混合式教學在程序設計基礎課程中的應用

張廣斌 張潤梅 劉瑾

摘 要：針對“金課”建設背景下高校課程教學改革需求，探索教學模式創新，構建基于SPOC 的程序設計基礎課程混合式教學模式。利用移動教學軟件輔助教師從學情分析、資源建設等方面開展課前準備，在此基礎上設計和實施內容充實、形式新穎多樣的課堂教學活動，開展主題討論、問卷、作業等課后活動。應用大數據技術對包括課堂互動、簽到、視頻觀看、章節測驗、PBL小組等項目的教學進行過程評價，實現教學實時反饋與調整。教學實踐證明，混合式教學是互聯網+形勢下教學模式發展的新趨勢。

關鍵詞：SPOC;混合式教學;移動教學;過程評價;程序設計基礎

0 引言

2018年6月21日，在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，教育部部長陳寶生第一次提出了“金課”的概念，隨后“金課”被寫入教育部文件[1]。11月24日，在第十一屆中國大學教學論壇上，中國教育部高教司司長吳巖作了《建設中國金課》的報告，提出“金課”建設的標準是“兩性一度”，以及建設五大“金課”的目標。吳巖在報告中提出每個學校都應該大力建設線上線下混合式“金課”[2]。但是如何建設混合式“金課”或高質量的混合式課程，目前各個國家和學校的做法不盡相同[3]。在線學習聯盟（Online Learning Consortium）與斯隆聯盟（Sloan Consortium）均認為混合式教學是面對面教學與在線教學兩種教學模式的結合[4]，并且對在線教學內容的比例有一定要求;Kwanashie[5]在教學過程中使用了傳統模式、翻轉課堂、混合式教學3種模式，并比較了不同模式的教學效果，但是對近年來興起的基于微信平臺和手機應用軟件的移動教學工具沒有進行明確說明與利用;張帥等[6]基于SPOC翻轉課堂與項目教學法，改變了單一的傳統課堂教學模式，有效實現了混合式教學模式重構，但是沒有利用大數據技術與移動教學軟件，實現過程性評價;蘇小紅[7]、丁博[8]利用MOOC+SPOC進行混合式教學，側重于提供MOOC讓學生自學，SPOC提供作業和實驗平臺，線下課堂則多用于討論，充分利用已有的教學資源，但是線下課堂教學活動不夠豐富，課后參與項目也偏少，無法實現教學全過程評價。

通過仔細研讀教育部文件，可以發現混合式“金課”與目前混合式教學基本上一致?；旌鲜浇虒W自上世紀末已被提出，但由于信息技術的飛速發展，混合式教學與智慧教學進一步結合，被認為是未來教育的新常態，特別是在目前“互聯網+”的背景下，混合式教學呈跳躍式發展。在該背景下，學校程序設計基礎課程率先開始變革，利用慕課建設的基礎，基于網絡教學平臺與手機教學軟件，建設校內SPOC課程，采用具有先進性和互動性的混合式教學模式，利用大數據技術實現教學過程監控，教師根據反饋調整教學過程，幫助學生實現探究性和個性化學習。

1 教學模式改革探索

由于師資及教室等資源的限制，學校電子與信息工程學院的專業課基本上采用傳統大班教學，同時由于學時壓縮，教學方式也多為以教師為中心，因此教師與學生交流的機會較少，也不清楚學生對課程知識的掌握程度，學生處于被動狀態，很少主動學習，往往僅為了分數考前集中復習，無法真正掌握和應用所學知識，更難實現創新。

為了提供優質的課程資源，并使學生能隨時隨地自主學習，提升課程質量，我校教學團隊申請并建設了省級慕課課程，錄制106個知識點（約1 200分鐘）的視頻資源。但由于教學團隊在網絡互動上投入的師資力量不足，視頻內容的特色不明顯等多種原因，全國范圍內選課人數不多，且學生學習進度和積極性不足。同時，因為建設慕課，教學師資力量被分散，導致本校學生沒有得到足夠重視，影響了課程教學效果。因此教學團隊將精力轉回校內，并響應國家建設混合式“金課”的倡議，針對高水平地方建筑大學的特色和培養目標，建設校內SPOC（Small Private Online Course）課程[4]。

SPOC課程以安徽建筑大學泛雅網絡教學平臺為依托，提供慕課建設時拍攝的視頻資源和教學資料。同時為更好地將傳統面對面教學方式與開放式在線學習兩者的優勢結合起來，實現以學生為中心的教學理念，使教師與學生在教學過程中發揮不同作用，教學團隊開展了基于SPOC的混合式教學模式研究與應用。

2 混合式教學模式應用

基于SPOC的混合式教學模式主要可分成4個階段：課前準備、課堂教學、課后活動、過程評價，如圖1所示。

2.1 課前準備

課前準備主要包括學情分析、資源建設、課前線上活動3部分。這些工作有些在課程開課之前完成，有的在某次課上課之前完成，在此統一歸為課前準備階段。

學情分析是對學習者教育背景、專業知識、學習能力等進行分析和統計。程序設計基礎課程主要面向大一新生及少部分重修學生，來自全國各省市的大一新生教育背景差異較大，通過多年實踐經驗分析與近年開課周期中第一次問卷調查，可知有些同學對于計算機和編程語言的了解為零，有些高中階段就參加過程序設計比賽。這種參差不齊的背景使傳統集中授課無法做到因材施教。

資源建設包括教學文件和學習資源兩種。教學文件包括該門課程的理論教學大綱、實踐教學大綱、教學日歷、教案等學校要求的必備項目，主要目標是讓學生對該門課程學習內容和教學進度有宏觀了解。資源建設的重點是學習資源部分，包括教學團隊錄制的MOOC視頻、任務點設計、PPT課件、試題庫、自編的實驗指導書、實驗操作微視頻、網絡資源鏈接等。這兩種資源均在課程的SPOC平臺上發布，通過設計與組合，構成了程序設計課程系統性學習資源。

教學團隊在完成資源建設后將組織課前線上活動。教師在課程平臺上提前發布每次課程的任務清單及導學問題。學生課前在 SPOC 平臺上根據任務清單學習本次課內容，包括觀看MOOC、預習PPT課件及鏈接的學習資源等。為了調動學生參與熱情，教師會發布與課程內容有聯系的社會熱點主題進行討論，如波音737MAX飛行軟件控制策略、安卓平臺和IOS平臺應用開發。這些課前線上活動很好地延伸了課堂教學形式和內容，積極發揮了學生碎片化、移動化學習的優勢，配合學習通軟件的使用，促進了學生探究式學習和自主學習能力培養。SPOC平臺可記錄學生所有課前活動，教師在課前就可了解學生預習情況，知道每個知識點有多少學生已經掌握，如果進一步使用平臺分析，可以獲知具體是哪些學生掌握了知識點、沒有掌握的學生對任務點的完成情況及之前的學習情況，這樣教師可在線上進行有針對性的督促和引導，并為課堂上的講授和活動提供數據支撐。

2.2 課堂教學

課堂教學是混合式教學的核心，課前所有準備都是為了更好地組織有效的教學活動。內容充實、形式新穎多樣的課堂教學活動能夠促進師生交流和互動，提高教學效率，使學生從被動聽講變成主動參與其中，成為教學活動的重要成員。在學習知識的同時，學生語言表達能力、團隊精神、實踐和創新能力也可得到進一步提升。

課堂教學中，教師除了進行重難點講解外，還會對一些共性的錯誤和典型案例進行分組討論。課程開課伊始，教師會通過學習通軟件“分組”功能對學生進行分組，以便在整個教學周期開展相關小組活動。課前準備中布置相關的小組活動內容，多為綜合性或難度較大的內容，如“函數的嵌套調用與遞歸調用”、“數組的指針和指針數組”等，讓學生以小組形式對內容進行交流和研討，然后選出代表進行公開陳述，其他小組同學對其進行評價。通過這種交流研討，教師對學生掌握欠佳的知識點進行補充講解。同時學生通過學習通的“評分”功能選出本次課表現最佳的小組[5]。

對一些課程內容的拓展，尤其是涉及新技術與前沿理論時，教師在課前準備時布置相關任務。課堂教學時，教師可以使用學習通軟件“搶答”功能，鼓勵學有余力且課前進行預習的學生上臺講述自己的理解或總結自己查詢的文獻，并由老師進行總結和點評。

對課程中編程和調試等實踐操作性教學內容，除了完成實驗指導書上的題目外，教師還可使用學習通軟件“選人”功能，隨機選取同學，讓學生講解其編程思路、涉及的知識點、程序執行情況、核心語句、調試技巧等。這種活動既在一定程度上避免了學生直接拷貝他人程序等舞弊行為，又鍛煉了學生語言表達與分析和解決問題的能力。

針對每次課堂教學，團隊會根據內容預先設計教學過程，但是課堂上依然需準備多種方案的備選，以便隨時進行調整。如在課堂教學中間環節，教師根據教學設計方案使用學習通“測驗”功能開展隨堂小測試，通過平臺自動打分和統計功能實時查看測驗結果，根據需要了解每個學生的具體答題情況。通過測驗教師可隨時了解學生對目標教學內容的掌握程度，并根據不同結果，及時調整課堂教學活動。

教學團隊利用學習通軟件“投屏”、“簽到”、“評分”、“選人”、“搶答”、“測驗”、“分組任務”等多項功能實施各種類型的課堂教學活動，在不對普通教室作任何改造的情況下，實現智慧課堂教學。這種混合式教學模式的課堂教學實際上是把SPOC課程線上活動與線下課堂的實體教學活動相結合，進行系統設計和組織實施。線上線下兩者相互促進和融合，整個課堂教學過程均有存檔和記錄，在使教學效果更加優化的同時，也為智慧校園+大數據的建設提供了基礎數據支撐。

2.3 課后活動

課后活動主要在SPOC課程平臺上在線進行，教師可以采取學習通“主題討論”、“作業”、“問卷”、“評分”、“投票”、“直播”、“筆記”等多種功能實現課后教學活動。課后活動主要目的是讓學生了解自己對知識的掌握程度，并學會反思和總結;同時可以幫助教師根據學生的活動表現調整課前教學設計、提升課堂教學效果，實現混合式教學模式的動態調整。

教師每次課后發布本次課知識點歸納和總結，供學生復習使用。但是在教學中發現這種形式效果不好，因此采用另外一種形式—思維導圖。課前預習中，學生學習的MOOC以知識點為基本單位，課堂教學中學生有時也容易將學習熱情投入到一些具體活動中，但經過SPOC平臺自學與課堂教學后，有些學生不容易形成知識體系。為了解決這個比較典型的問題，教師特意在每一章布置任務，即一章學習結束后，每位學生需要在紙上畫出該章節的思維導圖，作為一項必須完成的活動，拍照上傳到學習通軟件中。這項任務將學生從以往被動的記憶重難點，變成了主動思考與勾勒各知識點的關聯，既方便學生期末對課程的復習，也有利于學生理解力和分析力提升。

課后活動中還有一項是學生之間互評作業。程序設計基礎課程涉及豐富的理論知識和實踐操作，同時還有很多學生計劃報考計算機等級考試，因此作業環節對課程知識的掌握大有益處。課后布置的作業分為兩種類型：理論知識作業與編程作業。理論知識作業通常由主觀題和客觀題構成，客觀題由系統自動評判，主觀題通常要求學生在紙上寫好答案，拍照上傳。實踐操作題要求學生將自己的流程圖、編程頁面、運行窗口等截圖上傳，并進行文字注解。每次作業批改由一個小組負責，這種輪流批改使每個學生都有機會批改其他同學的作業。課堂上，小組代表需對批改的作業進行錯題、典型解法總結和點評。這種互評既能鞏固學生對知識的掌握，還能讓學生學習到不同的結題技巧和思路。

教師經常使用的課后活動還有問卷和投票，這兩項結合使用既可以用于課前學情摸底，也可用于課后調查，讓教師及時獲得教學反饋，避免了在期末才知道學生對教師課程評價和建議的傳統教學評價弊端。

2.4 過程評價

上述3個階段相互影響，但是過程評價是實現最佳效果不可或缺的一環。在混合式教學模式下，評價方式從傳統的內容和結果評價轉變為學習過程評價，實現教學實時反饋及教學內容與形式的動態調整。過程性評價對混合式教學中學生在課前、課堂、課后3個階段的表現均進行評價，再結合學生期末考試成績，兩者各占50%，形成最終總評成績。

過程評價包括作業成績、課堂互動、簽到、視頻觀看、章節測驗、PBL小組、訪問次數、資料閱讀、直播觀看等項目，各項目在過程評價所占比例可通過課程平臺成績管理的權重設置進行針對性分配，具體組成如表1所示。

程序設計基礎課程一共有10次課后作業，其中4次理論作業，6次實踐操作作業，取10次平均分，占比在過程評價中為20%。參與投票、問卷、搶答、選人、討論、隨堂小測驗等課堂活動可獲相應分數，具體每一次活動得分可以在活動開始時由教師設置和更改，教師可根據學生的具體表現，修改選人活動中的分數。課堂活動占比為20%，活動滿分為150分。教師在課堂教學中根據需要隨時開展簽到活動，可以采取手勢簽到、位置簽到、二維碼簽到、拍照簽到等多種形式，按次數累計，每簽到1次為1分，簽到數達40次為滿分，占比10%。視頻觀看為線上活動，可以在課前或課后完成，單個視頻觀看完成得1分，該項占比20%。PBL小組指學生在每個PBL項目小組獲得的分數求和，然后取平均分，這樣更強調小組成員團隊配合完成任務，該項占比20%。除此以外，學生還可登陸課程平臺，學習PPT和其它教學資料，以及瀏覽發生過的課堂活動等，所以還設有訪問次數得分，訪問30次以上為滿分，但是為了避免刷分，24小時內只記錄一次有效訪問，該項占比10%。這種多方面的過程考核評價貫穿整個混合式教學模式，更加關注學生整個課程期間的學習行為，綜合考慮學生線上學習與課堂學習效果，最終考核得出的過程評價與學生期末考試分數的重合度相當高。此外，平臺具有督學功能，教師對某一項活動或總分設置閾值后，系統將對學生發送督學消息或短信，提醒學生在某些方面的欠缺或滯后，對學生的過程參與起到很好的督促作用。

3 結語

基于SPOC的程序設計基礎課程混合式教學模式，融合了在線教育與課堂教學的優勢，已在校內開展了3個教學周期的實踐，取得較好的教學效果。課程訪問量與活動量兩項代表課程活躍度的指數均排在校內前3名，考試通過率、學生參加計算機程序設計大賽和機器人大賽的獲獎人數均為所有大一班級中最高的。在互聯網+大數據背景下，傳統教育與信息技術結合是大勢所趨，這種新生的混合式教學模式依托優質在線資源和智慧教學軟件功能，可滿足學生多樣化、個性化學習需求，發揮學生自主學習積極性。但是這種混合式教學模式也對教師信息素養提出了更高要求，鞭策教師為更好地設計和實施教學，做到因材施教，需持續學習，在實踐中實現教學相長。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部. 新時代全國高等學校本科教育工作會議召開[EB/OL]. [2018-06-21].? http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201806/t20180621_340586.html.

[2] 中華人民共和國教育部. 中國“金課”要具備高階性、創新性與挑戰度[EB/OL]. [2018-11-24]. http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201811/t20181129_361868.html.

[3] 馮曉英，王瑞雪，吳怡君. 國內外混合式教學研究現狀述評——基于混合式教學的分析框架[J].? 遠程教育雜志， 2018（3）： 13-24.

[4] PRASAD R， TRAYNOR C，ALBINA A.Engaged IT experience course to enable the future workforce[C]. Proceedings of the 18th Annual Conference on Information Technology Education，2017：7-12.

[5] KWANASHIE H O.Pharmacology education at Ahmadu Bello University Zaria Nigeria： three traditional， flipped， and hybrid teaching-learning modalities on students' performance[J]. British Journal of Clinical Pharmacology，2019，85（7）：1650-1657.

[6] 張帥，伍傳敏. 基于SPOC的翻轉課堂與項目教學法的混合式教學模式重構[J].? 計算機教育，2019（2）：144-147.

[7] 蘇小紅，趙玲玲，葉麟. 基于MOOC+SPOC的混合式教學的探索與實踐[J]. 中國大學教學，2015（7）：60-65.

[8] 丁博，林克正，齊宏卓. 后MOOC時代基于SPOC和翻轉課堂的嵌入式課程教學[J]計算機教育，2017（7）：77-79.

（責任編輯：江 艷）