基于網絡課程的C++程序設計語言混合式教學改革實踐

徐紅云，徐 成

（華南理工大學 計算機科學與工程學院，廣州 廣東 5100061）

0 引 言

為了促進教育公平，實現優質教學資源的共享，國家與地方投入了大量的財力和物力進行網絡課程資源建設。網絡課程也經歷了精品課程、精品資源共享課程、精品視頻開放課程和大規模在線開放課程（簡稱MOOC）等發展階段。利用網絡課程資源開展教學改革，提高教學質量和教學效率，是廣大教育工作者正在研究的熱點問題之一。

1 混合式教學改革方案設計

混合式教學(blending learning)是把傳統學習方式的優勢和e-learning(即數字化或網絡化)的優勢結合起來，使二者的優勢互補，以使學生獲得最佳的學習效果[1]。網絡課程的建設為混合式教學的開展打下了良好的基礎。基于網絡課程，不少教育工作者在研究和實踐混合式教學改革方法，文獻[2]提出大學計算機基礎MOOC與翻轉課堂結合的新型教學模式；文獻[3]提出在線教學、課堂教學、實踐教學和效果評價四位一體的教學模式，并將之運用到大學計算機基礎課程教學中。

1.1 開課概況

C++程序設計語言同時包含面向過程和面向對象的特征，被廣泛地作為程序設計語言的教學語言在計算機類和非計算機類專業開設。華南理工大學的C++程序設計語言課程設置情況見表1，其中計算機類專業除了開設兩門C++程序設計語言課程外，還開設了一門實踐課——高級語言程序設計大作業；非計算機類普通班只在第2學期開設C++程序設計基礎，非計算機類教改班（包括創新班和卓越班等）在前兩學期開設C++程序設計語言，分別講授面向過程的部分和面向對象的部分；計算機類輔修班的開課情況與計算機類主修專業的開課情況相同。

1.2 混合式教學改革方案設計與實施

C++程序設計語言混合式教學主要從在線學習、翻轉課堂教學、上機實驗和課程評價4個方面來落實。

1.2.1 在線學習

在線學習主要依托華南理工大學現有的網絡課程資源來實現。任課教師在學期初的第一堂課即公布該學期各周的在線學習任務，并要求在該周的翻轉課堂教學之前完成在線學習任務，提交視頻學習自查表，表2為2016級計算機科學與技術專業1班下文簡稱“計科1班”某學生在觀看教材11.5節文件處理有關視頻內容后，填寫提交的自查表。

表1　C++程序設計語言課程設置一覽表

表2　視頻學習自查表填表日期：2017年4月10日

1.2.2 翻轉課堂教學

任課教師通過批閱學生提交的自查表，即可比較全面地了解學生在線學習的情況及存在的問題，如通過批閱表2所示的視頻學習自查表，教師即可獲得某學生學習11.5小節的情況：觀看視頻資源用時87min，完成了對應章節的所有同步練習，學習過程中的疑問列在主要問題欄目，對完成本小節在線學習任務的自評分是85分。通過對所有自查表的評閱，將自查表中所列主要問題進行分類匯總，并作為課堂教學中討論環節的議題。討論時，由沒有提出相應知識點問題的學生來回答提問的學生，教師起到引導和補充回答的作用，充分發揮同學們的主動性，課堂氣氛比較活躍，效果較好。

1.2.3 上機實驗

上機實驗采用兩種模式進行，第一種是完成課堂教學后，立即進行上機實驗。此時，任課教師團隊根據本次課堂教學內容的知識點，提前設計好上機任務，要求學生在規定的時間里完成程序設計和程序調試，并把調試通過的源程序和測試結果截圖形成一份文檔提交到網絡課程平臺。第二種模式在課堂教學和上機實驗的時間上沒有強相關性，一般是在一章內容的教學完成后，安排一次實驗，實驗題目部署在OJ（在線測評系統）上、斷外網，集中到實驗室進行，并要求在規定的時間內完成[4]。

1.2.4 課程評價

良好的課程評價機制有利于保障課程的教學質量，期評成績的組成為：上機實驗30%，課堂表現和在線學習10%，期末考試60%，并且只有各個部分都在及格線（60分）以上含及格線，期評成績才能評及格。

2 改革試點效果

對華南理工大學2015級計算機輔修班（下文簡稱“輔修班”），計科1班和2016級工程力學創新班、化學類創新班、電氣工程及自動化卓越班（下文簡稱“創新班”）3個不同性質的教學班級進行試點研究，比較分析教學改革效果。

2.1 3個教改班同一學期期末考試成績對比

圖1列出2016—2017第1學期輔修班、計科1班高級語言程序設計（C++）（1）和創新班的C++程序設計基礎的期末考試成績分布情況。由圖1可見，參加教改的3個教學班中，成績優良率（即80分以上）最高的是計科1班，然后是輔修班，最低的是非計算機專業創新班。

圖1 面向過程部分成績比較

2.2 連續兩屆教改班與非教改班期末考試成績對比

圖2—圖4分別顯示了連續的兩屆學生期末考試成績分布情況。2016級計科1班和創新班參加了教改，2015級沒有參加；2015級輔修班參加了教改，2014級沒有參加。由圖2可見，2016級創新班期末考試成績的優良率接近50%，而2015級創新班的優良率不足35%。由圖3可見，2016級計科1班的期末考試成績優良率接近80%，而2015級計科1班的優良率不足43%。由圖4可見，2015級輔修班的期末考試成績優良率超過53%，而2014級的優良率不足38%。總的來說，參加教改的3個教學班與沒有參加教改的對應專業的3個教學班相比，成績的優良率都有所提高。

圖2　2015級創新班與2016級創新班成績分布對比

圖3　2015級計科1班與2016級計科1班成績分布

圖4　2014級輔修班和2015級輔修班期末考試成績分布

3 調查與討論

課程結束后、期末考試之前對3個進行教改的教學班進行了問卷調查，調查內容及結果如下所示。

1）教學方式偏向調查。

此問題是針對學生對傳統教學方式（即教師先進行課堂授課，然后布置課后編程作業）和混合式教學方式偏向的調查，3個班的調查結果如圖5所示，其中A代表偏向接受傳統教學方式，B代表偏向接受混合教學方式。由圖5可見，2016級創新班和2016級計科1班接受傳統教學方式的學生比例超過了混合式教學方法的學生比例，而2015級輔修班接受混合式教學方式的學生比例高于接受傳統教學方式的學生比例。主要原因是2016級是大學一年級新生，接受傳統教學方式是慣性，進入大學后，各方面都需要重新調整和適應，對于新的教學方式的適應性和接受程度自然就差一些。

2）不接受混合式教學方式的原因調查。

不接受混合式教學方式的原因包括學習任務重，沒有時間提前配合老師的要求完成視頻自學和沒有課前按照老師的要求完成預習的習慣兩個選項。3個班的調查結果如圖6所示，A代表前者，B代表后者。圖6表明，學習任務重，沒有時間提前配合老師的要求完成自學是多數學生不接受混合式教學方式的原因，尤其是輔修班，超過70%的學生都選擇了該原因。因為輔修班學生除了要修讀主修專業的課程外，還要安排業余時間（晚上、周末）修讀輔修專業的課程，所以他們普遍課程多，負擔重。選擇沒有課前按要求完成預習習慣占比最高的是創新班，主要是因為非計算機專業創新班學生認為計算機公共基礎課跟他們所修讀的專業關系不大，所以對該課程各個環節的重視程度不夠。

圖5　教學方式接受程度調查結果統計

圖6　不接受混合式教學方式的原因

3）視頻完成情況調查。

圖7是對3個班學生視頻觀看的完成情況的比例調查統計。圖7表明，創新班60%以上的學生完成視頻學習的比例低于60%。從而進一步說明，非計算機專業創新班的學生相對來說，對本課程的重視程度是低于計算機類專業學生的，這也印證了圖1中創新班的學習成績優良率低于計科1班和計算機專業輔修班的統計結果。

4）課程視頻有用率調查。

針對課程視頻有用率的調查給出了主要靠課程視頻來完成本課程的學習；借助課程視頻和課堂講解，較好地掌握了本課程的內容；靠看教材和課堂講授，才掌握了課程內容；靠看教材，才掌握了課程的內容4個選項，分別對應圖8中的A、B、C、D。從圖8可知，3個班都有超過50%的學生認為課程視頻對他們學習本課程有幫助。輔修班中64.71%的學生認為采用本文混合式教學方式，有助于他們掌握課程的教學內容，計科班的這個比例是57.41%，創新班的是43.24%。特別值得注意的是，3個教學班中完全靠看視頻完成課程學習的學生比例都低于10%。

圖7　視頻自學完成情況調查

圖8　課程視頻有用率調查

4 結 語

華南理工大學的教學改革表明，采用混合式教學方法教學，對不同年級不同專業的學生，在教學方法上要區別對待，如對非計算機專業的新生，要盡量把關鍵的教學活動放在翻轉課堂和集中實驗環節，對其課前預習和課后復習效果不能有太高的期望；對計算機科學與技術專業輔修班學生，借助網絡課程資源開展教學效果較好，有助于他們利用零碎的業余時間開展課程學習，翻轉課堂和實驗教學的學時比重可以降低一些；對計算機科學與技術主修專業的學生，采用正常的混合式教學方式教學效果較好。

參考文獻：

[1]何克抗. 從Blending Learning看教育技術理論的新發展[J]. 國家教育行政學院學報, 2005(9): 37-48, 79.

[2]劉欣欣, 徐紅云. 大學計算機基礎的MOOC教學實踐[J]. 計算機教育, 2017(1): 14-17.

[3]陳希亮, 姜峰, 賴俊, 等. 基于混合式教學模式的大學計算機基礎教學改革研究[J]. 計算機教育, 2016(6): 143-146.

[4]徐紅云, 江捷斯, 周釩. 基于競教結合的“高級語言程序設計”實驗教學改革實踐[J]. 實驗技術與管理, 2012(10): 165-168.