基于智慧課堂的高級語言程序設計課程教學研究

陳嵐 屈磊 張紅偉

摘? 要：以信息技術為基礎的智慧課堂較傳統課堂有著明顯優勢，本文介紹了智慧課堂的概念及程序設計課程的特點，構建了基于優慕課教學平臺的高級語言程序設計的智慧課堂教學模式，闡述了基于智慧課堂的高級語言程序設計的教學活動設計和多元化的教學評價體系。教學效果表明，智慧課堂可提供豐富的學習資源、全面的學習數據分析、實時的學習效果反饋，能夠實現“以學生為中心”、高效、智能、個性化的課堂教學，有助于培養學生進行自主性學習和探究性學習。

關鍵詞：智慧課堂? 程序設計? 優慕課教學平臺? 學習數據分析

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）06（a）-0134-03

Teaching research of High-level language programming course based on Smart Class

CHEN Lan? QU Lei? ZHANG Hongwei

（School of Electronics and Information Engineering， Anhui University， Hefei， Anhui Province，

230601? China）

Abstract： Smart class based on information technology has obvious advantages over traditional class. This paper introduces the concept of smart class and the characteristics of high-level language programming course， and constructs a smart class teaching mode of high-level language programming course based on Youmooc teaching platform. This paper expounds the teaching activity design and diversified teaching evaluation system of high-level language programming based on smart class. The teaching effect shows that： smart class can provide rich learning resources， comprehensive learning data analysis， real-time learning effect feedback， can achieve "student-centered"， efficient， intelligent， personalized classroom teaching， and can help to cultivate students' autonomous learning and inquiry learning.

Key Words： Smart class; Programming; Youmooc teaching platform; Learning data analysis

隨著人工智能、大數據等信息技術的不斷發展和更新，傳統的教學方式面臨著前所未有的機遇和挑戰。在傳統教學方式中，教師往往根據自己的教學經驗進行授課，無法對教育教學活動和學生的行為數據進行完整且精確的收集、分析和反饋，而實現信息技術和教育教學深度融合，是教育信息化的關鍵和發展方向。

智慧課堂是以“互聯網+”的思維方式，借助大數據、云計算等新一代信息技術打造的智能、高效的課堂，其實質是基于動態學習數據分析和“云、網、端”的運用，實現教學決策數據化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化，創設有利于協作交流和意義建構的學習環境，通過智慧的教與學，促進全體學生實現符合個性化成長規律的智慧發展。

高級語言程序設計是理工類本科生的必修基礎課程之一。學生的程序設計基礎知識水平和編程水平參差不齊以及對問題的理解呈現多元化等現象，貫穿在教學的整個過程中，培養學生的自主學習能力和綜合能力、探索個性化的教學模式尤為重要。本文以當前的智慧課堂教學模式為基礎，依托清華大學優慕課教學平臺實現對課前—課中—課后全過程的動態數據收集和分析，探索基于智慧課堂的高級語言程序設計課程的教學研究與應用。

1? 智慧課堂教學模式的構建

傳統的教學模式中，教師是課堂教學的中心，課堂教學的側重點是對教材知識點的講授[1-2]。學生被動地接受教師講述的學習內容，課堂上的互動性較差，且教師更多是按照自己的教學經驗來授課。通過翻轉課堂的改革，教學的中心由教師轉變為學生，除了進行教材知識點的講授，翻轉課堂要求學生在上課前或者課外觀看教師提供的微課視頻，對學生學習的自主性提高了要求，學生的學習主動性有所提高，但是“灌輸式”的教學方式只是從課中轉變到了課前，教師仍然按照自己的教學經驗授課，而沒有更多地考慮到學生自身的學習能力和實際水平。智慧教學模式則在翻轉課堂的基礎上進行了較大的變革，利用信息技術和教學平臺作為教學的有力輔助，學生成為課堂教學的中心，除了以學生為中心外還注重對學生實踐能力進行培養，信息化的教學平臺提供了豐富的學習資源供學生選擇，學生可根據自己的喜好和實際水平自主選擇學習資源，進行探究性學習，并培養學生的創新能力。智慧課堂可以實時收集教學活動全過程的學習數據作為教師進行教學時間分配與教學活動安排的依據，有助于教師針對學生的實際情況，開展個性化教學，高效地完成教學任務[3-4]。

智慧課堂教學模式的設計包括課前、課中和課后3個環節，每個環節中都進行了充分的師生互動，可以有效地培養學生的自主學習能力和探究學習能力。采用“云+端”的服務模式，通過云計算、云存儲和云服務等為課前、課中、課后3個教學環節提供信息服務支持[5]，通過采集動態學習數據、及時匯總與分析實現全方位的教學互動和反饋，體現了“以學生為中心”的教學理念，實現了智能、高效的智慧教學模式。

清華大學優慕課教學平臺是一款功能齊全的網絡教學平臺，可為課前、課中、課后3個教學環節提供全面、詳盡的動態數據收集和分析。

教師可以在平臺上通過教學管理、課程建設和學習分析等模塊完成智慧課堂的構建。在教學管理模塊，教師可以維護課程信息、發布課程通知、進行郵件答疑。在課程建設模塊，教師可以提供課程的基本信息，如課程介紹、教學大綱、教學日歷和教師信息等內容供學生了解課程和教師的基本情況。教師可以按照章節來發布導學信息、視頻講解、課程作業、隨堂測試、課后測試和問卷調查，還可以針對學習過程中出現的問題開展線上討論答疑，突破線下教學時間的限制，給生生互動和師生互動提供線上平臺，保證及時解決學生在學習過程中遇到的問題。在學習分析模塊，教師可以按照課程統計查看全體學生瀏覽學習資源的時間和次數，完成對全體學生作業和測試的統計分析，有助于教師總體把握班級整體的學習情況。也可以按照學生統計查看每個學生登錄網站次數和時長等信息，提交作業和測試的具體信息，有助于教師了解每個學生的學習習慣和學習狀況。通過優慕課教學平臺教師可以在不同的教學環節全方位、多角度地了解學生的學習情況和學習效果，實現智能、個性、精準的智慧教學。

學生選修了高級語言程序設計課程之后就可以登錄優慕課教學平臺，通過平臺接受教師推送課程信息，瀏覽基本信息模塊，了解本門課程的課程介紹、教學大綱、教學日歷等課程信息。在單元學習模塊可以瀏覽導學信息，觀看課程視頻。在課程活動模塊完成課程作業、隨堂測試、問卷調查、討論答疑，每次測試后學生都可以看到自己在班級的排名，以及答案的對錯和習題的詳細分析，了解自己的學習情況，修正自己的學習計劃，提高學習效率。

2? 基于優慕課教學平臺的智慧課堂教學設計

高級語言程序設計是安徽大學電子信息工程學院在大一上學期開設的專業基礎課，學生的計算機操作水平和程序設計能力差別很大，如何進行個性化教學[6]、互動型教學、分組研究型教學、個人自主探究性教學，提高學生學習的主動性和創新性就尤為重要?；趦災秸n教學平臺的智慧課堂教學可以較好地解決上述問題。

2.1 教學活動設計

2.1.1 課前環節——自主學習，深入討論，以學定教

傳統教學方式中教師無法及時了解學生的自學情況，也沒有有效的手段督促學生進行課前預習。智慧課堂的課前環節中，教師在上課前兩天提前發布導學PPT、微課等學習資源和預習作業。學生通過教學平臺提供的豐富的學習資源進行自主學習并完成預習作業，預習作業要求進行課前討論并以小組為單位提交。教師在課前批改預習作業，了解學生對基礎知識的掌握程度和差缺，在課前根據學生的自學情況進行有針對性的教學設計。

2.1.2 課中環節——深度互動，實時反饋，有的放矢

傳統的教學方式中，課中環節主要是教師根據教材進行知識點的講授，學生被動地接受知識。而在智慧課堂的課中環節中，教師根據課前學生的預習情況有針對性地導入新課，講授難點和重點。教師可以在課堂組織分組討論，學生進行分組匯報，通過生生點評和師生點評對問題進行全面而詳盡的分析，引導學生進行探究式學習。在隨堂測試階段，根據學生的測試結果分析進一步了解學生對知識點的掌握情況，通過提問和點評的方式提升學習效果。

2.1.3 課后環節——分析總結，個性化推送，鞏固提升

傳統教學方式中，從布置作業到教師點評作業間隔時間很長，無法及時暴露并解決學生在學習中遇到的問題。在智慧課堂的課后環節，學生在截止日期之前提交作業，客觀題系統自動批改，主觀題由教師批改，系統會自動生成學習分析數據，教師通過學習分析數據可以及時進行個性化的習題推送、知識點的拓展和課后討論，并通過問卷調查及時了解學生對知識點的掌握情況，可以量身打造適合學生的學習規劃，幫助學生全面地掌握知識點，學有余力的學生可以在課堂教學的基礎上進行鞏固提升，更加透徹地了解知識點并進行應用。絕大多數學生都能圓滿地完成學習任務。

2.2 教學評價

教學評價是教學活動中很重要的一個環節，可為教學決策提供依據。傳統的教學方式中，教學評價方式單一，無法做出精確的教學評價。智慧課堂可提供全面的評價指標，既可以對學生的作業成績和測試成績進行精準的量化評價，也可以對學生參與討論的次數、觀看微課視頻的時長等學習能力和學習習慣進行評價。收集課前、課中、課后3個環節中，學生的學習情況和學習效果的所有數據，教師可以根據實際情況進行篩選和權重的設置，實現多元化的教學評價，為后續的教學決策提供有力的數據支持。

3? 教學效果

針對安徽大學電子信息工程學院2018級、2019級和2020級本科生的《高級語言程序設計》課程，進行了智慧教學試點，并從學生的課前、課中、課后參與智慧教學的程度，以及課后反饋及期末成績等多方面進行了分析評估。

通過優慕課教學平臺，學生的學習興趣有了很大提升，97%以上的學生都喜歡智慧教學方式。與傳統的教學方式相比較，學生認為智慧課堂的教學方式更具有吸引力，能夠提升他們的學習興趣。在2018學年、2019學年、2020學年的期末考試中，智慧教學班級的成績都明顯高于普通教學班級的成績。

4? 結語

本文研究了基于優慕課教學平臺的智慧課堂教學模式構建，并在高級語言程序設計課程中運用智慧課堂進行教學，學生普遍接受并喜愛智慧教學方式。在智慧教學的過程中，實現了個性化、智能化的智慧教學，學生的自主學習能力、探究學習能力都有所提高。

參考文獻

[1] 王晶，孫釧洲.基于微信公眾平臺的大學智慧課堂構建及案例研究[J].計算機教育，2018（6）：135-139.

[2] 高濤，馮興樂，孫朝云.基于案例驅動的程序設計課程智慧課堂教學研究[J].中國教育信息化，2019（12）：48-51.

[3] 蔣雯音，楊芬紅，范魯寧.雨課堂支持下的智慧課堂構建與應用研究[J].中國教育信息化，2017（10）：14-17.

[4] 陳瑞豐.對分課堂：生成性課堂教學模式探索[J].上海教育科研，2016（3）：71-74.

[5] 張燕，孫光靈.新工科背景下智慧課堂教學模式研究[J].軟件導刊，2019，18（3）：206-209.

[6] 李薇，黑新宏，王磊.“智能+”教育時代個性化教學方法探索與實踐[J].計算機教育，2020（10）：169-173.