藝術類程序設計基礎課程線上線下混合式教學實踐

姜大光　奚加鵬　苗桂君　劉錦華　趙夢奇　李瑞瑞

摘? 要：該文針對藝術類專業中程序設計基礎課程教學這一問題，基于藝術類專業學生直覺思維強，對形象事物感興趣的特點，按照BOPPPS有效教學法制定藝術類程序設計基礎線上線下混合式教學過程，以Python基本圖形繪制章節知識點的實際教學為例，按照課前預習、學習目標、知識點前測、參與式學習、程序編制、課程總結6個步驟講解程序設計基礎具體知識點線上線下混合式教學實踐過程，通過實際教學實踐得出藝術類程序設計基礎線上線下混合式教學的教學規律，總結出正確的教學方法并取得良好的教學效果。

關鍵詞：程序設計基礎；線上線下；混合式教學；BOPPPS教學模型；藝術類學生

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）14-0100-05

Abstract： In this paper， in view of the teaching of the course of Fundamentals of Programming in art majors， based on the characteristics of strong intuitive thinking and interest in image of art majors， this paper designs the online and offline mixed teaching process of Fundamentals of programming for art majors according to the effective teaching method of BOPPPS， and takes the practical teaching of knowledge points in the chapter of Python Basic Graphics Drawing as an example. According to the six steps of pre-class preview， learning objective， knowledge point pre-test， participatory learning， programming and course summary， the online and offline mixed teaching practice process of specific knowledge points of Fundamentals of Programming is explained. Through practical teaching practice， the teaching rules of the online and offline mixed teaching of art Basis of Programming are obtained， and the correct teaching methods are summarized， which can achieve good teaching effects.

Keywords： Fundamentals of Programming; online and offline; mixed teaching; BOPPPS teaching model; art students

程序設計基礎是面向非計算機專業本科生開設的第一門程序設計類課程。課程任務是通過對程序設計基本方法、Python語言、基本算法等知識的學習，使學生掌握一門終身受用的編程語言，提高學生利用計算機解決問題的能力，培養計算思維，并通過實驗訓練學生的動手能力。

Python語言是計算機程序設計語言中十分重要的一種腳本語言，語法簡單卻功能強大、編寫簡潔卻可讀性好、編程產出較高卻維護代價很低，很好地適應了近20年來計算機在性能和可用性上的發展歷程，在當下編程語言眾多的時代奠定了僅次于C語言的公認地位，在各領域均有十分廣泛的應用價值。

在實際教學中，充分考慮藝術類學生和理工類學生的思維特點不同，對兩者要采用的程序教學方法也應不盡相同。藝術類學生的特點是直覺思維強，邏輯思維較弱，對形象的東西感興趣，對抽象的東西感到枯燥乏味，而且對于理工科的知識有一種心理恐懼。因此，為了調動學生的學習積極性，就應該根據藝術類學生的特點因材施教。

Turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數庫，想象一個小烏龜，在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標系原點（0，0）位置開始，根據一組函數指令的控制，在這個平面坐標系中移動，從而在其爬行的路徑上繪制了圖形。

在教學設計過程中，利用Python語言中的Turtle標準庫，結合藝術類學生的特點，鼓勵學生利用專業優勢，設計具有很強藝術感染力的藝術作品，利用Turtle標準庫的函數指令繪制出設計好的藝術作品，實現數字媒體技術與數字媒體藝術的結合。

一? 藝術類程序設計基礎課程線上教學使用平臺

藝術類程序設計基礎課程線上教學使用北京化工大學“在線教育綜合平臺”， 北京化工大學“在線教育綜合平臺”于2018年進行了全面升級，并與教務管理系統對接，同步教師、學生、學生選課等教學基礎數據，支持各類課程建設，教師和學生登錄平臺后即可開展網絡教學活動。該平臺功能豐富，支持教師課程建設、發布課程通知，上傳課程簡介、課程大綱、教學日歷、課件、視頻、文本、問卷、習題、測試及答疑討論等課程資料，同時可以學情分析、在線測試、課程作業、答疑討論和視頻播課等。

教師在課程開始之前，可以通過“在線教育綜合平臺”填寫基本信息，包括課程介紹、教學大綱、教學日歷和教師信息，如圖1所示。并完善每個章節的課程學習內容，包括教學課件、在線測試和課后作業，如圖2所示。

二? 藝術類程序設計基礎線上線下混合式教學實踐

BOPPPS教學法[1]最早是由加拿大英屬哥倫比亞大學的Douglas Kerr于1978年提出，包含六大教學結構，分別是導言、學習目標、前測、參與式學習、后測和總結。BOPPPS是教師開展課前教學設計和課中組織課堂教學的一種有效方法。

按照BOPPPS有效教學法設計藝術類程序設計基礎線上線下混合式教學[2-3]，以一周4個學時，2個學時上課、2個學時上機，設計Python基本圖形繪制章節知識點的實際教學為例，講解程序設計基礎具體知識點線上線下混合式教學實踐過程。

（一）? 課前預習

在每個章節上課之前，學生可以登錄“在線教育綜合平臺”，線上閱讀或下載教學課件，進行課前預習，如圖3所示。

為了吸引學生的注意力和提高學生的學習興趣，通過展示上一屆學生利用所學知識繪制的作品，如圖4所示，讓學生直觀感覺到本次課程主要的學習內容。

（二）? 學習目標

學習目標要從學習者的角度出發，明確、適當、可達成、可測量，涉及認知、技能和情意等三方面目標。

通過本章內容的簡單介紹，使學生了解本章學習的主要內容，哪些知識需要了解，哪些技能需要掌握，需要完成什么樣的繪圖作品等。

（三）? 知識點前測

學生可以通過登錄“在線教育綜合平臺”，選擇本次課程所學的具體章節，單擊“第三周-在線測試（單元題）”，利用10分鐘時間完成10道單選題，如圖5所示。

利用課間，教師快速進入“在線教育綜合平臺”，查看單選題前測結果的成績分析、試卷分析、試題分析，如圖6、圖7、圖8所示。

成績分析可以查看滿分分數、統計人數、最高分、最低分、平均分和及格線。

試卷分析可以查看預測難度、實際難度、預測區分度及實際區分度。

試題分析可以查看每道題的滿分、平均分、得分率、原難度、實際難度、原區分度及實際區分度。

前測的作用是了解學生的先備知識和能力，教師可以通過前測的結果，適度調整教學的內容，而學生也可以通過前測，向老師表達需要重點講解的內容。

（四）? 參與式學習

在布置參與式學習的任務之前，首先講解本章內容的基本知識，結合Python基本圖形繪制章節需要講解的知識點有以下內容。

1）Turtle庫概述包括：Turtle繪圖窗體布局、Turtle空間坐標體系、Turtle角度坐標體系和RGB色彩體系。

2）Turtle程序語法元素分析：庫引用與import、Turtle畫筆控制函數、Turtle運動控制函數、Turtle方向控制函數和基本循環語句。

在本章內容的基本知識講解后，組織學生分組進行翻轉課堂[4-5]，把一個班30名學生分成6個組，每組5名學生，先進行10分鐘以內的組內討論，討論的主題是利用所學的Python基本圖形繪制章節知識，結合藝術類學生的藝術特長，準備設計一個什么樣的藝術作品，準備如何利用Turtle標準庫提供的各種方法和函數來完成作品的繪制。

為了保證每名學生都能認真投入到組內討論，任課教師以抽簽形式決定每個組由哪位學生代表本組所有學生進行當場陳述講解，每個組陳述講解結束后，由任課教師給出一個成績，占總成績的50%，由其他組所有學生給出一個成績，計算平均分后，占總成績的50%，計算出總成績，作為當場陳述講解組內所有學生的成績。

參與式學習的目的在于讓學生主動學習、深入思考、強化印象，要以學生為中心，教師在這一階段可以運用翻轉課堂、小組討論或提出反思問題，鼓勵學生發表自己的看法。

（五）? 程序編制-后測

每個組根據翻轉課堂時討論的結果，并結合任課教師和其他組學生給出的建議，適當調整設計的藝術作品。并對整個藝術作品的程序編制進行工作量拆解，組內每名學生負責一部分工作量，需要組內每名學生協作完成整個作品的繪制工作，最后由一名學生進行匯總，把最終繪制作品通過“在線教育綜合平臺”提交。

任課教師也可以通過“在線教育綜合平臺”后臺查看提交情況，如圖9所示。

任課教師可以點擊“批閱”圖標，打開批閱界面，對提交的大作業進行線上批閱，如圖10所示。

后測的目的在于驗收學生學習成果，檢測是否達成學習目標。如果后測與前測對應，并且教育目標層次進行了升級，將會取得更好的效果。可以采用程序編制、知識點測試、應用寫作、操作演示和感受體會等形式開展。

（六）? 課程總結

課程總結是教師對課程教學內容的摘要回顧、知識點總結，也可以讓學生總結進一步鞏固學習效果，還可以布置延伸思考、家庭作業及后續課程的預告等等，直至順利完成本節課的教學目標。

三? 結束語

在計算機編程類課程體系中，針對藝術類專業學生，應當提供多樣化、形象化、系統化的課程教學內容設計和教學方法，滿足藝術類學生學習編程知識和獲取實際操作技能的要求。在對藝術類的學生講授計算機軟件和編程知識時，從直觀的例子出發講解基本概念，循序漸進，使學生能夠掌握程序設計的原理和基本方法。引導學生自己動手解決實際問題，這對于激發學生的學習興趣和好奇心，提高其解決實際問題的綜合能力，培養學生的創造性思維都是十分必要和有益的。

參考文獻：

[1] 覃晶晶．BOPPPS有效教學結構在微課設計中的應用[J]．教育教學論壇，2020（36）：297－298．

[2] 祁鑫，宋會英，陳強．線上混合式教學新模式及策略研究[J]．高教學刊，2020（32）：101－104．

[3] 于艷君．“互聯網+”下在線教學模式探索與實踐[J]．黑龍江教育，2020（11）：28－29．

[4] 蘇海紅，林僖．高校“翻轉課堂”教學模式改革的探索和應用研究[J]．上海管理科學，2020（5）：122－125．

[5] 徐泉，周洋，張瑛媛．線上線下混合式教學結合翻轉課堂的探索[J]．科技風，2020（29）：30－31．

基金項目：國家自然科學基金項目“基于圖感知的高分辨率遙感圖像實例及語義分割方法研究”（62101021）

第一作者簡介：姜大光（1971-），男，漢族，吉林樺甸人，博士，高級工程師。研究方向為視頻檢索，教學改革。