基于SPOC的程序設(shè)計類課程混合式教學(xué)的實踐與思考

李國偉　夏敏捷

摘要：研究針對程序設(shè)計類課程提出了一種基于SPOC的混合式教學(xué)模式，分析總結(jié)了在線課程資源的建設(shè)方案、授課（理論教學(xué)+實踐教學(xué)）平臺的選擇以及如何建立有效的學(xué)習(xí)監(jiān)督機(jī)制，提出了如何拓展教學(xué)方式，總結(jié)提煉出了一套基于過程的課程考核體系。

關(guān)鍵詞：線上教學(xué);混合式教學(xué);程序設(shè)計類課程

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）12-0014-02

1引言

當(dāng)下中國，以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，促進(jìn)我國高等教育的創(chuàng)新和發(fā)展，既是形勢所迫，也是大勢所趨。如何使信息技術(shù)發(fā)揮更大作用，是當(dāng)前教育工作者面臨的重要課題。信息化和大數(shù)據(jù)技術(shù)改變了人類知識獲取的方式。在線課程的興起，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，推動了教育的改革，推動了信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的作用，統(tǒng)籌利用各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。程序設(shè)計類課程應(yīng)主動順應(yīng)高等教育的變革，認(rèn)真思考并積極探索新思路、新方法、新舉措，提高程序設(shè)計類課程教學(xué)的實效。SPOC是Small Private Online Course（小規(guī)模限制性在線課程），SPOC重新定義教師的作用，創(chuàng)新教學(xué)模式，激發(fā)教師的教學(xué)熱情和課堂活力。SPOC更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生完整、深入的學(xué)習(xí)體驗，有利于提高課程的完成率。

2在線課程資源的建設(shè)

程序設(shè)計類課程是本科院校理工類專業(yè)學(xué)生的必修課程，也是計算機(jī)專業(yè)、信息管理類專業(yè)的重要課程之一。此類課程具有理論性、專業(yè)性和實踐性較強(qiáng)的特點，在完善知識結(jié)構(gòu)、提高專業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力方面具有重要作用。

我校給學(xué)生開設(shè)的程序設(shè)計類課程主要有：《高級語言程序設(shè)計（C/C++）》和《高級語言程序設(shè)計（VB.NET）》， 從2019級開始在部分專業(yè)開設(shè)了《Python程序設(shè)計》，通常都是在大學(xué)一年級下學(xué)期開設(shè)。

我校前幾年已經(jīng)建成了一批在線課程，使用的平臺有Canvas、超星泛雅、智慧樹等，課程組在超星泛亞平臺先后建成了《高級語言程序設(shè)計（C/C++）》（如圖1所示）和《高級語言程序設(shè)計（VB.NET）》在線課程，并且都獲得了學(xué)校的教學(xué)成果獎，2019年《高級語言程序設(shè)計（VB.NET）》課程還在中國大學(xué)MOOC開通了SPOC。2020年春季學(xué)期是我校首次在非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生中開設(shè)《Python程序設(shè)計》課程，由于有了在線課程的成功建設(shè)經(jīng)驗，課程組在教學(xué)開展過程中邊建邊用，在超星泛亞平臺建成了《Python程序設(shè)計》在線課程，如圖2所示。

3授課（理論教學(xué)+實踐教學(xué)）平臺的選擇

利用在線課程通過點播的方式學(xué)習(xí)只是課程整體教學(xué)的一部分，把其中重點、難點內(nèi)容通過面授或直播的方式給學(xué)生講授，尤其對于程序設(shè)計類課程來說，還有實踐教學(xué)部分。線上教學(xué)是高校傳統(tǒng)教學(xué)的重要輔助手段。 “工欲善其事，必先利其器”，選擇合適的教學(xué)平臺是開展線上教學(xué)的第一步[1]。目前主流的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺有Canvas、超星泛雅、智慧樹、學(xué)堂在線、中國大學(xué)MOOC等，在線直播工具有企業(yè)微信、釘釘、Zoom、雨課堂、QQ、騰訊會議等。為了能讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)程序設(shè)計類課程，還要選擇一個合適的實踐教學(xué)平臺。

直播平臺學(xué)校引入了企業(yè)微信和釘釘，企業(yè)微信具有豐富的教學(xué)應(yīng)用，老師可以使用“直播上課”“語音會議”“視頻會議”“語音通話”“視頻通話”“班級作業(yè)”“課外打卡”“投票”“填表”等豐富的教學(xué)應(yīng)用，企業(yè)微信支持直播回放功能，另外企業(yè)微信組織結(jié)構(gòu)完整，建群方便，老師也可以很方便的聯(lián)系到每位學(xué)生，使在線教學(xué)更加便捷。

釘釘同樣具有豐富的教學(xué)應(yīng)用，老師可以使用“直播上課”“視頻會議”，支持直播過程中與學(xué)生連麥或通過發(fā)信息的方式與老師互動，直播、視頻錄播鏈接永久保存，群直播視頻可在云端存儲6個月，并且可以導(dǎo)出，可以回放（沒聽懂的學(xué)生課下還可以重看回放，請假的學(xué)生也可以通過回放功能補(bǔ)上缺的課程），釘釘還有一個非常好的功能就是可以統(tǒng)計每個學(xué)生參與直播的時長，此功能可以查看學(xué)生的出勤情況。老師還可以通過釘釘群家校本布置作業(yè)，支持圖片、視頻、語音等附件格式，實時統(tǒng)計學(xué)生在線提交完成情況，并可在線進(jìn)行作業(yè)評價。老師還可以通過云課堂導(dǎo)入考試題庫進(jìn)行在線考試，考試完成后部分課程支持自動批改并統(tǒng)計得分。

大部分的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺功能大同小異， “超星”學(xué)習(xí)通是非常成熟的在線教育服務(wù)平臺，其以“平臺+資源+服務(wù)”的運(yùn)營模式。平臺以課程為中心，提供并支持作業(yè)、測驗、通知、答疑、討論、課程資料、課程評價等較為全面的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功能。

我們課程組采用了“混合式教學(xué)”，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺選擇超星泛雅，課程組在超星泛亞平臺建成的《高級語言程序設(shè)計（C/C++）》和《高級語言程序設(shè)計（VB.NET）》課程已被多屆學(xué)生使用過，并且效果良好。程序設(shè)計類課程除了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺還需要一個合適的實踐教學(xué)平臺，可以免費(fèi)使用的有“EduCoder”和“PTA程序設(shè)計類實驗輔助教學(xué)平臺”。

我們學(xué)校自主開發(fā)了一個OJ系統(tǒng)（Online Judge系統(tǒng)的簡稱），可以在線檢測程序源代碼的正確性，用戶可以在線提交多種程序（如C、C++、JAVA、Python）源代碼，系統(tǒng)對源代碼進(jìn)行編譯和執(zhí)行，并通過預(yù)先設(shè)計的測試數(shù)據(jù)來檢驗程序源代碼的正確性。系統(tǒng)中集成了答題統(tǒng)計、排名、題庫管理、試卷管理、考試競賽等功能，如圖3所示。OJ系統(tǒng)可以統(tǒng)計學(xué)生提交通過的練習(xí)題的數(shù)量，學(xué)生可以直接在平臺上提交答案，OJ系統(tǒng)通過自動評閱，并能自動提示錯誤原因，學(xué)生可及時重新修改程序，不斷測試和修改，直至提交通過。

學(xué)生可通過班內(nèi)的排序查看自己完成的排名情況。教師也可查看本班學(xué)生利用該平臺的完成及排名情況。這樣，不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，還可以通過不斷調(diào)試程序鍛煉學(xué)生獨立思考和解決問題的能力。此方式相當(dāng)于在程序設(shè)計課程教學(xué)中引入ACM競賽模式，這種競爭機(jī)制不僅能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的積極性，還可以突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，提高教學(xué)質(zhì)量，對更好地培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才有明顯的推動作用。

4 建立有效的學(xué)習(xí)監(jiān)督機(jī)制

由于在線課程的特點，再加上學(xué)生的學(xué)習(xí)自律性差，還有網(wǎng)絡(luò)和平臺環(huán)境的限制，很難達(dá)到線下面授的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)效果。所以線上課程就要求教師采取各種有效措施來提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

為了保證學(xué)生在線上課程平臺上能夠有效地自我學(xué)習(xí)，實施適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督是必不可少的。可以在每個視頻中間插入若干測試題，還可以對重點知識點視頻設(shè)置“任務(wù)點”“防拖拽”“防窗口切換”（如圖4所示），提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力。在所有知識點學(xué)習(xí)完成后設(shè)置對應(yīng)的測試練習(xí)。其次通過調(diào)取課程平臺的相關(guān)數(shù)據(jù)，了解學(xué)生的視頻學(xué)習(xí)時間、練習(xí)完成情況、在線提問情況等，然后教師再根據(jù)掌握的情況實施相應(yīng)措施。

線下的課堂面授教學(xué)都很難保證學(xué)生整堂課注意力集中、認(rèn)真聽課，線上課程更是這樣，這就需要教師重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，合理設(shè)置多種環(huán)節(jié)，可以通過增加問題和小測試等手段來吸引學(xué)生、督促學(xué)生提高學(xué)習(xí)注意力。據(jù)調(diào)查，不少學(xué)生認(rèn)為只要教師合理設(shè)置互動環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)并不會出現(xiàn)課間學(xué)習(xí)倦怠的現(xiàn)象，反而更能體驗受教者之間的平等性，與面授相比，網(wǎng)絡(luò)上多模式的互動讓學(xué)生處于更為平等的位置去接受教育與表達(dá)思想[3] 。

5 拓展教學(xué)方式

為了更好的開展教學(xué)，需要進(jìn)行教學(xué)方式的拓展設(shè)計，可以引入項目驅(qū)動式教學(xué)，同時重新整合教學(xué)內(nèi)容，挑選出教學(xué)內(nèi)容中部分合適的重點、難點實施翻轉(zhuǎn)課堂。

可以根據(jù)程序設(shè)計類課程的特點實施項目驅(qū)動式教學(xué)，具體做法：教師準(zhǔn)備多組題目（難度和規(guī)模與課程設(shè)計的題目相當(dāng)），學(xué)期初就把任務(wù)布置給學(xué)生，每個學(xué)生選擇一個題目，讓學(xué)生帶著任務(wù)開始學(xué)習(xí)，在做題目過程中肯定會有很多問題，教師引導(dǎo)學(xué)生帶著問題自己從學(xué)習(xí)中尋找解決方法，教師施以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，到期末時教師對逐個學(xué)生的項目任務(wù)完成情況進(jìn)行驗收，驗收成績作為期末總評成績的一部分，這樣的做法可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并且可以挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性。本人在俄羅斯高校訪學(xué)期間學(xué)習(xí)到他們很多課程都采用此做法，并且效果很好。

翻轉(zhuǎn)課堂是混合式教學(xué)的有效策略和方式，是以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的變革。實施翻轉(zhuǎn)課堂，教師由“演員”變成了“導(dǎo)演”，為了提高翻轉(zhuǎn)課堂的實施效果，教師先精選合適的教學(xué)內(nèi)容，制定科學(xué)合理、細(xì)化的評價方案，課前做好任務(wù)分工，課堂討論中問題的設(shè)置要增加趣味性和吸引力，實施靈活多變的提問方式，把握好提問的時機(jī)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生是教學(xué)的核心，教師則是學(xué)生學(xué)習(xí)的設(shè)計者、指導(dǎo)者和幫助者。翻轉(zhuǎn)課堂可以最大限度地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高教與學(xué)的效率。

6 改革考核方式—建立過程性考核體系

課程考核是檢驗教學(xué)效果的最好方式，設(shè)計一套知識、能力協(xié)同發(fā)展的過程性考核體系才能更好地檢驗學(xué)生理解與掌握的程度。可以采用形式多樣的評價方式，由線上、線下綜合構(gòu)成，線上評價由在線課程平臺+OJ系統(tǒng)構(gòu)成，線下采用分階段考試+期末綜合考試，考試方式采用OJ系統(tǒng)考核。為了體現(xiàn)對學(xué)生平時學(xué)習(xí)過程的考核，可以設(shè)置平時成績占60%，期末成績占40%。平時成績綜合考查學(xué)生課堂的表現(xiàn)、SPOC平臺的學(xué)習(xí)情況、OJ系統(tǒng)題庫的練習(xí)情況、作業(yè)完成情況及三次階段性考試，每次階段性考試占10%。

教師可在SPOC平臺中全面把握學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況，如圖5所示。根據(jù)學(xué)生的在線學(xué)習(xí)時長、在線學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況、測試情況及討論區(qū)的活躍程度等自動統(tǒng)計評分，各部分的占比可由教師自由設(shè)置。平時成績的另一部分是考核OJ系統(tǒng)學(xué)生答題統(tǒng)計、排名情況。三次階段性考試和期末考試均在OJ系統(tǒng)上進(jìn)行。每次考試教師都可以從題庫中抽題進(jìn)行組卷，出題方式可采取隨機(jī)抽題。這樣在一學(xué)期中多次考試的方式，可以及時檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓老師掌握教學(xué)效果，讓學(xué)生知道自己對知識的掌握情況。以便做出相應(yīng)的調(diào)整，這樣可以最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三次階段性考試和期末考試在OJ系統(tǒng)上進(jìn)行，正常情況下可以在機(jī)房組織考試，如果有特殊情況也可以組織線上考試：考試時要求學(xué)生準(zhǔn)備一臺電腦和一部手機(jī)（沒有電腦的準(zhǔn)備兩部手機(jī)），一臺設(shè)備用于登錄OJ系統(tǒng)考試，另一臺手機(jī)登錄釘釘視頻會議，用于監(jiān)控（被監(jiān)考）。考試時要求學(xué)生提前進(jìn)入視頻會議，調(diào)整好機(jī)位，保證用于考試的設(shè)備和本人處于監(jiān)控之下，開始考試時教師可通過釘釘群發(fā)布一個查驗證件的作業(yè)，要求學(xué)生拍攝一張手持證件的照片，然后通過釘釘作業(yè)上交。考試過程中教師可通過釘釘視頻會議監(jiān)考（查看每個同學(xué)的考試情況）。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙穎，顏霏.疫情期間大規(guī)模線上教學(xué)實踐后的思考[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2020，34（6）：696-698.

[2] 張雙雙，楊洪濤，張義龍.疫情期間高校線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（11）：11-13.

[3] 孟憲玲.“線上教學(xué)”的哲學(xué)思考與實踐[J].遼寧教育，2020（8）：25-26.

【通聯(lián)編輯：王力】