計算思維課程混合教學模式的改革實踐

陳小燕　陸淑娟

摘要：“互聯網+”教育是黨的十九大關于深化教育改革、加快教育現代化、建設教育強國的重要內容。線上線下混合式教學是當前教學改革的熱點。它結合了傳統教學和網絡教學的優勢，重塑教學組織、教與學關系，是以教學資源建設和以學生為中心的“泛在、移動、個性化”的學習方式的變革，也是當下“互聯網+”時代網絡信息化教學的必然趨勢。該文結合南京工業大學計算思維課程的教學實踐，就線上線下混合式教學進行了探討。

關鍵詞：互聯網+;混合式教學;線上線下;計算思維

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）03-0142-02

教育部在2019年10月發布《關于一流本科課程建設的實施意見》，《意見》提出我國要用三年時間建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程，簡稱一流本科課程“雙萬計劃”。[1]可以看出，“互聯網+”教育已經上升為國家戰略，并且繪制了明確具體的發展藍圖，這與近年來教育信息化建設成果的積累是契合的，同時制度層面的構建必將進一步推動信息技術與教育教學的深度融合。

線上線下混合式教學模式結合了傳統教學和網絡教學的優勢，是以教學資源建設和以學生為中心的“泛在、移動、個性化”的學習方式的變革，也是當下“互聯網+”時代網絡信息化教學的必然趨勢。計算思維是大學生入校第一學年的計算機類基礎課程，內容較全面地覆蓋了計算機領域的各個知識點，目的在于使學生能擁有技術鑒別、技術應用的能力，即能夠結合學生所學專業理解計算機技術的能力以及能夠用計算機技術來解決所學學科專業的能力。學生可以主動使用計算機技術來解決所學專業中的相關問題，能夠使用恰當的計算機技術解決所學專業的問題，并為將來創新應用計算機技術來解決所學專業中的問題奠定基礎，從而培養學生的數字素養。[2]某種意義上可以說，這是新工科背景下的學生最應該了解和掌握的一門課程?；诖?，我們在此課程中嘗試采用線上線下混合式教學，利用翻轉課堂、微課、討論群等多元化的教學手段，使學生能主動地運用和獲取新知識，切實改進和提高課堂學習效果，提高學生的自學能力，建立學生的計算思維，從而為將來理解技術、用技術來解決本專業的問題課程的學習打下良好的基礎。

1 研究發起的背景

在傳統的課堂教學模式下，學生普遍反映對計算思維課程學習興趣不濃，教學效果欠佳，經過筆者調查研究，其主要原因有二：

一是受制于課程本身特點的局限性。作為一門信息科學基礎課程，突出特點是教學內容多，知識覆蓋面廣，專業詞匯集中，對于廣大非計算機專業、甚至非理工科專業學生而言較為艱深晦澀，在短期內融入課程體系內的難度極大，形成了不想學——學不進去——測試通不過——更不想學的惡性循環。

二是受制于傳統授課方式的局限性。傳統授課方式的重大缺陷是學生只是機械地記憶而不是真正地理解，被動學習，很容易失去學習的興趣，這在本課程教學中表現突出。在有限的45分鐘教學時間內，教師與學生在現實的課堂空間內互動，授課內容不能暫停、重播和回放，考慮到整體進度，對于沒有理解的內容學生無法重復講授，并且受課時限制，最新最熱的內容只能一帶而過，沒有更多時間深入講解與討論。

那純慕課的形式是否就完美無缺呢？答案同樣是否定的?！罢n堂教學過程中師生多元、多向、多層、多種方式的互動貫穿并組成全程，它也是推進教學行程的動力?！盵3]而純慕課相對而言缺乏監管和協調，對于自覺性很高的學生不是大問題，反而能夠充分發揮其自學能力強的優勢，避免因為整體進度問題而拖后腿;但是對于自覺性不高的學生而言，一個孤立的學習空間（可能是在圖書館、宿舍甚至家里）意味著脫離了集體而無人監督幫助，其在課堂教學中的不足之處會被加倍放大，更難實現預期效果。

2 混合教學模式的改革實踐

教師、學生、教學內容構成了課堂教學的基本要素，但是區別于傳統“滿堂灌”的教育模式，現代技術條件下的高等教育更提倡“教”與“育”的有機結合，教師通過信息化平臺傳遞知識要素，學生通過多樣化、有趣味的方式接受并消化、吸收，培育自我學習和自我時間的能力。在上述背景研究的基礎上，南京工業大學在計算思維課程中重構了教學內容和組織形式，引入微課、翻轉課堂和討論群等多樣化的教學手段，采用了將線上學習和線下課堂上的翻轉與討論相結合的方式，以及實施課程評價方式的改革等舉措，充分調動學生學習的積極性，讓學習更具有可持續性。具體做法包括以下方面：

1）對于傳統的課程內容，我們結合學生現階段的認知水平，設計短小精致的教學視頻，每個視頻大概10分鐘左右，以微課的形式放在超星平臺，讓學生可以利用碎片時間隨時隨地可以學習，要求學生課前看完并完成相應的習題。課程相應內容除了本校超星平臺外，還可以在中國大學慕課網上觀看、參與學習。實踐中，我們還積極應用手機在超星平臺組織課前測、搶答、投票、評分等環節，課程氣氛明顯活躍，學生都能積極主動地參與到課程中來，課堂上極少出現“低頭族”和其他脫離教學進程的情況。

2）在線下課堂上我們將所有學生按3-4人一組進行分組，設計課堂翻轉，以小組為單位就本周微課內容對應的當前熱點問題進行課堂翻轉與討論，在保證基礎內容掌握的情況下促進學生進一步地自主學習，充分調動學生的學習熱情和興趣。翻轉的內容我們每學期更新，包括區塊鏈、可視化、3D打印、AI視覺識別技術、人形機器人等等，這樣既能加深學生對課程內容的理解，又能激發學生的興趣，更大程度地發揮學生的主觀能動性。成功的教學所需的不是強制，而是激發學習愛好。自主探究式的學習更能激發學生對本課程的興趣，通過將計算思維的培養融入教學活動的各個環節中，促進學生對計算機技術的理解，培養學生用計算機學科的獨特思維方式來求解問題的能力，提高學生的數字素養和創新應用計算機技術的能力[4]。

3）課后以小組為單位完成課后作業。對于每一節課程，教師都會事先設計若干問題，要求學生在課上和課外的規定時間內完成并通過網絡提交，及時評出成績、確定不同問題的分值比重，學習通平臺自動生成Excel表，利用折線圖、柱狀圖、數字表格等方式直觀地展示班級內每個學生的學習進度和學習效果，極大增強微課考核的公信力，相關成績公布后起到了獎優罰劣的作用，不斷提升學生的學習意識和學習積極性。

4）實驗環節同樣采用線上線下混合式教學方式，包括傳統的Office實驗和機器人實驗兩個環節共12個學時，六個實驗任務分別為Word、Excel、Powerpoint、機器人基礎、碰碰車、巡線，內容多時間緊，如果都用傳統方式在課堂時間來講解、實驗、總結，實驗任務是根本不可能在限定課時內完成的。所以我們要求學生在上課前先觀看對應實驗的視頻，對即將到來的實驗課內容做到心中有數，動手實操時就可以提高效率，及時完成相應的任務，同時對產生的問題也可以在實驗時同步解決。四個學期的實踐表明，基本所有同學通過課前自主學習都能夠在實驗課上完成實驗內容，達到實驗課的學習目標。

5）除此以外，我們還建立了課程討論群，完善在線答疑體系，引導鼓勵學生開展線上討論，而且討論的內容不限于課堂內容、也不限于師生問答，特別鼓勵學生之間互相回答問題。對于整個課程來說，我們還制訂了新的課程評價標準，突出應用能力考核，學期中增加3-4個綜合作業，包括設計LOGO、新技術介紹、配電腦、視頻制作等，占期末成績40%，平時引導學生有意識地運用信息技術解決實際問題，培養邏輯思維和計算思維能力。

3 思考與總結

經過兩年的持續實踐與不斷完善，包括六個章節的20節微課在內，我校計算思維微課程體系已經初步構建，選課學生近八千人，效果亦已經顯現，主要表現在學生從傳統的被動學習日益升級為主動學習，他們靈活安排課后時間，主動進行線下學習，參加線上測驗檢驗學習成果，調查問卷反映課程評價良好，考核優秀率增加，選課學生人數亦穩步增加。

我們認為，采用混合式教學模式的突出優勢之一就是解決學生計算機基礎水平差異較大的問題。我校作為有一定影響力的綜合性理工類高校，生源來自全國各地，受制于各地初、高中計算機教育普及程度不同，學生對于計算機的認知程度差別較大，甚至零起點的學生仍然存在。出于平衡差異的目的，合理的教學手段和完善的教學方法就顯得更加重要。而線上線下混合式教學模式能夠較好地解決這個問題，基礎欠缺的學生可以在課前觀看視頻，不明白的地方可以暫停、回放、反復學習，不受時間限制;基礎較好的學生通過簡單學習就可以完成對應的習題。在課堂翻轉與討論的時候，學生們對相應的知識進一步加深印象并拓展深化，而無須再反復講解基本知識點，也就可以有更多時間討論最新最前沿的內容[5]。通過上述方式進一步完善補充線上學習的內容以及線下課堂上的翻轉與討論的設計，充分調動學生學習的積極性，既加深對課程內容的理解，又達到了對思維能力的鍛煉。

當然，作為一種迥異于傳統教學模式的新生事物，在實踐過程中我們也發現了混合式教學模式的不足之處，突出表現在課外用時上。學生普遍反映課后在線下花費時間成倍增加，甚至影響了其他課程的學習。如何有效提高課后的效率，如何組織課堂的翻轉與討論，如何在保質保量完成教學任務的同時挖掘思政元素，這些都是在今后的教學實踐中需要進一步探索的地方。

4 結束語

本次線上線下混合式教學新模式的實踐，是學生從長期被動學習化主動學習的需求，更是教師在一線教學活動中的需求，是針對傳統授課模式各種弊端進行的有益改革嘗試，在當今疫情防控常態化環境下更具有特殊意義。根據我們了解的情況，其他高校及同類課程也在進行著各種改革，大家都在探索中前進，此次改革中總結的經驗也會對后期本課程及其他課程的教學改革提供寶貴的參考和借鑒。

參考文獻：

[1] 教育部.關于一流本科課程建設的實施意見[Z].教高〔2019〕8號，2019.

[2] 劉莎.基于信息化教學的高職思政“金課”打造途徑探析[J].教育教學論壇，2020（13）：64-65.

[3] 葉瀾.課堂教學過程再認識：功夫重在論外[J].課程·教材·教法，2013，33（5）：3-13.

[4] 孫麗君，楊志強，高枚.圍繞計算思維培養的程序設計課程改革[J].計算機教育，2013（5）：29-31，38.

[5] 蘇小紅，趙玲玲葉麟張彥航.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.

【通聯編輯：謝媛媛】