應用型大學軟件類課程混合教學模式研究

劉暢 彭濤 孫連英 宏晨

[摘要]通過總結應用型大學軟件類課程信息化教學的探索經驗，基于OBE理念，采集并構建了軟件行業需求數據平臺;依據行業需求，采用了課前看（MOOC）、課堂講（傳統課堂）、課后練（SPOC）的混合教學模式。混合教學模式既充分利用了優質的教學資源，又發揮了教師的主導作用，同時也加強了個性化實踐能力訓練，為軟件類課程改革提供借鑒。

[關鍵詞]應用型大學;軟件類課程;混合教學模式

[中圖分類號]G 642.4[文獻標志碼]A[文章編號]1005-0310（2019）03-0023-06

Abstract： This research summarizes the exploration of informatization teaching of software courses in application-oriented universities，and tries to construct the software industry demand data platform based on the idea of OBE. Aligning with the needs of the industry， the mixed teaching mode of preview before class （MOOC）， lectures in class （traditional） and excercises after class （SPOC） is adopted. With the mixed teaching mode， high-quality teaching resources are made full use of， and teachers play a leading role. It strengthens the training of individualized practical ability and provides reference for the reform of software courses.

Keywords： Application-oriented universities; Software courses; Mixed teaching mode

0引言

當今是數字經濟社會，互聯網、云計算、大數據、人工智能等技術滲透到各行各業，深刻地改變著人們的生活。信息技術對高等教育也產生了革命性影響，高等教育面臨著前所未有的機遇和挑戰。教育信息化是高等教育改革的必然。2016年，教育部發布了《教育信息化“十三五”規劃》（簡稱規劃），規劃中制定的發展目標是：“到2020年，基本建成‘人人皆學、處處能學、時時可學’、與國家教育現代化發展目標相適應的教育信息化體系。”[1]為了實現這個發展目標，信息產業和教育機構合作，推出了各種各樣的信息化教育手段，如網絡學堂、MOOC、SPOC、移動云教材等。這些新技術、新模式理念的設計雖然很好，但在課程教學中的實踐效果如何，還需要在真實教學場景中加以檢驗。

北京聯合大學的軟件工程專業于2017年獲批為北京市屬高校一流建設專業。軟件工程的專業課以軟件開發類為主，例如程序設計基礎、面向對象程序設計、數據庫系統、數據庫開發技術、移動應用開發技術、Web技術等。本文分析了軟件類課程特點，設計了應用型大學軟件類課程混合教學模式，并應用于一線教學實踐，為軟件類課程信息化建設提供借鑒。

1混合式教學模式的發展沿革

根據柯蒂斯·J·邦克（Curtis J. Bonk）在《混合學習手冊：全球化視野、本地化設計》中的定義，混合學習是指面對面教學和計算機輔助在線學習的結合[2]。混合學習的概念是在Internet出現之后才逐漸形成的，“混合”在眾人眼中是傳統面對面教學和在線網絡教學的混合。隨著MOOC的興起，以及翻轉課堂教學模式的流行，混合學習已經成為目前高等教育以及終身學習中的主流學習模式。特別是我國已進入高等教育大眾化、普及化階段，學生素質參差不齊，為了滿足不同學生的需求，課堂教學應該有更多的個性化指導及更先進的管理和監控手段。混合教學模式將傳統課堂教學與網絡信息化教學相結合，既發揮教師的引導、啟發和監控作用，又突出學生的學習主體地位，強調自主學習[3]。混合式教學模式已成為高等教育中使用最廣泛的教學模式之一。

2應用型大學軟件類課程的特點

應用型大學是在我國高等教育進入大眾化階段后，為適應市場對人才培養多方面的要求，擴大高等教育內涵的形勢下產生的，主要培養本科層次的應用型人才，促進職業、技能和知識的直接結合，為地方經濟建設服務[4]。

我國高等教育進入大眾化階段之后，隨著辦學規模的不斷擴大，就其培養目標類別的人才數量而言，技術應用型人才所占比重必將增大。大眾化階段的高等教育， 必然要培養大量的技術應用型人才。因此， 許多應用型大學為克服人才的知識結構單一、知識面狹窄、適應性較差等弊端， 確立了人才培養模式的目標：以培養“應用型、復合型人才”為出發點， 在知識、能力、素質結構上體現“基礎扎實， 知識面寬， 應用能力強， 綜合素質高， 具有較強的創新精神”的要求[5]。

應用型大學的軟件類課程實踐操作性強，理論與實踐緊密結合，注重學生工程能力和應用能力的培養，特別是動手實踐能力的培養至關重要。實踐性和工程性要求高是軟件類課程的共同特點。

3混合教學模式設計

針對應用型大學軟件類課程特點和學生多樣性特點，研究團隊總結多年信息化教學探索經驗，設計出軟件類課程的混合教學模式，如圖1所示。

應用型大學軟件類課程混合教學模式的基本設計理念是：基于成果導向教育（Outcome Based Education，OBE）的行業需求驅動。OBE是當前教育改革的核心理念，軟件人才培養應該根據市場需求不斷調整和優化。研究團隊通過分析軟件行業人才招聘信息，獲取了行業對軟件人才期望的知識結構[6]。依據行業需求，對教學內容和教學方法進行了改革和優化。

軟件類課程需要有較多的實驗和工程實踐訓練，教學分為知識學習和工程實踐兩部分，知識學習是分階段、漸進式的。研究團隊將軟件類課程拆分成不同的知識點，例如，面向對象程序設計課程分為基礎知識、面向對象和高級開發3個階段，3個階段難度遞增。工程實踐注重軟件開發綜合能力培養，訓練綜合運用所學知識解決現實問題的能力，是從知識到能力的提升。

北京聯合大學學報2019年7月

第33卷第3期劉暢等：應用型大學軟件類課程混合教學模式研究

不同的教學方法在教學中發揮不同的作用。優質的MOOC資源，主要是“看”;傳統的課堂主要是“講”;面向授課班級的、小規模的、個性化的SPOC資源，主要是“練”。研究團隊將教學過程分為課前、課堂、課后和綜合實踐4個階段。

1） 課前，以MOOC自學為主，SPOC為輔。教師布置任務和學習內容，學生利用優質的MOOC資源觀看教學視頻，自主學習。SPOC主要用于小班線上交流，加強個性化指導，營造良好的班級學習氛圍。

2） 課堂教學依然是以教師為主導，面對面授課為主;適當安排討論和學生主講，穿插翻轉課堂。翻轉課堂有助于調動學生的積極性，體現學生學習的主體地位。

3） 課后采用SPOC云端實驗。學生在規定的時間，將課后作業提交到云實踐平臺。云平臺能夠實現作業自動批改，即時反饋。SPOC云端實驗，使教師可以從批改作業的重復性勞動中解放出來，投入更多的時間設計習題、分析學生學習狀況，適時調整，推進個性化指導。

4） 工程綜合實踐也以SPOC云端實踐為主、面對面傳統課堂為輔。實踐環節以學生練為主，但學生從分散的知識點到綜合能力的提升過程是有難度的，需要教師適時參與，給予指導。因此，雖然采用了云平臺實踐，但面對面交流和指導必不可少。

4混合教學模式實踐

在信息化教學改革中，研究團隊進行了多輪一線教學的探索實踐。面向對象程序設計和數據庫系統是軟件工程專業學生的必修專業基礎課。面向對象程序設計課程培養學生面向對象編程思想和運用面向對象語言開發應用程序的編程能力。該課程既包括理論學習，又注重軟件開發的工程實踐能力訓練。數據庫系統課程介紹數據庫系統基本原理和數據存儲技術，具有較強的理論性和實用性。這兩門課程都是典型的軟件類課程。本文以面向對象程序設計和數據庫系統課程為例，介紹軟件工程專業混合教學模式的實踐情況。

4.1引入MOOC

自2012年以來，MOOC（Massive Open Online Course，大規模在線開放課程，又稱慕課）在全世界開始流行。coursera，edx， udacity等網站開設了Stanford、Harvard、MIT等世界著名大學的在線課程，吸引了全世界的學習者。我國也建立了中國大學MOOC、學堂在線等平臺，匯聚了北京大學、清華大學、浙江大學等高校的精品課程，具有廣泛的影響力。MOOC讓普通用戶可以通過網絡免費進入名校名師的課堂，使優質的教育資源得到最大范圍的共享，促進了教育的均衡發展，提升了教育教學質量。

圖2調研結果

Fig.2Survey results

從2017年開始，研究團隊引入了中國大學MOOC網中的中國人民大學王珊、杜小勇團隊的國家精品在線課程《數據庫系統概論》，將MOOC資源作為課外參考推薦給學生。課堂教學依然采用了傳統的面對面授課，教師主講。課程結束后，教學團隊以問卷的形式對60名學生進行了調研，了解MOOC資源的真實使用情況和效果，調研結果見圖2所示。

調研結果顯示：在授課教師的督促下，65%的學生訪問了MOOC網，學習了課程視頻。只有約1/3的學生完整地學習了所有資源，約1/2的學生認為MOOC對學習很有幫助，超過85%的學生希望所有課程都能開通MOOC。

從學生的問卷結果可知，雖然有教師的大力推薦和引導，但只有約2/3的學生使用了MOOC，完整學習的更少。說明在教育大眾化和普及化的情況下，提高學生學習的主動性和積極性依然是亟待解決的問題。另一方面，MOOC雖然沒有在課堂教學中直接使用，但多數學生認為對學習有幫助，超過85%的學生希望所有課程都開設MOOC，反映出MOOC需求依然很旺盛，發展潛力很大。

MOOC資源的引入，使學生享受到了開放、免費、高水平的教學資源;但由于MOOC互動少，得到的支持有限，缺少個性化指導等原因，學生完整學習率很低，學習積極性和主動性有待激勵。

4.2建設SPOC

SPOC（Small Private Online Course，小規模限制性在線課程）的概念是2013年由加州大學伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的。Small和Private是相對于MOOC中的Massive和Open而言，Small是指學生規模一般在幾十人到幾百人，Private是指對學生設置限制性準入條件，達到要求的申請者才能被納入SPOC課程[7]。很多學者認為，SPOC可能會成為比MOOC更受歡迎的模式[8]。因為SPOC創建的混合教學環境，既融合了MOOC的優點，又彌補了傳統課堂教學的不足。

應用型大學軟件類課程的特點是具有較強的實踐性、工程性和應用性，實踐教學是學生深化知識理解，掌握實踐技能

，形成工程素養，培養創新能力和探索精神的重要手段。與理論教學相比，實踐教學更為重要。

當前軟件類課程實踐教學的主要形式是傳統的教師和學生在實驗室內完成實驗或綜合實踐。傳統實踐教學模式需要固定實驗室，受時間、地點、軟硬件資源的約束，各種弊端已開始顯現，例如：實驗室機房設備更新慢，軟、硬件升級成本大;機房維護工作繁瑣，管理分散，效率較低;實驗室為了防止病毒，程序和實驗數據一般不保存，不利于學生進階式學習，也難以對教學過程與質量進行量化的準確評價;傳統實驗模式與個性化培養的需求越來越不匹配等[9]。針對以上問題，借助云計算技術的小規模限制性在線實踐——SPOC實踐教學成為新的教學模式。

2016年，學校軟件工程專業與上海尚強科技公司合作，開發了軟件類課程的SPOC實踐平臺。同年，面向對象程序設計課程的實驗和集中實踐環節均在SPOC平臺上實施授課。SPOC實踐平臺主要有以下特點。

1） SPOC實踐平臺可以支撐實驗、綜合實踐不同階段的實踐教學。

2） 分層次、模塊化。分層次指將實驗內容分為不同的層次，有研究性、綜合性，也有基礎性、驗證性、演示性等。實驗難度從簡單到復雜分為3級。教學中針對不同的對象，選擇合適的教學內容。模塊化是指將知識點與實踐內容對應，實踐題目根據學習進度，覆蓋相應的知識點。學生可根據學習進度和興趣，選擇不同的模塊進行訓練。

3） 過程管理和質量監控。云實踐平臺提供了“教與學”數據的采集與管理，記錄并保存了學習者在課程學習活動中的學習行為，幫助教師了解課程教學效果，改進教學策略和方法，有助于科學、全面地提高課程教學質量。

4） 有助于實現學生能力監控與人才對接服務。云平臺結合信息產業的行業數據，實現了學生能力監控與人才對接服務。能夠從雇主與產業的視角，評價學生在技能領域的熟練程度，智能匹配雇主或產業的崗位要求。通過產業的反饋數據來修正培養要求的設定、調整課程標準與課時的合理分配，落實教學診斷與改進。

SPOC實踐是基于“互聯網+”的實踐教學體系的創新，在整體規劃、平臺構建、資源建設、能力測評、數據支撐等方面都有很大優勢。特別是能夠將實踐內容與軟件行業需求對接，有助于實現面向行業需求的培養目標，培養真正適應社會需求的應用型人才。

5效果與評價

軟件類課程混合式教學，利用了優質的MOOC資源，借助了先進的在線實踐平臺，加大了課外學習督促和監管，讓軟件工程專業學習不再受上課時間、地點、實驗環境的約束，真正實現了隨時隨地學。軟件類課程的學生測評連續三年評為優秀。可見，教學模式的改革與課程建設已逐漸得到學生的認可與好評。

混合式教學模式的課堂教學依然是以教師為主導，即以面對面授課為主，適當安排了討論和學生主講的翻轉課堂。翻轉課堂有助于調動學生的積極性，但在實踐過程中也發現了一些問題，比如：討論時間不好控制，影響課堂教學進度;學生講解不清楚，理解不深入等。為保證教學進度和質量，建議當前應用型大學的課堂教學依然采用傳統的教師主講，學生適當參與的形式。在混合式教學實踐中，雖然引入了豐富的高質量教學資源，但被學生真正充分利用的很少。在高等教育普及化、大眾化的現狀下，如何激勵學生主動學習還需深入研究。

6結束語

教育信息化是當前高等教育教學改革的主要課題，新的信息化教學手段層出不窮。北京聯合大學軟件工程專業作為市屬高校的一流建設專業，在專業建設中進行了多輪信息化教學的探索實踐。針對應用型大學的學生特點和軟件類課程注重實踐能力培養的要求，研究團隊設計了“課前看，課堂講，課后練”的混合教學模式，即：課前采用MOOC自學，充分利用MOOC的優質教學資源;課堂沿用傳統方式——教師主講，利用傳統課堂發揮教師的主導和監控作用，保證教學進度和質量;課后練習采用SPOC云端練習，SPOC實現小班的開放實踐，加強課外練習和線上交流互動;綜合實踐以SPOC云端實踐為主，教師線下指導為輔。軟件類課程混合教學模式已經被應用在日常教學中，受到學生的歡迎，效果良好。下一步將繼續探索混合模式教學，優化整合線上、線下資源，深入研究如何調動學生的自覺性，如何實現個性化分層、分類培養。[參考文獻]

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[8]康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”——SPOC解析[J].清華大學教育研究，2014，35（1）：85-93.

[9]許正強.智慧實驗云建設實踐[J].現代計算機（專業版），2017（3）：57-60+64.

（責任編輯李亞青）