基于BlOOM+ARCS模型的C語言程序設計教學模式探索

陳嶷瑛++胡吉朝++李文斌++劉雪靜

摘 要：針對高校非計算機專業程序設計課程學時有限、學生基礎參差不齊的現狀，提出采用BlOOM+ARCS模型設計課前和課堂教學任務，結合課后作業和綜合評測，并通過課上+課下、線上+線下、學習+測驗等多種模式相結合的方式，探索一種多角度、全方位的立體化教學模式，以期全面調動學生學習的積極性、主動性，進而提高其動手能力。

關鍵詞：BlOOM+ARCS模型；C語言程序設計；立體化教學模式；教學教革

1 非計算機專業程序設計課題教學現狀

計算機程序設計是大學計算機基礎教學系列中的核心課程，課程設置的目的是使學生初步掌握程序設計的基本方法、編程技能與上機調試能力，并嘗試通過編程解決一些示例性的應用問題[1]。非計算機專業C語言程序設計是理工類專業學生的必修課之一，目前設置為40課時理論加24課時實驗。本課程傳統授課方式為教師課堂講授知識，學生課后通過作業內化知識。由于課時有限，學生基礎參差不齊，加之理論部分大班授課，這種模式存在4個方面的不足：①課堂講授時間長，內容多，易造成學生疲倦、注意力不集中；②沒有考慮學生基礎的參差不齊，按照一個標準要求學生，不利于提升學生的興趣和積極性；③大班授課不利于掌控學生情況，部分自覺自律性差的學生會逐漸掉隊；④學生被動學習，不利于培養主動思考和探索創新能力。

2 BLOOM認知模型及ARCS教學設計模型

美國教育心理學家布魯姆（B.J.Bloom）將教育目標劃分為認知領域、情感領域和操作領域3個領域，共同構成教育目標體系[2]。其中，認知領域從認知過程維度由低到高分為6個層次：記憶、理解、應用、分析、評價和創造 （如圖1所示）。從知識的維度可劃分為4類：事實性知識、概念性知識、程序性知識和元認知知識。按照認知過程維度和知識維度，構成了一個二維分類表（如表1所示），教師在設計教學目標時，可以依據該表深刻思考究竟要傳授什么樣的知識，要求學生達到何種認知過程維度，即遵循此表細化學習目標、學習內容和學習任務。

ARCS模型是由美國弗羅里達大學的John M.Keller教授提出的一種教學設計模型[3]，主要包括4個要素：注意（Attention）、關聯（Relevance）、信心（Confidence）和滿意（Satisfaction）。ARCS模型不但注重動機的激發，更重視動機的維持，強調外部設計對內部動機生成與維持的促進作用。教師在設計教學內容與教學策略時，要考慮怎樣才能引起學習者的注意，怎樣促進學習者找到學習內容與學習目標之間的關聯關系，支持學習者有充分的自信完成學習過程，并讓學習者取得積極滿意的學習效果，以促進學習的遷移與長效動機的形成[4-5]。

3 基于BlOOM+ARCS模型的教學設計

翻轉課堂的基本理念是“先學后教”，使學習者主動參與整個教學過程，實現個性化學習與個性化培養[5-7]。筆者將翻轉課堂的理念融入教學，并結合BLOOM+ARCS模型，提出一種立體化的教學模式。依托自主研發的“嘀嗒教育”平臺，提供在線學習的環境，利用Course-Grading平臺，實現作業在線提交、自動評閱，同時實現測試、考試自動化。

以“C語言中的循環結構”為例，教學過程大致可以分為課前任務設計、課堂教學設計、課后作業與測驗設計和綜合評測機制4部分內容。

3.1 課前任務設計

表2為課前任務設計內容，包括學習目標、學習內容和學習任務3部分，屬于BLOOM模型的記憶層和理解層。

表1為表2和表3對應的認知二維表，用于檢查課前任務設計的匹配程度，如課前學習目標中的第Ⅰ項屬于“記憶層”的“概念性知識”，用◇標注，與該目標對應的學習內容是第1項；學習任務是第A項，也屬于“記憶層”的“概念性知識”，分別用△和☆標注。三者位于相同的單元格中，即目標、內容和任務是匹配的，如表1所示，其他內容的設計也是匹配的。

任務設計完成后，使用ARCS模型檢驗設計是否能激發學生的學習動機，并對不當之處進行調整。以表2中“學習內容”為例，首先，采用類比的方法引入問題，一方面使學生感到親切，產生關注（符合注意策略A）；另一方面將身邊的事物與待學習的知識產生聯系（符合關聯策略R），將學生自然而然地引入到學習內容中。接著，拋出問題，促使學生思考（符合注意策略A）。若學生能正確回答該問題，將信心滿滿地緊跟視頻內容進入下一步的學習（符合信心策略C）；若學生不能回答或回答不完全正確，將帶著疑惑（好奇）進入下一步學習（符合注意策略A）。之后，給出解決方法。學生跟著視頻完成操作，滿心歡喜地獲得運行結果，信心大增（符合滿意策略S和信心策略C）。最后，學生通過修改語句或書寫位置，就可轉換到另一種循環語句的表達方式，修改過程需要集中注意力（符合注意策略A），學生完成代碼的調試運行后會真切地體會到成功的喜悅（符合滿意策略S）。

3.2 課堂教學設計

表3為課堂教學設計，屬于“應用”和“分析”層次，如表1所示，同樣遵循匹配原則。

3.3 課后作業與測驗設計

課后作業采用3級分類方式。C級（及格）：對課堂討論的項目進行整理，包括題目、分析、算法、代碼及調試運行結果。B級（良）：難度中等，考查學生是否真正理解并能靈活運用課堂知識。A級（優）：有一定難度的拓展提高類題目，適用于學有余力的學生。對于A級作業，鼓勵學生討論完成，一方面通過討論找到問題的突破點，提升學生的探究、學習能力；另一方面，培養學生的合作意識、協作精神。課程學習中分階段安排5次測驗，督促學生及時復習、整理階段學習內容，自主完成知識的再次內化。

3.4 綜合評測機制

綜合評測由教師和學生共同完成，分為定性分析和定量分析兩部分。定性分析包括：①自主學習情況，通過網絡管理平臺跟蹤學生觀看視頻情況、課前任務完成情況等；②參與活動情況，包括課堂活躍度、提問與回答問題踴躍度、作業自評及互評情況等；③作業完成情況，通過網絡平臺監控學生作業完成情況。定量分析包括：①隨堂小測成績；②階段測驗成績；③期末考試成績。endprint

學生最終成績由定性成績（30%）+定量成績（70%）組成。定性成績將3項內容按1：1：1的比例折合，定量成績由小測成績（20%）+階段測驗成績（20%）+期末成績（60%）組成。

4 結論與反思

教學設計的實驗班為4個自然班，總人數112人；對照班為4個自然班，總人數109人。理論學時為40，為大班授課（4個班共同上課）；實驗學時為24，分兩輪進行，每輪2個班。期末考試題型為單向選擇題、判斷題和編程題。每道編程題給出6組測試用例，學生程序運行結果6組都正確獲得滿分，否則按正確率獲得相應的分值。

通過實驗班與對照班的對比、分析，得出以下結論：

1）立體化教學模式在使學生充分內化知識、提升學習成績方面有顯著效果。

表4為兩組學生期末考試成績對照表，從表中可以看出實驗班學生的平均成績遠高于對照班，而且優秀（90分以上）的比例是對照班的3倍。試卷分析表明：對照班同學存在課堂知識掌握不好、課后作業完成困難的情況，致使一些同學學習積極性受挫，知識的靈活運用能力及探究能力欠缺，因此得分較低。相反，立體化教學模式分解了知識的內化難度，增加了知識的內化次數，促使學生能更快、更好地掌握知識，取得高達45%的優秀率。

2）立體化教學模式在提高學生自主學習能力方面效果顯著。

立體化教學模式中知識分級、內化機制有利于學生構建知識體系，提升思考問題、分析問題、解決問題的能力。表5的問卷調查給出5種學習中遇到問題的解決方法，可以一次選擇多項。調查結果表明在傳統教學模式中，學生過多地依賴老師，喪失了獨立思考問題的能力，不利于能力的培養。立體化教學模式弱化了學生對教師的依賴，學生更多地關注通過自身的努力，尋求解決方法。

3）立體化教學模式在培養學生合作、探索精神方面效果顯著。

立體化教學模式中強調以小組為單位開展學習，尤其在課堂教學中，小組成員積極發言、熱烈討論、求同存異，充分體現團結、協作精神。表5中“同學交流”高達84.33%的比例，可以充分說明立體化教學模式在培養學生合作、探索精神方面的顯著效果。

總之，為進一步推進教學改革，在非計算機專業C語言程序設計課程中，基于BLOOM+ARCS模型的立體化教學模式，引入翻轉課堂的理念，有利于突破傳統教學中存在的弊端，充分利用互聯網資源與信息技術，開放教學場域，豐富教學資源，增強教學互動，完善評價體系，構建一種全新的教學共同體，為高校大班教學提供有效的改革實踐經驗。

參考文獻：

[1] 教育部高等學校計算機與技術教學指導委員會. 高等學校非計算機專業計算機基礎課程教學基本要求[EB/OL]. [2017-4-4].http：//wenku.baidu.com/link？url=kplZ5V1x12fiwc-uHdhViFphj4HC4Bu28m-s4hu1C22DUJ0mPeOTlImklkvOfxOdvbXPPCkf22it17wf9tU7C0BHsx1XGhXwAnMK0Y1lpZa.

[2] 洛林· W. 安德森. 布魯姆教育目標分類學： 分類學視野下的學與教及其測評（完整版）（修訂版）[M]. 蔣小平， 張琴美，羅晶晶， 譯. 北京： 外語教學與研究出版社， 2009： 32-58.

[3] Keller J M. The systematic process of motivational design [J]. Performance&Instruction， 1987， 26（9/10）： 1-8.

[4] Keller J M. Development and Use of the ARCS Model of Instructional Design[J].Journal of Instructional Development，1987， 10（3）： 2.

[5] 趙俊芳， 崔瑩. 翻轉課堂的內在意蘊及高校教學改革的未來走向[J]. 中國高教研究， 2016（6）： 105-110.

[6] 何克抗. 從“翻轉課堂”的本質， 看“翻轉課堂”在我國的未來發展[J]. 電化教育研究， 2014（7）： 5-16.

[7] 趙興龍. 翻轉課堂中知識內化過程及教學模式設計[J].現代遠程教育研究， 2014（2）： 55-61.

（見習編輯：景貴英）endprint