“432”教學模式在程序設計課程中的應用

顧洪博 楊 永 吳雅娟 楊王黎

（東北石油大學計算機與信息技術學院，黑龍江 大慶 163318）

為了培養適應當前經濟和社會發展的創新人才，計算機技術成為當代大學生必須掌握的一門技術。[1]針對目前高校的大學生學習計算機程序設計課程的實際情況，開展計算機程序設計課程教學模式研究和改革，提出了一種基于云平臺的教學模式的構建，對計算機公共基礎課程的教學改革和人才培養模式的創新起到了積極的促進作用。

一、現狀

目前高校普遍開設的計算機程序設計課程，是一門重要的基礎課程。針對非計算機專業大多開展的是C/VB/VFP 程序設計和Python 程序設計。這些程序設計課程目前的各種教學大多集中在程序語法基礎講解，不管是理論課堂、直播課堂、微課課堂，還是視頻錄播都是從基礎開始，集中訓練程序的思維，同時用實驗課教學來進行輔助。實驗教學和實踐是以編寫代碼為目的進行語法訓練，設計訓練。這種教學方式能夯實學生學習語言的基本功，但是卻容易忽略了問題分析、算法設計和程序測試與調試等重要過程。

在日常教學活動中，教師的教側重在語法、原理、演示示例；學生的學側重在背語法、調試程序。這些程序都是結合教學進行設計的，比較經典。但是，往往脫離了生產實際。而且目前教學常態是學生上課能基本聽懂，但下課自己調試程序的時候，尤其是碰到實際問題不知道從何下手。如果碰到一個新問題，學生往往不知道如何去分析、設計和實現。這就說明大多數程序設計課程的教學模式沒有側重實驗和實踐能力的培養，然后也暴露了程序設計思維不全面的問題。針對這樣的現狀，各種高校程序設計的教改方法開始設計。例如“案例法”“項目法”“任務驅動法”“層次法”“計算思維法”等等。[2]這些方法在一定程度上的確解決了目前計算機程序設計課程教學中存在的學生學習興趣不足、水平差異明顯、教學方法單一等諸多問題，[3]也能從課堂教學和實驗教學兩個方面進行改善，教學效果有明顯好轉。隨著互聯網+，云計算，云平臺，MOOC等先進技術和智能化手段的日新月異，計算機程序設計課程的教學方法也要有所改善。經過多年教學實踐和總結，提出一個基于云平臺的“432”教學模式的構建，并在教學實踐中進行應用，效果比較明顯。

二、“432”教學模式

云計算技術以及大數據技術的迅猛發展，使得在線學習的實施比以往具有了更多的便利條件，資源更新更便捷、實時溝通更方便、系統穩定性更強大，平臺靈活度更多樣。[4]“432”教學模式是“四種學習手段、三種教學方法、兩項合作應用”的簡稱。這個教學模式來源的基本思想就是以學生的學為起點，以學生完全掌握程序設計技巧為當前終點，以教師的教為助力，結合各種教學手段和先進技術進行全方位、開放式的學習。教師為學習的引導者、合作者，學生為學習的主動者、探索者，學習平臺為教學的支持者的一種教學模式。從學生方面而言，學生在自主的、集中的、探究的、擴展的方式下學習，在與同學或者老師的合作交流中答疑解惑。從內心激發學生的學習興趣，變被動學為主動學。實踐證明這種方式能真正提高學生學習的積極性和自主性，充分發揮學生的潛能，讓學生從“學會”到“會學”，為學生的終身學習打好基礎。學生學習手段的多樣化可以促進學習。

1.四學

四種學習手段是指學生在教學平臺的學生手段，分別是：自由學習、集中學習、主動學習和擴展學習。

（1）課前進行的預先學習——自由學習。對于學生而言，學習只是促使提前思考，提前準備，是學習的熱身。預先學習的好處就能避免學生在上課時成為毫無準備的聽眾，跟著老師盲從的學習，對這個知識點基本上是有所了解，而不是一無所知。這個學生端的設置也要與教師端進行關聯。因為學生的層次是不一樣的，每名學生能學些什么、學到什么、學到什么程度、學著有什么問題，需要進行掌握，這就可以通過教學平臺進行跟蹤和匯總。教師及時通過教學平臺了解學生在學習中暴露出的各種問題，匯聚的各種情況和學生學習后的狀態，這些都可以在后期教學備課中進行整理和使用，進行備課指導和教學規劃。

（2）課中進行的及時加強和鞏固——集中學習。對學生而言，自由學習后，再由教師進行各種方式的講解，梳理知識點，構建知識圖譜，這是整個學習的關鍵。學生可以通過課堂講授來集中學習，也可以通過直播課堂進行反復學習。這與原來的教學模式十分像，畢竟改革不是全部丟棄原有的方式。這些集中學習能在主管上進行引導和客觀上進行督促，十分有必要，而且也讓學生有一種正在學習的感覺。

（3）課后進行的認真復習、合作中的查缺補漏——主動學習。程序設計課程以實踐為主，讓學生自己學習，容易陷入一個自閉、無力的怪圈。如果和同學合作，既能促進學習，又能相互幫助。這就是主動學習。結合教師平臺的資源，進行答疑解惑；結合項目小組的情況進行合作分工；結合自身學習條件進行取長補短，這都是主動學習需要進行的。以往學生寫作業不及時、設計實驗不認真，這是他自己學習的事情。現在，在一個項目小組中，不如因為自己的不努力、不認真可能會影響其他成員，這就是一種督促，來自同學間的督促。

（4）在項目中深入學習——擴展學習。程序設計課程里，語言的基礎的學習結合程序的設計只是表面的學習，我們要通過項目應用深入到實際案例中。通過身邊可見的、有趣的項目規劃來引導學生進行深入學習和探索。這樣既能提高學習的興趣，又能加強學習的動力。比如，學習了循環語句，就可以開發一個“幸運小程序”或者類似“猜猜看”的程序。學習了各種常用控件，就可以實現一個類似系統里自帶的“科學計算器”的開發。這就讓學生覺得原來設計程序和實際生活十分接近。學習了驅動器控件，就可以開發一個打開的小程序。學習了數據庫連接控件，就可以開發一個班級學生管理系統，應用到實際生活中。還有的諸如：電子相冊、記事本、畫圖工具，甚至挖雷、貪吃蛇等小游戲都可以開發。這樣把學到的知識融會貫通，學生通過平臺的學習，能夠掌握實踐知識，然后進行有興趣的合作是檢驗學習效果的基本標準。

2.三教

三種教學方法是對課程中教師教學手段的總結，分別是：課堂教學、直播（視頻）時刻、答疑課堂。

（1）針對課程進行的集中教學——課堂講授。對學生自由學習反饋的信息進行課前備課準備，然后讓學生在集中學習中進行課堂講解。這就是一個教學模式的改革，實時更新，及時反饋。以往教學中都是按照教學日歷進行設計和講解。教師沿著日歷走，往往不能顧及學生的實際接受能力，使得學習效果十分不理想。現在，通過教學平臺的反饋，教師能了解學生在自由學習中的問題，集中進行處理，反饋給學生，進行及時解答。然后，集中教學進行時，學生在態度上可以引起重視，在內容上可以進行系統學習，在形式上可以進行引導學生學習。

（2）針對不同學生進行不同管理——直播或者視頻時刻。這是對集中教學的一個補充。課上教學如果沒有聽懂，或者存有疑惑，可以進入直播時刻。這里是老師錄制的一些視頻或者一些直播視頻，可以在傳統課堂之外進行線上教學。課上時間畢竟有限，延伸到課外可以進行無限的教學。當然，考慮到老師的工作量，可以進行一些視頻的錄制，這樣可以方便學生和教師。

（3）傳道授業和解惑——答疑課堂。主要是針對所有學習過程中進行答疑。可以是自由學習中的基本語法問題，也可以是集中學習中的結構問題，或者是擴展學習中的深度問題。答疑的方式可以由線上線下兩種手段。

3.兩合作

兩項合作應用是指：小組合作和項目合作。這在平臺上是教師針對學生端進行的設置。小組合作不僅能促進合作精神的養成，還能延伸到項目合作：以完成實際項目為目標，進行課程的深度學習。

（1）小組合作。這里學習小組的劃分，可以采取學生自愿的方式，也可以采取以強帶弱的方式。有負責人進行督導，有成員進行互助，一起完成學習。教師備課中刻意引導學生進行小組合作，然后一起開發、設計和學習。這在教學平臺上進行關注和引導。教師教授的是理論知識，刻意培養的是學生的思維能力和合作意識。教學促進理論學習，合作能促進實踐學習。

（2）項目合作。教學平臺采用項目研究、課題策劃來鞏固所學的知識。與小組合作相比，項目合作需要教師的技術指導和技術跟蹤。主要是學生在教師的引導下進行小組項目開發和實際問題的應用研究。

教師的備課和授課就不單單體現在講授理論知識和課本知識。掌握學生的學習動態和學生的學習心理，需要教師本身要有極大的責任心和使命感。為此，構建了一個教學平臺來幫助教師進行教學設計。

三、平臺設計

云平臺是一種流行的網絡運營方式，能夠使用用戶提供多元化的虛擬資源，具有實時動態和隨意伸縮的特性。[5]基于云平臺的“432”教學模式的構建，主要分為兩大模塊。第一個模塊是智慧教學平臺，主要是針對教師端進行設計。其中，教學管理系統是教師對整個平臺進行管理的系統；教學設計系統依照學生學習表現系統反饋的信息進行課前的備課。教學規劃系統是針對學生在整個學習中的具體情況進行規劃和設計。資源共享系統是教師為學生自學和課下學習提供的各種教學資源，例如，教材、PPT、習題、視頻、作業庫、測試試卷等。項目拓展系統是依照規劃的內容引導學生進行項目學習后，進行實際擴展和應用。直播（課堂）系統是課堂授課的一種方式，可以是直播或者錄播或者是課堂講授。教學答疑系統是針對整個學習過程進行答疑解惑的系統。第二個模塊是智慧學習平臺，主要是針對學生進行設計。其中，學習規劃系統是學生在學習一定階段后，進行實際的規劃和設計，主要針對小組項目進行。學習情況反饋系統是考察學生在學習中的各種反饋，主要是針對各種知識點的感知系統。學習表現系統是學生在整個學習中的表現，通過記錄直播的時間、視頻的播發率、作業的完成情況和測試的合格率、項目的介入程度等表現，來確定學生的學習態度和過程。直播課堂學習系統是學生通過平臺進行集中答疑解惑過程。資源共享系統主要是學生下載和享用教師的資源，當然，學生也可以分享自己學習中的一些經驗。小組合作系統是進行項目設計和小組合作的一個系統，學生參加小組后進行集體設計，實時記錄項目完成情況等。

四、實施效果及分析

在平臺上進行教學，實施效果不錯。例如，上學期的VB 程序設計課程中，利用教學平臺得到的知識點的學習情況，如表1 所示。可見，在所有知識點中，大部分都是由集中學習得到，但是，自主學習學的好的，集中學習也好。從表1 可以看出學生可以通過不同的方式進行學習。

表1 知識點完成情況

期末考試后，拿出一個班的成績進行分析。整理這個班的期末成績如下圖1 所示。從圖中可以看出，教學模式以集中學為主體，以自由學和主動學和擴展學位輔助。數據分析可以看出，成績比較高的基本上都各階段學習十分完整的。圖1 中左上圖的是按照綜合成績排序，右上圖的是按照自由學成績排序。可以看出，自由學進行不好的，導致其集中學習也受到影響，從而在主動學和擴展學中都不是十分完善。左下圖是按照集中學排序，右下圖是按照主動學排序。可見集中學成績與整體成績十分密切，主動學習的學生其他成績也可以。

圖1 平臺期末成績（總成績、自由學、集中學、主動學）

依照多年教學經驗進行實踐和總結，這種教學模式的構建，使用效果很好。當然，這個模式也存在一定的缺點，比如，依照教學模式的改革，需要健全課程整體的評價體制和評價方法。