多種教學模式融合的計算機課程實踐研究

王圣偉，李桂林，魏江謖，郝占軍

（1.西北師范大學計算機科學與工程學院，甘肅蘭州 730070；2.蘭州金川科力遠有限公司HEV技術部，甘肅蘭州 730100）

0 引言

2021 年，我國制訂了《教育信息化中長期發展規劃（2021—2035年）》，提出推進“互聯網+教育”發展的指導意見，即以信息化為重點，以提升質量為目標，推進教育新型設施建設，研究構建高質量教育支撐體系。該規劃對新工科背景下的高校教學改革，尤其是計算機類課程教學改革提出了更高要求，也為高校教師探索多種教學模式的融合提供了指導思路和方向。“互聯網+”概念的提出使得計算機知識體系在行業跨度上不斷擴展，在縱深方向不斷細化，這種發展趨勢促使高校計算機類課程教學更加重視培養學生的多學科背景以及綜合實踐能力，傳統單一的教學模式已無法滿足人才培養需求，因此需要進行多種教學模式的融合創新。

1 相關研究

高校教學模式改革在實踐中不斷深入，在結合專業特點和課程特色的基礎上，相關學者嘗試將各種經典教學模式應用于專業課程教學中。例如，石蘊玉等在數字圖像處理教學中引入BOPPPS 模型，強調教學反思和加強互動的重要性，但忽略了不同層次學生的接受度；趙丹迪等將庇護式非母語教學模式引入會計學課程，通過多角度觀察學生表現，進而確定指導策略；魏燕珂等采用融合式教育模式對學生進行動態評估。

目前，網絡開放自學式的MOOC 教學模式成為教育界主流，為學生開展自主學習提供了重要補充。然而，我國目前不同階段教育改革的過渡存在跳躍式教學模式改變的特點，從義務教育階段的減負到高校的科技能力創新，教育模式需要平滑式的課堂教學過渡，更需要克服文化教育與包容性教育之間的間隙，以實現多學科兼容的教學模式。而教師需要重點關注學生的成長心態、自我包容性學習效能以及自我調節能力。為此，本文從計算機專業的特點剖析到學生類型，立足于多層次內容的分類講授和多模式融合教育思想的引入，以實現教學內容的平穩過渡，并在此基礎上提出多種教學模式融為一體的高校計算機課程課堂教學新模式。

2 計算機專業課程與學生特征

2.1 計算機類課程教學特征

計算機類課程具有內容更新快、入門容易但精通難度大以及實踐能力要求高的特點。目前課程教學改革普遍采用以課程內容、學生為主的教學思路，例如線上線下相結合、翻轉課堂、參與式教學討論等教學模式旨在激發學生的學習興趣，提升其動手實踐能力。然而在課程模式設計過程中難免出現同種模式套用不同課程、不同層次學生采用同種評價標準、過度使用教學新模式等現象，忽視了課程內容的銜接。

2.2 計算機專業學生發展特征

21 世紀計算機和互聯網技術迅猛發展，加之經過若干年高校擴招，計算機類專業學生人數呈現階梯式增長，計算機教育開始呈現出通識教學的發展趨勢。相關專業學生素質參差不齊，由以往的正態分布逐漸變為沙漏式分布狀態，給計算機類課程教學模式改革提出了新挑戰?；诖?，高校應更加重視個體化教育，在課程教學模式設計中充分考慮學生情感水平、情緒能力等神經教育學因素，從而更好地激發其學習興趣。

3 多種教學模式融合設計

3.1 干預反應教學模式

干預反應（Responsiveness to Intervention，RTI）教學模式起源于2001 年美國教育部提出的特殊教育法案，最早出現在學習障礙學生的評估與教學中。隨著該模式的不斷發展變化，其逐漸成為融合教育的有效教學模式和最佳實踐方案。RTI 是一種金字塔模式的多層次教學介入手段，核心在于分層教學過程。該模式在教學準備階段根據學生假定水平狀態設計不同階段的教學預案，通過各個教學階段學生的反應及時調整教學內容和介入程度。RTI的特點為：①體現了融合教育的公平思想；②表現出階段性調整的及時性；③可應對學生的多樣性。該模式可根據學生不同狀態設計3 層介入方式：①面向普通學生采用普遍有效的教學方法，同時對其正向反應進行統計分析；②對于無正向反應的學生給予額外的教學方式并持續獲取學生的學習記錄；③對于普通教學內容反應欠缺，表現出更多知識渴望的學生適度給予加強提升的教學服務并進行進一步評估。采取該種介入式教學模式需要注意教學的公平性原則以及觀察學生的情緒反應，不以介入為目的，要以學生的接受度為衡量標準。

3.2 庇護式教學模式

庇護式教學模式（The Sheltered Instruction Observation Protocol，SIOP）是北美地區針對非英語母語學生教授學科專業課程的教學模式。該模式主要由課程準備（Lesson Preparation）、建立背景知識（Building Background）、可理解性輸入（Comprehensible Input）、策略（Strategies）、互動（Interaction）、實踐與應用（Practice &Application）、授課（Lesson Delivery）、復習與評估（Review &Assessment）8 個部分組成。SIOP 在教學實踐中表現出高可靠性、高有效性的特征，目前已逐步引入我國英語等學科教學中。該模式注重教學過程、形式和方法，有助于提高學生對課程的興趣和參與感。計算機類課程涉及到的程序語言對于我國學生而言類似于非母語語言，其語言邏輯和程序思維有別于文字語言，學生存在一定的理解困難。SIOP 模式的引入有助于消除學生對計算機語言的隔閡，為計算機類課程提供了更多維度的教學思路。

3.3 教學中的形成性評價

形成性評價（Formative Evaluation，FE）由教育研究專家M.Scriven提出，是業內重要的教學改革評價模式。FE 重視評價者需求，更重視被評價者的學習需求，注重學習者的體驗和師生間的互動交流。FE 通過記錄、問卷、自評、互評及小組討論等多角色參與式模式進行階段性評價，使學生深入感受教學中的每個環節，從而激發其學習熱情。FE 注重多元主體的參與并鼓勵自評行為，能夠挖掘所有學生的潛能，提升其自我認同感，有助于完善教學環節。將FE 作為多模式融合的課程教學評價方法能對課程整體設計效果進行有效驗證。

3.4 融合式教學模式設計

課程設計的目標是使學生理解和掌握所學課程的知識脈絡，無障礙地接受知識點并轉化為自身實踐技能。教師在教學過程中既是引導者又是觀察者，需要在解構課程內容的同時分析觀察學生的學習特點和狀態并加以正確引導。通過以上對計算機類課程和計算機專業學生特點的分析，本文結合RTI、SIOP 模式并通過FE 評價工具反饋教學效果，提出多種教學模式融合的計算機課程構建方案。

融合教學模式整體設計方案如圖1 所示。在前期準備階段對課程內容進行梳理，參照金字塔模式整理為簡化版教學內容、普通教學內容以及提升內容3 個層次，在與學生互動反饋的過程中適當調整。在教學過程中通過實踐操作評估學生水平，根據學生FE 評價狀態調整講授內容側重點，采用分組參與式討論的方式使學生自主總結學習成果并相互打分，以便發現自身不足；鼓勵學生通過MOOC等線上平臺資源進行課外補充，完善課程知識圖譜。

Fig.1 Integrated teaching mode overall design scheme圖1 融合教學模式整體設計方案

利用思維導圖的方式對課程內容進行梳理和構建，以Web前端開發技術課程CSS選擇器章節為例，其思維導圖如圖2所示。以標號1、2、3分別表示RTI 3層知識結構內容，同時根據SIOP思想，通過練習題和問答的形式提高學生對課程內容的興趣和參與感。將課堂內容與上機實踐內容相對應，并通過設置不同難度的實踐操作題目提升學生的成就感。

Fig.2 Integrated course mind map圖2 融合課程思維導圖

如表1 所示，課程教案設計體現出融合模式思維，強調重點、難點和學習層次，并通過教學反思結合FE 過程隨時對課程內容和教學側重點進行調整。

掌握環節進度和教師角色切換，在衡量學生接受度的同時注意把握評分尺度是教師在FE 環節需要重點遵循的原則。確定各評價環節的權重是教學過程的重點內容，教師可根據課程性質以及學生實際情況調整權重比例值。需要注意的是，FE 的目標是提高和激發學生的學習興趣和課堂參與感，教師需根據反饋情況對教學內容和環節的融合模式進行調整。

Table 1 Fusion mode teaching plan design表1 融合模式教案設計

基于以上目標，本文FE 整體設計如表2 所示，分為上機實踐、互動反饋、自我評價和教師評價4個環節。

4 融合模式實踐效果驗證

以計算機專業課程Web 前端開發技術為例，選取兩個計算機專業平行班對融合課程模式的教學效果進行驗證。該課程開設在計算機本科專業第一學年的第二學期，為語言設計類基礎課程，后續課程為計算機網絡、數據庫原理及應用、軟件工程、軟件項目管理、Web 應用開發等。該課程注重培養學生解決大規模工程項目問題的能力，使其掌握Web 前端開發所需用到的各種技術，為后續課程學習奠定基礎。在第一學年，學生初次接觸HTML、CSS 和JavaScript 語言，類似于學習非母語語言，適合采用融合教學模式。該教學模式分別于2020 年和2021 年春季學期在2019級1 班和2020 級2 班兩個平行班進行了兩個階段的實踐驗證，第一階段進行了教學模式設計和完善，并確定了FE各環節的權重值，第二階段進行了實踐驗證。其中1 班采用普通教學方式，2 班采用融合教學模式，兩班成績比較采用

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檢驗，

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＜0.05 為差異具有統計學意義，結果見表3?？梢钥闯?，采用融合教學模式的2 班成績明顯優于采用普通教學模式的1班。

Table 2 Overall design of formative evaluation表2 FE整體設計

Table 3 Score comparison of two classes表3 兩班成績比較

如圖3 所示，1 班成績呈現較為扁平化的分布，2 班成績呈現正態分布狀態，表明融合教學模式注重教學層次，有助于提升教學效果。

5 結語

教學理念引導著教學理論的發展，并在教學實踐中得到體現和印證。隨著跨學科理論的引入，我國計算機專業學科發展水平不斷提升，逐步達到新工科教學改革要求。在國內外越來越重視計算機教育的當下，把握高校計算機學科發展方向和計算機專業學生特點，采用多種模式進行融合創新設計是今后教學改革的重要方向，以內容為主、以學生為本的理念是教學模式設計的原則和標準。通過不同教學模式在計算機課程中的融合實踐，我國計算機教學水平和相關人才素質培養必將達到新的高度。

Fig.3 Score distribution of two classes圖3 兩班成績分布