混合式教學模式在程序設計類課程實驗教學中的應用研究

魏妮妮

摘? 要：針對程序設計類課程實驗教學中學生普遍編碼能力差、任務完成度低、自主學習性差、學習興趣低等問題，將混合式教學模式應用于程序設計類課程的實驗教學中。設計了一種通用的實驗課程混合式教學一般模式，并以JAVA程序設計課程開展實證研究。實踐結果表明，混合式教學能夠更好的實現課程目標、提升教學效果、引導學生自主學習、增進師生感情，為程序設計類課程實驗教學模式改革提供了新的思路。

關鍵詞：程序設計類課程;混合式教學模式;實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2021）08-0101-04

Abstract： Aiming at the problems of poor coding ability， low task completion， poor self-learning ability and less learning interest in experimental teaching of programming courses， a hybrid teaching model is applied to experimental teaching of programming courses. A general model of mixed teaching for experimental courses is designed， and an empirical study on JAVA programming courses is carried out. The practice results show that the hybrid teaching can better achieve the course objectives， improve the teaching effect， guide students to study independently， and enhance the relationship between teachers and students， which provides a new idea for the reform of experimental teaching mode of programming courses.

Keywords： programming courses; mixed teaching mode; experimental teaching

引言

程序設計類課程是計算機及其相關專業的核心專業基礎課程，是培養計算機軟件人才的基石。通過這類課程的學習，學生應使用計算機思維去思考問題，并能夠編寫計算機程序去解決實際存在的問題。該類課程的實踐性很強，學生必須通過上機操作才能鞏固課堂教學的理論知識。通過上機實踐可以檢驗程序的正確與否，可以改善編寫程序的質量，提高編寫程序的能力，也是對學生理論知識學習掌握情況的評判。同時實踐環節的開展能夠培養學生的創新意識和團隊協作精神。

目前我院程序設計類課程實踐活動主要是在實驗室開展，授課教師會根據理論課學習的知識點布置相應任務，學生上機進行編程實現。在多年的一線實驗教學中發現，采用這種傳統的實驗教學模式學生整體的任務完成度非常低，代碼編寫能力很差，同時學生學習程序設計語言的積極性不高。針對一些涉及知識點單一的任務還有部分學生可以獨立完成，但是大部分學生都要在老師的大力指導提醒下才能夠完成任務，自主學習能力很差。針對綜合性涉及知識點多的任務，有很多同學在拿到編程任務后往往覺得無從下手，甚至部分同學長期處于沉思狀態，學生之間缺少討論和互動，協作能力很差。這些情況說明根本沒有掌握程序設計的要領，課程的教學沒有實現根本目標，實踐教學環節沒有起到應有的作用。為了改變我院目前程序設計類課程實驗教學的現狀，在程序設計類課程實驗教學中采用了混合式教學模式，借助于“玩課+實驗樓”平臺開展混合式實驗教學，力求構建一種適合于程序設計類課程實驗教學的混合式教學模式。

一、混合式教學

混合式教學模式有效的融合了傳統的課堂教學與新型在線學習的優勢，使用其教學的目的是使教師的教學效果與學生的學習效果都能夠達到最優化。2015年的新媒體聯盟的《地平線報告（高教版）》提出了在未來五年將會影響乃至加快高等教育技術應用的六大趨勢[1]。報告中提出的短期趨勢為混合學習的廣泛應用，學習空間的重構。2017年2月美國新媒體聯盟推出的《地平線報告（高教版）》中再次明確指出混合式學習的設計與應用將是未來高等教育發展的重要趨勢之一[2]。混合式教學的開展與實施并不是將傳統的面對面教學與各種在線數字化教學資源進行簡單疊加，而是學習理論、學習環境、學習方式、教學模式、教學媒介等多個要素的有機融合。隨著移動互聯網絡的發展和智能終端設備的普及，出現了多種混合方式，如基于移動學習環境的混合;基于移動智能終端的混合;基于社交媒體的混合等。目前混合式教學主要運用于高中語文、英語和物理的課堂教學，開始慢慢滲透至高校英語、生物、計算機、數學等課程的教學工作中，并從理論教學延申到了實踐教學。國內已有不少高校教師對混合式教學在實驗教學的應用開展了相關研究，文獻[3-4]中提出了基于微信公眾平臺的混合式教學模式在物理實驗課中的應用研究;文獻[5]探討了基于雨課堂的混合式實驗學習教學模式的實施;文獻[6-8]提出基于SPOC的混合式實驗教學研究。文獻[9-10]提出了基于MOOC的混合式教學開展。本文基于“玩課+實驗樓”網絡教學平臺， 探討與構建一種適合程序設計類課程實驗教學的混合式教學模式。

二、基于“玩課+實驗樓”的程序設計類課程實驗教學混合式教學模式

“玩課網”是以培養學生能力為目標的院校交互式

翻轉課堂教學平臺，具有PC端和移動端兩個版本。對于普通用戶，“玩課網”可以提供各類優秀課程供學習。對于簽約學校的師生，玩課網以線下課堂互動和線上微課教學相結合。教師利用PC端上傳制作的微課及其它學習資源，學生可以進行線上學習。該平臺可實現線上及線下的師生互動、課程測驗、分數考評，并能將線上學習納入教學考評體系。“實驗樓”正式成立于2014年，為企業、高校提供簡單易用的IT在線實訓方案。其采用開放的“在線實驗”平臺，為學生及在職程序員提供程序編寫、測試、維護等最新的IT技術方面相關實踐課程。

針對程序設計類課程實驗教學中存在的問題， 遵循“以能力培養為本位，以提高代碼編寫能力，教師起引導作用”的原則，結合移動互聯網絡技術的發展，借助于“玩課+實驗樓”平臺實施混合式教學，混合式通用實驗教學模式設計如圖1所示。

該混合式實驗教學模式主要由課程的前期分析、教學資源設計、教學活動設計和學習評價設計四個部分組成。前期分析階段主要由授課教師來完成，通過分析課程的基本情況，以此來確定該課程能否實施混合式教學。前期分析主要是由教師來完成，授課教師需要對程序設計類課程實驗教學的現狀進行分析、對學習學生的學情進行分析、對實驗課程的學習內容分析，以及對BL學習環境進行分析。教學資源設計是混合式教學模式的重要組成部分，其質量直接影響到學習者的學習態度和學習效果。本研究以JAVA程序設計課程為例進行了課程資源建設，這里的學習資源主要指的是教材、參考書以外的線上資源，包括微視頻、PPT、電子文檔資料、程序案例、知識點測試題及網絡學習資源等。學生主要使用這些線上資源進行課程知識的鞏固和復習，并在實驗課前自主完成教師發布的實驗編程任務單。

教學活動設計是整個混合式教學模式的核心部分，分為課前線上、課堂線下和課后線上三個階段，課前線上階段學生根據教師發布的編程任務單在實驗課前完成部分編程任務，學生之間可以進行線上討論，教師統計學生編程完成情況為后續課堂線下教學的開展提供依據。課堂階段在多功能云實驗室完成，教師對課前學生編程中遇到的共性問題及疑難問題進行講解，講解后布置課堂編程任務，學生采用小組協作學習方式對教師布置任務進行討論實現，并現場展示編程效果，師生討論互評。課后線上階段學生會在平臺上對學習情況進行反饋，教師利用平臺發布編程作業及任務，學生利用在線實驗平臺實驗樓進行在線實驗，以此提高代碼編寫能力，同時教師會定期進行線上答疑，并在線上進行編程作業批改。這種混合式的實驗教學活動設計有效的提高學生的學習興趣、加強了學生自主學習能力，增強了師生之間的互動，從一定程序上提高了學生的代碼編寫能力。學習評價是教學的一個重要部分，通過多元化的評價方式可以有效檢驗學習效果，并能夠對教學進行總結反思。混合式教學模式學習評價設計需要考慮到線上與線下的各個階段，線上考慮學生自主學習時間和進度、學生提交作業次數和質量、學生參與討論情況等;線下考慮學生的簽到率、小組協作貢獻度和參與度等。學習評價注重過程性考核，其中過程性學習占70%，期末考試占30%。過程性評價中簽到成績占10%，利用平臺自主學習占10%、線上編程作業完成情況占10%、課堂表現占20%、完成線上實驗占20%。

三、JAVA程序設計混合式實驗教學實施效果分析

JAVA程序設計語言課程是我院計算機及相關專業開設的一門必修課程，通過課程學習使學生能夠全面掌握面向對象程序設計編程的基本方法和技術， 掌握數據庫應用程序的設計方法，為企業級應用程序開發打下基礎，同時提高學生的動手實踐能力。我們在選取2018年秋季學期我院計算機科學與技術專業的2個班的實驗課進行混合式教學開展，其中計科本171班（47人）為對照班，計科本172班（45人）為實驗班。

（一）混合式教學問卷調查分析

我們在整個學期分別對實驗班和對照班進行了四次問卷調查，每4周進行一次，問卷主要內容包括課程學習興趣、實驗內容安排、教學活動設計、代碼編寫能力、實驗任務完成情況、小組協作能力、自主學習能力、師生溝通互動等十個方面。四次共發放出368份問卷，回收366份，問卷回收率達到99.5%。我們選取實驗教學中重要的6項指標進行對比分析，分析結果如圖2所示。

在6項統計結果的對比中學習興趣表現最為突出，對照班有21.3%的同學對JAVA程序設計有很高的學習興趣，而實驗班46.7%的同學對JAVA程序設計有很高的學習興趣，實驗班比對照班提高了2倍;對JAVA程序設計興趣度較差的對照班有12.8%而實驗班僅有6.7%，實驗班比對照班降低了50%。在編碼能力方面具有很高代碼編寫能力的對照班有10.6%，而實驗班有20.0%，實驗班比對照班提高了將近50%;編碼能力差的對照班有38.3%，而實驗班僅有15.6%，實驗班比對照班降低了50%。在任務完成情況中其中能夠非常好的完成教學布置任務的對照班有12.8%，而實驗班有46.7%，實驗班比對照班提高了3倍;任務完成情況差的對照班有40.4%，而實驗班僅有6.7%，實驗班遠遠低于對照班。在教學方法方面認為這種教學方法好的對照班有49%，而實驗班有77.8%;認為教學方法差的對照班有14.9%，而實驗班僅有6.7%，實驗班比對照班降低了60%。在自主學習指標中具有較高自主學習能力的對照班僅有10.6%，而實驗班達到31.1%，實驗班比對照班提高了2倍;自主學習習能力差的對照班有46.8%，而實驗班僅有11.1%，實驗班僅為對照班的25%。在師生互動方面認為互動效果很好的對照班為17%，而實驗班為35.6%，實驗班為對照班的2倍，認為互動效果差的對照班為36.2%，實驗班為11.1%，實驗班僅為對照班的1/3。對比較為明顯方面具體分析如圖2所示。綜上分析，JAVA程序設計課程中應用混合式教學模式，無論從學習興趣、編碼能力、任務完成度、自主學習能力、師生互動、協作能力方面都有明顯提高。同時在教學方法、教學設計等方面相比傳統教學模式也有一定的優越性。

（二）混合式教學定性分析

在對四次問卷調查結果進行統計分析的基礎上，我們用期末考試的試卷成績來進行定性分析。考試形式采用機考，題型采用計算機等級考試模式，有程序填空題，程序改錯題和編程題，每道題均需給出運行結果截圖。在18年秋季的期末考試中對照班和實驗班使用同一套上機試卷進行測試，試卷批改采用第三方形式。對照班和實驗班的試卷成績如表1所示。

從對照班與實驗班的考試成績來看，對照班的優秀率為6.4%，實驗班的優秀率為31.1%，實驗班提高了近5倍;實驗班中80分以上的達到了64.4%，而對照班80分以上的僅有25.5%;實驗班中70分以上達到了80%，而對照班70分以上的僅為48.9%;不及格率方面對照班為23.4%，而實驗班僅為4.4%，對照班不及格率是實驗班的6倍。通過以上考試數據對比說明，在C#程序設計課程實驗中采用混合式教學模式與傳統實驗教學模式相比能夠有效的提高學生的學習效果，具有一定的優越性。

四、結束語

本文針對程序設計類課程實驗教學目前存在的問題，設計了一種基于混合式教學模式的程序設計類課程實驗教學通用模式，并以JAVA程序設計課程進行了混合式教學實踐。實踐結果表明混合式教學模式相比于傳統的教學模式能有效提高學生學習程序設計語言課程的興趣、提高代碼編寫能力、提高任務完成度、提高學生的自主學習能力及團隊協作能力。同時能夠增強師生之間的互動，有效改變我院程序設計類課程實驗教學現狀。

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