大，尤其在推行在線開放課程建設(shè)的過(guò)程中，授課教師也遇到了線上、線下工作量倍增以及與授課效果提升不匹配的問(wèn)題。為此，課程團(tuán)隊(duì)深入調(diào)研討論，總結(jié)出了學(xué)時(shí)有限、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、師生互動(dòng)交流少3個(gè)方面的原因。

1.1? 學(xué)時(shí)有限，翻轉(zhuǎn)課堂有難度

以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)”課程為例，按照有限的學(xué)時(shí)規(guī)劃，一般而言，單個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的某一基本操作，從原理到代碼講解大約只能分配10 min;考慮低年級(jí)同學(xué)的平均水平，代碼部分需要重復(fù)講解2～3次加學(xué)生復(fù)現(xiàn)才能基本掌握，需要的時(shí)間保守估計(jì)20 min。如果按照學(xué)時(shí)規(guī)劃，大部分學(xué)生只能停留在理解原理的層次。

如果加入翻轉(zhuǎn)課堂，對(duì)學(xué)生在算法實(shí)際應(yīng)用和編程語(yǔ)言變換等方面提高要求，學(xué)時(shí)更是捉襟見肘。線上課程的視頻并沒有很好地為線下課程服務(wù)助力，反而給學(xué)生帶來(lái)雙倍學(xué)時(shí)收獲未增的壓力。

1.2? 編程基礎(chǔ)薄弱

編程類課程的特點(diǎn)以及課程面對(duì)的學(xué)生基礎(chǔ)情況，決定了編程實(shí)踐成為學(xué)生理解知識(shí)和獲得學(xué)習(xí)成就感的主要途徑之一，但薄弱的編程能力基礎(chǔ)和畏難情緒是行課過(guò)程中最大的攔路虎。

從行課過(guò)程和評(píng)教結(jié)果來(lái)看，學(xué)生普遍反映理論知識(shí)都已理解，但是上機(jī)實(shí)驗(yàn)和機(jī)考卻無(wú)從下手，主要是學(xué)生對(duì)編寫復(fù)雜程序缺乏自信。在程序調(diào)試的技巧和方法上也缺乏訓(xùn)練，還有部分學(xué)生因?yàn)閷W(xué)習(xí)惰性，存在抄襲和照搬同學(xué)代碼的不良習(xí)慣。

1.3? 交互比傳統(tǒng)課堂減少

鑒于前文所提的問(wèn)題，授課教師必然花更多的時(shí)間在講解上，從而留給學(xué)生反饋學(xué)習(xí)情況和難點(diǎn)的時(shí)間更加有限，形成了教師怕講不夠、學(xué)生吸收不了、遺留很多問(wèn)題、沒有時(shí)間交流、學(xué)生懶于反饋、授課效果不佳、教師補(bǔ)充講解這樣的惡性循環(huán)。

在編程類課程有限的學(xué)時(shí)、較高的難度、學(xué)生的積極性、師生交流的有效性等各因素取得較好的平衡點(diǎn)，是本文探索改革途徑的目標(biāo)所在。

2? ? 解決措施及效果

回顧近幾年的混合式教學(xué)歷程，筆者發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的根本在于統(tǒng)籌安排線上和線下的教學(xué)內(nèi)容，充分地利用學(xué)生的有效學(xué)習(xí)時(shí)間。在教學(xué)實(shí)踐中，提出了以下3方面的策略和方法。

2.1? 信息工具輔助預(yù)習(xí)

課程組通過(guò)“雨課堂”提前把知識(shí)點(diǎn)短視頻推送到學(xué)生手機(jī)端，同時(shí)推送視頻相關(guān)的題目，其中包括單選題146道、多選題31道、問(wèn)卷題8道，學(xué)生提交即可判分和獲得正確答案，形成閉環(huán)反饋，幫助他們及時(shí)糾正和查漏補(bǔ)缺，教師也從“雨課堂”獲取實(shí)時(shí)得分?jǐn)?shù)據(jù)，分析總結(jié)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況和薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地查漏補(bǔ)缺。為模擬課前自主預(yù)習(xí)，安排了一次試點(diǎn)課時(shí)測(cè)驗(yàn)結(jié)果。

該試點(diǎn)課時(shí)用于前半學(xué)期知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，在學(xué)生觀看視頻后，立刻利用“雨課堂”發(fā)布題目，學(xué)生限時(shí)2～5 min答題，學(xué)生的得分情況如圖1所示;在1～2周后進(jìn)行的半期隨堂測(cè)驗(yàn)中，學(xué)生的客觀題得分情況如圖1所示的虛點(diǎn)曲線所示。

從中曲線對(duì)比可以看出，視頻配題對(duì)學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)助益情況與半期測(cè)驗(yàn)成績(jī)分布情況基本吻合。

2.2? 增設(shè)編程專題講解

考慮學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的差異和編程基礎(chǔ)的參差不齊情況，課程組老師開展了編程專題講解的第二課堂，以“線下+線上”混合的方式展開。

線下第二課堂，要求編程題目完成有困難的部分同學(xué)參與專題講解，其余同學(xué)根據(jù)自身情況自愿參與，通過(guò)黑板分析算法原理、白板逐行擴(kuò)寫代碼、核心模塊講解后停留時(shí)間給學(xué)生補(bǔ)充完整代碼的方式，引導(dǎo)學(xué)生從零構(gòu)建代碼，這一教學(xué)方式在提升學(xué)生興趣和編程自信方面取得的顯著效果令人驚喜。

線上第二課堂把常用的關(guān)鍵算法，尤其是學(xué)生自己脫書實(shí)現(xiàn)仍有困難的，比如排序、單鏈表的操作等算法，按照線下課堂講解的方式錄制成視頻，通過(guò)“雨課堂”和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)推送給學(xué)生。另外，還錄制了程序調(diào)試技巧的專題視頻，幫助學(xué)生克服畏難情緒。

表1展示了最近一學(xué)期期末考試的算法設(shè)計(jì)題目得分情況，從表1可以看出，未開展編程專題講解的平行班與試點(diǎn)班在編程題目上的得分拉開了一定的差距，定量地證明了該教學(xué)方法的有效性。

2.3? 課前回顧+課后小測(cè)

因?yàn)橹貥?gòu)的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)分擔(dān)了部分課堂授課內(nèi)容，利用調(diào)配出來(lái)的空余時(shí)間，授課教師設(shè)置了課前回顧和“牛刀小試”的課后小測(cè)環(huán)節(jié)，一般在課終5 min，采用“雨課堂”進(jìn)行選擇題和問(wèn)卷題的發(fā)布和限時(shí)作答。

此外，課程組老師在重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)講解完成之后，通過(guò)核心算法默寫、課堂練習(xí)、隨機(jī)抽問(wèn)等各種方式，一方面了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況，另一方面也對(duì)課堂注意力有一定提升，師生交互也大幅增加。2018—2019（1）學(xué)期安排了5次課后小測(cè)，當(dāng)堂學(xué)生注意力明顯較好。

這些教學(xué)方法的試行，都是在自主預(yù)習(xí)保證課堂學(xué)時(shí)重新調(diào)度分配的前提下完成。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

課程組老師利用“雨課堂”教學(xué)工具，設(shè)計(jì)并實(shí)施了3項(xiàng)具體教學(xué)策略，開展的混合式教學(xué)改革，提升了學(xué)生對(duì)編程課程新學(xué)習(xí)模式的接受度，增強(qiáng)了學(xué)生編程自信，增加了師生交流和互動(dòng)，采集了學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況的數(shù)據(jù)，用于推進(jìn)下一步的改革。

在后續(xù)的改革中，課程組預(yù)期擴(kuò)大課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)比重，線下課堂著重傾向于編程專題講解，進(jìn)一步解決翻轉(zhuǎn)課堂問(wèn)題，給在線開放課程建設(shè)背景下的混合式教學(xué)提出一種行之有效的新思路。

[參考文獻(xiàn)]

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