計算機專業課互動教學方法及其效果分析

古萬榮，肖磊，謝賢芬，毛宜軍，梁早清

（1.華南農業大學計算機工程系，廣州510642；2.暨南大學統計系，廣州510632）

0 引言

計算機行業的發展迅速眾所周知，高等教育中的計算機專業教學常常面臨著這樣的囧境：大一給學生講授的最新技術，等學生畢業后發現該技術已經較為陳舊，甚至已經被淘汰了。總體來說，目前我國高等學校包括計算機及其相關專業在內的工科專業的教學方法還存在著如下的問題有待于進一步改善。主要包括：①教學方法和內容單一陳舊，“講風太盛”；②忽視學生分析問題和解決問題能力的培養；③單純講抽象理論，不重視實踐性教學環節；④對學生的科研活動重視不夠；⑤成績評定不科學。

因此，計算機學科的教學及其他學科的教學早就提出了互動教學的概念，但真正實行的不多，仍然以理論講解和布置習題實驗為主。即便有一些互動教學的嘗試，也沒有及時對互動教學進行深入效果的對比分析。

針對以上問題，本文對計算機及其相關專業的教學方法進行全方位研究，設計面向計算機專業合理的互動實踐教學方法，并通過兩年來的數據積累，進行出勤率、滿意度等多方面的數據對比分析。

1 國內外相關研究

計算機專業教學面臨著人工智能時代社會發展帶來的挑戰和機遇，國內外的教學研究總體如下：

（1）國外研究現狀

在美國高校教學中，計算機專業教師很多是從一流企業而來，具備博士學位，具有很強的實踐能力，也能很容易地返流到企業。他們更多地注重計算機技術的實用性、先進性，鼓勵學生突破技術門檻，和學生能平等交流技術和工程問題。

英國高校的計算機教學注重引導學生多思考、多參與，注重學生實踐參與在教學中的比重。

德國則比較重視前沿技術的應用問題，教師入職時，有相關的培訓和考核。其教學方法的主要特點是：①重視討論法“Seminar”的運用；②重視演示法和實驗法的運用；③重視學生自學。

日本高校計算機專業主要教學特點是：①講授與實踐相結合；②注重個別化教學方法；③注重學生自學方法。

（2）國內研究現狀

我國高校教學方法的結構是以傳統教學方法為主。即選定一本教材、制作一份課件（可能多年不換）、以教師主講為主。雖然隨著高校教學改革的發展，在制度上引入了評教機制、在課程設計上將實驗教學作為單獨學分設立，但由于各方面原因，評教使得中國教師不敢對學生過于嚴厲，實驗教學一刀切導致有些課程實驗課流于形式。

近年來，我國高校計算機專業在一些學校的爭取下，已經逐步突破，如注重新技術，注重吸收企業高學歷實踐型人才。但對于大多數院校而言，仍然面臨著重重困難。

因此，鑒于國情和文化背景不同，我們高校的計算機專業教學改革，不能生搬硬套國外成功模式，需要以教學點（學校或院系）為單位，進行互動教學改革，以期達到最優化目的。

2 互動實踐教學理念的整體思路

2.1 定位與構想

興趣是學習之母，我們教學的目的是指激發興趣（樂），以學習前沿計算機技術為目的（學），以培養會思考、會自主學習新技術的人才為落腳點（思），為國家培養更多創造型人才（創）。

2.2 互動教學方法在計算機專業課程中的設計與實踐

計算機專業教學和其他專業有一定的共通之處，但由于計算機專業知識更新換代極快，新工具和新技術日新月異，工業界和學術界協同性很強。因此，互動教學方法在計算機專業課程中的設計和實現在注重教學原則性問題的同時，也要因地制宜，適當根據專業特點進行調整。

（1）激發興趣要貫穿教學全程

傳統的高校教學往往會有這樣的現象，前三周逃課人數極少，但隨著時間推移，逃課人數漸增，到期末最后一兩周人數又多了起來。這是因為前三周學生們興趣較高，興趣隨著時間的推移而下降。期末考試前一兩周人數突增并非興趣來了，而是基于功利目的，如考試劃重點等。激發興趣的關鍵點在于，讓學生知道該知識點的應用落腳點，理論聯系實際。有條件的教師還可以聯系相關企業進行展示教學。

（2）課程內容要接軌前沿技術

許多專業知識與前沿技術脫軌，導致企業需求和高校培養對接不上，這也是導致學生厭學的一個重要因素。院校除了聘請一定配比的企業高學歷人才充實教師隊伍外，還可以對傳統教師進行前沿技術培訓，確保他們的專業知識保持新鮮度，而不是單考察論文數量或依賴于評教結果。

（3）培養會思考會學習的計算機專業人才

計算機知識的快速更新，除了我們要做好知識更新外，還需要培養具備自主學習能力的人才，確保他們畢業后有能力持續學習。主要通過以下方式：

①問題式教學：以技術疑問的方式給學生帶入技術專題，引導學生發現問題或提出問題。同時，也要注意完成提出問題、分析問題、解決問題并提出更多改進意見的迭代閉環。

②啟發式教學：啟發式教學雖然沒有明確的提出問題，但也是屬于引導學生的一種方式，可以通過不同的技術方案、解決算法等給學生留下對比、分析和思考的空間。

③互動式教學：互動式教學是傳統教學方法較缺乏的，包含但不僅限于教師和學生之間，學生與學生之間，還可以包含企業人員和學生之間，教師與教師之間。互動式教學有利于提高學生的自主性和參與感。

④小組合作式教學：通過劃分小組，可以讓較好的學生將學習經驗傳授給較差的學生，這種傳授比單純教師傳授給學生效果要好。但該教學方式中，需要注意防止學生濫竽充數，確保每個學生都有合作參與，具有自己的貢獻和對整體小組的成果有熟悉的掌握。

（4）創造是計算機專業的必備能力

在教學中，注重引導學生的創造力。計算機專業不管是軟件還是硬件，具備創造力的人才才是行業的推動力。在這個環節中，需要注意：①引入開放型課題，培養創新思維；②積極開展探究式教學法。

3 傳統教學與互動實踐教學的效果對比

筆者及其團隊挑選了三門課程作為教學對比的對象：《C 語言程序設計》、《軟件開發基礎（C++）》以及《云計算與大數據》。這三門課程分別是計算機專業的公共基礎課、專業基礎課和專業選修課，具有代表性。

傳統教學方法：理論講解+實驗課。即32 學時用于講解書本理論，主要是概念講解、算法和舉例；16 學時用于實驗教學，主要是完成課后習題上機操作，形成代碼和實驗報告。

互動教學方法：應用和理論講解共32 學時，每次理論課之前有應用舉例，并關聯企業界的應用場景和可擴展性講解，聘請企業技術人員（5 年以上一線技術研發經驗）介紹與課程相關的企業應用，占2 學時。實驗課改為以小組合作式教學實驗，8 個學時完成課后實驗習題，8 個學時設置開放式實驗課題，供學生自選。

學生選課人數的數據如表1 所示。

表1 學生選課人數統計表

表1 中的數據是選課系統中導出的數據，在評教調查中，評教回收人數和選課人數不同，則默認剔除無效評教，在部分評教項中，如果沒有作答，也不計入實驗統計數據中。

3.1 出勤率

為了排除人工點名或簽到的方式導致學生強制性上課，影響實驗數據的真實性，本實驗中的人數統計都是通過照片拍攝的事后統計得出。所有課程在第一周時，跟學生約定，出勤情況不計入期終考試總評成績。

從圖1 中可知，有以下現象和分析：①互動教學的出勤率明顯較高，特別是在教學中期（第5 周和第10周），差距特別明顯，這說明互動性和趣味性會提高學生主動參與度。②不管是互動教學還是傳統教學，在教學中期出勤率都會下降，這是由人的學習心理導致的。在學習的中期更容易產生疲倦感。③跟學生約定了出勤不計入考核分數，則出勤率普遍都不高，這也說明強制性是出勤率的一個有效保證。④有些課程出勤率在期末會反彈比較多，如軟件開發基礎（C++）課程、云計算和大數據，該課程難度較大，學生更希望能在考試前獲得重點知識范圍。

3.2 評教反饋

我單位教務處有評教系統，要求學生要進行評教后才能查詢期末考試成績，這就確保了學生不會因為自己成績的好壞來評價教學過程。評教采用的是盲評方式，即教學教師不知道每個學生的具體評教給分，只知道統計結果。評教是使用選項式系統填空，分為5個等級，并對應生成相應的分數：優-95 分，良-85 分，中-75 分，合格-65 分，不合格-55 分。獲得分數后，系統會自動去除最高分的前5%樣本以及最低分的后5%樣本，然后再統計出平均分作為滿意度。

表2 評教結果反饋

表2 的滿意度即學生評教反饋表中的平均得分，排名是該課程在學院的排名率，如20%，則表示在100個教學教師中，排名20 左右。從表2 的評教結果反饋統計表中可知：①使用互動方法的滿意度有了明顯的提高，尤其是軟件開發基礎（C++）和云計算與大數據這兩門應用技術性較強的科目，這也說明了互動教學方法更受學生歡迎。②評教的分數普遍起點較高，這是因為學生都會不自覺地給自己教師一個比較高的評分起點，但評分的提升也是有參考意義的。③云計算與大數據課程人數較少，更容易在評教滿意度上獲得高分，并排名較前。

圖1 出勤率實驗結果統計圖

4 激勵和考核評價機制

（1）構建與互動教學法相適應的激勵機制，提高教學教師的地位和相關經費支持。

目前，高等教育嚴重傾斜于科研，對教學過于輕視，而大學本科生的培養質量和教學是強相關的。資源的傾斜導致許多教師不愿意過多時間花在教學上，也有些教師為了完成科研指標，聘用本科生搞科研而忽視了本科生的基礎知識的重要性。

（2）從教師評估和學生自我評估兩個方面，構建與互動教學法相適應的考核評價機制。

教師的教學質量評估，不能簡單依賴于評教機制，其副作用在于對學生寬松的教師，往往會得到較高評價，這樣導致相關教師對學生過于放松。也不能過于依賴教改論文篇數，畢竟理論和教學實踐差距是非常大的。需要一個更互動的考核機制，如同行評價，互聯網公開授課評價等等多元手段相結合的評價機制。

5 結語

本文探討互動實踐教學法國內外研究的基礎現狀，給出了互動教學的基本思路框架以及在計算機專業教學中的擴展。目前，教學研究多面向于多渠道教學（課堂教學+互聯網教學），本文引導和倡議回歸互動教學，即不僅僅借助于多渠道教學，更側重于學生對教學內容本身的興趣度、交互性、趣味性、實用性等互動協同開展。在互動設計合理的情況下，再通過多渠道工具進行擴展，以達到最優化教學效果。