舒清錄,廖明梅
(滇西科技師范學院 智能與信息工程學院,云南 臨滄 677000)
隨著移動通信、大數據、云計算、人工智能等技術的快速發展,促進了很多傳統行業的變革、發展和融合。傳統教育模式面臨巨大的挑戰,在此背景下“互聯網+教育”運用而生。中華人民共和國教育部于2018 年4 月13 日正式提出《教育信息化2.0 行動計劃》,旨在加快教育現代化和教育強國建設,推進新時代教育信息化發展和升級。行動計劃的一個核心理念就是堅持信息技術與教育教學深度融合,培養適應信息社會需要的創新型高素質人才[1]。
C 語言程序設計課程強調對計算思維和基本程序設計能力的培養,是一門計算機類語言基礎課。但課程涉及的知識點多、面廣、表達形式豐富、內容難易度差異較大、程序設計靈活、實踐性較強,加上學生邏輯思維層次不一,因而該課成為公認的比較難學的課程之一[2],給學生的學習帶來一定的困難。但此課程又會直接對后續課程的學習和今后的編程思維產生很大的影響。現階段的教學模式,沒有很好地調動學生的學習積極性,學生被動參與教學,教學過程還是以教師為中心,學生的自主學習能力無法得到培養,想要達到國家對新時代人才的需求還有一定的差距。當前學生是在互聯網環境下成長起來的,對移動互聯技術有天生的好感,但傳統課程教學模式制約了學生利用網絡好的一面。因此,充分利用移動互聯技術和現代教育技術手段進行多元混合教學的課程改革勢在必行,也是當前研究的熱點。
所謂的多元混合教學模式,就是將多種有效教學元素(如自主學習、合作學習、課堂討論、階段成果匯報等)綜合起來混合實施,把網絡教學與課堂教學有機結合,激發學習興趣,達到教學效果的方式。該模式核心是通過在線教育彌補課堂教學的不足,降低學生對課堂教學的依賴性,讓學生成為課堂的主體,教師成為主導。
多元混合教學主要解決的問題:在教學活動上,如何使用在線學習輔助傳統教學;在教學資源組織上,如何相結合各種信息技術資源(如音、視頻)與傳統教材;在教學環境上,如何處理好線上與線下教學的聯結;在教學評價和反饋上,如何綜合評價學生。
基于多元混合教學模式的課程改革是社會大環境需求、學生學習個性化、學科發展的必然要求[3]。國家提出“互聯網+教育”模式,要將信息化技術引入教育教學活動過程,并對教育產生革命性的影響,助力教育現代化的實現。互聯網的迅速發展,教師不再是學生獲取知識的主要途徑,學生的認知行為模式和學習方式都發生了很大的變化,對學生的管理和評價變得更加困難。而課程對應的課堂課時量少、內容難易度差異較大、實踐多,很容易讓學生產生迷茫心理,而現有知識又很難解決實際問題,導致學習興趣不高。
超星泛雅一平三端網絡教學云平臺,同時支持教師端、移動端和管理端,這三端分別對應課堂教學、學生自學和教務管理,涵蓋了課前、課中、課后、日常教學全過程。云平臺包括立體化教材、微慕課、題庫、作業、考試、PPT 資源、圖書、課件等資源,實現了課程資源與平臺的無縫對接。課堂中使用投屏、隨機提問、課堂小測試、在線問卷等多種課堂教學功能,既提高了課堂互動,又給教師帶來了高效便捷的體驗。后臺基于大數據分析,把學生參與教學的數據可視化,幫助教師數據統計。為課程的多元混合教學提供了良好的支撐,助力課堂教學改革和教學質量的提高。
課前線上自主學習,是達成教學任務的第一步,也是關鍵的一步。目的是使學生對某個問題有一定的認知,或帶著問題參與課程教學。在C語言教學實踐中,根據教學大綱,為每個主題設計一個學習導圖[4],教學設計圍繞此導圖實現,具體內容見表1。

表1 課前學習導圖
教師提前把任務單、任務指導書、教學課件、預習微課以及對應課前測試題分門別類上傳至云平臺,通過超星學習通自動通知功能告之學生,學生利用線上進行自主預習,完成相應任務。教師課前重點完成好以下事情。
(1)布置的任務難度和數量應當適度,能使大部分學生經過學習能學懂且應當在一定的時間內能學完,這樣既能增強學生對課堂教學的期望,也讓學生體會學習的樂趣。
(2)盡可能給學生提供恰到好處的資料,避免學生花費大部分時間找資料。在教學中,推薦中國大學MOOC 網絡公開課的優質教學資源、寫得較好的個人博客,讓學生體會優質的輔導內容。
(3)及時收集學生課外的自主學習成果(在線測試和電子作業),通過超星學習通及時了解學生學習的實際情況,教師在此基礎上調整課堂教學的安排,著力解決學生的難點,使教學活動更好地滿足學生學習需要。
(4)為了提高學生課前階段學習的積極性和參與度,為教學任務設置任務點,學生完成一個微視頻的觀看或發表自己的學習體會都能獲得一定積分計入平時成績。
(1)學生根據課前自主預習階段提出的問題,分析學生提交的學習結果,教師挑出幾個典型的問題,再通過超星學習通的搶答、隨機點名答題等方式,引導其他學生嘗試回答,并給一定的積分計入總成績。對于學生解釋不清或回答不準確的問題,教師利用5~10 分鐘在課堂上集中講解,完成學生對內容的內化。
(2)利用事先設計好的、有針對性的問題,引導讓學生展開討論。在此過程中教師采用任務驅動、隨機小組討論、頭腦風暴等教學方式[5-6],帶入程序=算法+數據結構的思想,引導學生不僅要完成程序的指定功能,還對存儲空間或執行效率有要求。比如:在一個int 型的數組中,刪除其中所有值等于x的元素,假設數組的長度為n,逐步引導學生討論。
實現1:定義一個新的數組b[],從頭到尾逐個掃描原數組a[],把a中不是x值的元素放入b中且計數器count++,如此循環直到最后,數組b的前count個元素即目標元素。
實現2:從頭到尾逐個掃描原數組a,如果當前元素是x,則把后面的都往前移動一個位置且計數器count++,如此循環直到最后,數組a中前k(n-count)個就是目標數據。
實現3:定義k=0 用于存儲下一個不是x的元素位置,從頭到尾逐個掃描原數組a,如果當前元素不是x,則存到k位置,k++準備好下一個位置,如此循環直到最后,數組a的前k個元素即目標元素。
實現4:定義k=0 記錄數組中值為x的個數,從頭到尾逐個掃描原數組a,如果當前元素a[i]是x則k++,否則a[i-k]=a[i],如此循環直到最后,目標數據就是數組a中前(n-k)個。
實現1 和實現2 只關注了程序功能的實現,并沒有考慮程序的效率問題,其中實現1 的時間效率為O(n),空間效率為O(n);實現2 的時間效率為O(n^2),空間效率為O(1)。實現3 和實現4 即考慮到時間效率又兼顧了空間效率,兩種實現的時間效率都為O(n),空間效率都為O(1)。從上面的實現來看,實現3 和實現4 是此問題的較優解。
以上的實現需要教師的引導,學生以個體或小組參與,充分發揮探究式、進階式學習的優勢。
(3)留出10 分鐘左右引導學生深層次探討、學習,延伸拓展相關知識。啟發學有余力的學生,激發他們的學習興趣,擴展學生視野。比如上面的4 種實現都會導致數組有效元素的減少,而數組一旦定義其長度就固定。如何讓程序知曉現在真實數據的長度?上面的案例是通過k來決定,但是與數組本身沒有關系。最好的方法是定義結構體,使數組和有效長度合二為一,形成一個整體,便于操作和理解。
在整個課堂教學中,利用移動教學的優點,走到學生中間,發現學生問題,監督學生的學習狀態,解決學習困難學生的問題,一方面可以增進師生的感情聯系,另外一方面減少學生利用手機完成一些與課堂無關的事情。而學生之間可以按照教師的要求進行討論探究式學習,讓整個課堂活躍起來,讓所有學生參與教學,從而提高教學質量。
總的來說,課后教學就是如何利用好教學現代教學工具,反思和總結課堂教學,促進課程持續改進;學生線上差異化拓展,實現個性化學習。
教師需要完成的任務:在超星學習通上發布鞏固學習完成課后作業(包括測試);發布差異化拓展任務[5],滿足不同層次學生的需求,實現知識技能的拓展;發布課堂知識點相關的討論,讓學生通過查閱各種資料進行答題;開展課程問卷,了解學生真實學習情況,進行教學反思,促進課堂教學改進;利用超星學習通大數據分析功能,了解每一個學生的學習情況(在線學習的時長、答題正確率、課后討論等),分析教學的難點和需要完善的地方,促進持續改進課程,提升課程教學質量;并將以上評價綜合折成分數,記錄在學生的過程性考核體系中。
學生需要完成的任務:根據教師布置的任務,查閱相關資料完成課后任務;反饋和評價教師教學過程,讓教師了解學生真實的學習情況;利用超星學習通大數據分析功能,有針對性地改進學習方法、跟住學習進度、保質學習內容,提升學習效率。
考慮以學生為主體的教學理念,必須重視評價過程,打破由期末考試一考定成績的評價模式。利用超星學習通平臺收集學生學習參與的數據,生成綜合成績,從根本上改變傳統的考核評價方式,加強學生的過程考核,更全方位地綜合評價學生。
根據課程的需要,采用過程性評價和總結性評價相結合的方式,其中過程性評價為40%,總結性評價為60%。過程考核(60%)=章節測試(20%)+平時成績(25%)+綜合作業(15%)。
對考核體系項目的補充說明如下。
(1)期末考試通過超星平臺以客觀題進行考試,占期末考試分的40%。期末考試客觀題不能簡單理解成選擇題,可以把程序閱讀題、一些經典算法的計算題和算法實現題變成選擇題,學生要答對需要一定的思考和計算量,盡可能全面考查學生對各個內容的掌握情況。
(2)每章測試必須在規定時間內完成測試,可以進行兩次,在課外進行。
(3)平時成績含參與課程的教學活動、討論、課外學習、考勤、搶答、期中測試、與其他人互動交流等;期中測試,在課堂教師監督下完成,只進行一次,完成后根據答題結果給一定的分數。
(4)綜合作業,完成一個較為綜合的作業,體現學生的編程和表述能力。學生按照規定的格式規范來完成程序的設計,課外完成并提交結果到平臺,任課教師批閱給出對應分值。
1)超星學習通教學平臺的優勢。
把以教師為中心轉向以學生為中心。通過簽到討論、搶答等課堂活動,課程活躍度大大提高。通過在線課堂小測試、章節測試環節,系統自動評卷,學生可及時查看答題情況,對錯題進行分類二次處理。教師可以掌握學生的整體學習情況,及時了解自己教學質量,促進教學反思、優化課程[7],克服了一些傳統課堂教學的痛點。通過查看任務點數完成情況、討論數、提出問題數、參加討論數等,幫助教師了解學生對課程的參與度,客觀上督促學生學習,提高教學效率。能及時、不受地域限制地隨時批作業和課程輔導答疑,方便了學生的學習。
2)超星學習通教學平臺中的問題。
采用現代教育技術工具的主要目的是讓學生愛上學習、提高學習效果。各種平臺都只是助力教學變革的工具,不能迷信。超星學習通給教學帶來便利的同時,也存在一些問題。例如教師不能監控學生終端,不能實時掌握學生的聽課情況,學生有可能在上課過程中利用手機進行與課程無關的活動。
盡管現有的簽到活動很豐富,有位置、手勢、二維碼等多種簽到方式,還是無法有效防止學生代簽。課程設定的任務點(如課外視頻自主學習),存在有些學生為了完成任務“刷課”現象。這就需要教師花費更多的精力和時間管理教學,減少學生代簽和“刷課”現象。
C 語言程序設計課程通過采用多元混合教學模式,經過一學期的使用,學生學習效果、任務完成率、學生參與率等都得到明顯提升,取得了較好的教學效果,應該著力研究和應用。但多元混合式教學并不意味著弱化課堂教學的作用,相反要強化課堂教學的重要作用,應當把教師作為對學生學習輔導者、評價者這一角色發揮到極致。