高校計算機公修課程序設計課程教學改革探索

楊蓓 吳德佩 王振飛 李鈍

摘要 在全球逐步進入數字化經濟時代的今天，計算機程序設計課程已成為人才培養的重要環節。文章針對高等院校計算機公修課程序設計課程教學中存在的主要問題進行分析和總結，對解決相應問題的方法和新的教學模式進行探索，提出線上與線下混合教學、學生自主學習并分組協同、有針對性的案例教學以及采用綜合的評價體系等一系列教學改革措施，以期能克服當今教學方法和模式的弊端，從而獲得更好的教學成效。

關鍵詞 線上線下混合教學；自主學習；分組協同；案例教學

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.027

高等院校計算機公修課是大學通識教育的重要組成部分，是為大學本科非計算機專業學生提供計算機基礎知識、編寫計算機程序解決專業實際問題的基本思維和能力培養的公共基礎課程。其中，程序設計課程是高校大部分院系專業開設的必修課程，目標是通過程序課程教學，培養大學生應用計算機編寫程序解決專業實際問題的能力，以及依托互聯網技術進行信息分析處理的能力。該課程的教育教學在大學生的全面素質教育、計算思維和科學研究能力的培養中扮演著重要角色。

隨著新一輪的信息技術革命及產業技術革命的蓬勃發展，近年來大數據分析和人工智能技術在社會生活及經濟發展的各個行業和領域的應用越來越廣泛和深入[1]，全球經濟將逐步進入數字化和智能化，并有望在若干年內發展成熟。為適應國家數字經濟發展的戰略需求，當前數字化教育變革勢在必行。借助新穎的數字化技術和平臺推動大學教育的變革創新是各個高校關注的焦點[2]。計算機編程教育是各類人才培養的基本需求，因此，把程序設計課程建設成為非計算機專業的大學生能夠感興趣并且真正受用的優秀課程是我們追求的目標。

目前許多大學面臨師少生多的困境，針對傳統大班教學環境下程序設計課程的教學現狀，迫切需要探索新的教學模式應對此弊端。由于該類課程的受眾是非計算機專業的學生，需要采取相應的教學策略激發學生學習編程的興趣，設計與學生所在專業相關的編程教學內容，使學生從內心認識到課程學習的必要性，并探索更加有效的教學方法和措施。另外，多向互助的學習方式有助于最大限度地調動學生的學習積極性、增強學生信心，更好地挖掘學生的潛能。因此，文章以線上線下混合教學、自主學習以及分組協同、案例式教學模式等為思路來設計程序設計課程的教學改革方案。

1程序設計課程教學當前存在的問題

1.1教師資源不充足導致教學效果不理想

程序設計課程是面向全校非計算機專業學生開設的必修課。目前大學計算機公修課教學普遍存在“生多師少”的現象，大部分只能采取大班課授課，部分班級的規模甚至達百人以上。大班教學環境通常以老師臺上講授，學生臺下接收的方式進行，老師與學生之間的互動機會很少，因而教學效果不盡如人意。然而有研究表明，雖然大班教學人數多會在一定程度上影響教學效果，但教學方法的枯燥、學生學習積極性差、師生互動少等問題或許是導致課堂實效差的主要原因，說明這種教學方法亟須改革，需要探索和設計新的模式和策略來應對這種現狀。如何調動學生學習編程的積極性，鼓勵學生在教學過程中積極參與，使程序設計課程的學習由被動轉為主動，理應成為程序設計課程教學改革研究的重點。

1.2學生計算機編程基礎知識層次參差不齊

高校學生來自全國各地，學習和生活環境存在著巨大的差異，對計算機程序設計知識的掌握程度也千差萬別。有部分城市中學就設置了計算機知識有關的課程，來自這些城市學校的學生，有較強的計算機操作和應用能力，對計算機編程技術也有一些初步掌握。而對于那些來自偏遠山區的學生，中學階段甚至沒有學習過計算機的基本知識，更別說程序設計的有關課程。另外，少部分來自城市的理工科學生，在中學階段學習過一些編程語言；而大多數在中學階段沒有學習過程序設計。此外，由于文、理科學生思維模式和習慣的區別，上述問題在文科生中更為突出。通常基礎好的文科學生編程考試成績較好，而基礎薄弱的學生由于很難在較短（通常是一學期）的時間內熟練掌握編程的邏輯思路和語法、培養計算思維，因而考試通過率不盡如人意[3]。這種矛盾的存在無疑加大了教學的難度，從而也會影響學生的學習效果。

1.3學習積極性不高

由于程序設計課程的受眾是非計算機專業的學生，對于他們而言，該課程不是專業課，許多學生無法感受程序設計對專業課的學習、未來就業以及日后更長遠的工作事業所帶來的幫助。加之程序設計課程的學習和實踐并不是一個簡單的過程，需要通過訓練培養較強的抽象思維和邏輯推理能力，需要學習和培養計算思維。這些對于每個剛從中學進入大學階段的新生都是一項新的挑戰。與其他課程相比，具有一定的學習難度，因而會引發學生的為難情緒，形成心理障礙，從而影響學習積極性。

此外，基于當前的教學過程，大部分教師仍采用傳統的多媒體教學方式。教師在講授過程中，學生只是被動地看大屏幕，聽講解，無法跟隨老師的講授過程同步操作、理解和鞏固知識，也很少與老師進行互動，導致其缺乏學習熱情和積極性。

2教學模式改革的思路與措施

2.1線上線下混合式教學模式

近年來，教育部出臺一系列政策和措施，加大對高校計算機各類課程改革的力度，各校計算機公修課教研室通過對程序設計課程教學方式的深入研究和探討，提出諸多新的教學理念和方法，其中線上線下混合式教學方法甚為被推崇和提倡。一方面，教師線下教學最為經典和傳統，可以近距離地傳授知識，使得學生身臨其境地學習，并可隨時與老師互動。這種方式最有利于學生及時理解、掌握老師講授的知識。另一方面，線上學習方式可以使學生的學習活動更加靈活、自由。基于網絡環境，學生可以充分利用各種資源平臺，包括MOOC中國網站、學堂在線等，根據自己的計算機編程知識基礎、學習能力、時間等各種因素自主安排學習內容、進度等，實現個性化學習，以取得更高的學習效率和更好的學習效果。

2.2自主學習并分組協同

在自主學習并分組協同的教學模式中，教學的主體由教師轉變為學生。這種學生自主學習的模式是一種多向互助的學習方式，促使學生主動對知識進行探索，從而激發學生學習的興趣，使學生認識到計算機編程課程學習的重要性，使學習面向學生的專業應用需求。同時學生可以根據自己的時間制訂學習進度，根據自己的基礎和興趣拓展、拓寬學習深度和廣度。

同時，根據學生已有的計算機編程知識基礎、學習能力等將不同層次的學生劃分成不同的學習小組，這是一種合作學習的模式，在國際教育界亦廣為認可。Slavin認為合作學習是指將不同學生劃分為小組，以小組為單位進行學習活動，并根據小組的表現，獲得獎勵和認可的課堂技術[4-5]。Johnson等人在文獻[6]中亦指出，合作學習是在教學上采用小組的形式，使學生共同參與學習活動，從而最大程度促進自己與他人的學習。采用這種方式，學生在自主學習過程中遇到難以理解的知識點或困惑問題，可以首先在組內討論，由組內知識掌握程度較好的同學解答，這樣既可以及時解決學生自主學習過程中遇到的疑問，也可以使學生在為其他同學講解的過程中達到鞏固、加深知識點理解的效果。另外國內外多項研究表明，這種協作學習模式有助于最大限度地調動學生的學習積極性、增強學生信心，從而更好地挖掘學生的潛能。

2.3改進考核機制

對于學生學習效果的評價，教師不能只關注最終的期末考試成績，需建立合理公正的學習效果評價體系。建立包含多因素的評價標準，綜合評價學生的學習效果。評價標準應包含多方面指征，包括學生對書本知識的掌握程度、程序設計技術的熟練程度、學生在學習小組中的自我學習能力和協作學習精神的評價等。同時，評價的主體與方式也應該多元化。例如，對于程序設計課程的考核，不僅包含傳統的答卷考試，還可以融合平時大作業、項目案例等形式進行。這種綜合全面的評價體系將極大助力于新型教學模式的構建。

2.4結合專業教學，學以致用

程序設計是使計算機幫助人類解決問題的過程。根據目前現實生活中的需要，編程使計算機按照指令順序進行任務處理。研究表明，編程教學對培養個人的重要技能如邏輯思考、批判和分析思維等是有效的。編程教學具有重要的功能，如培養計算思維，開發個人的想象力，幫助他們以過程為導向的方式思考、處理信息，養成團隊合作的習慣等。然而，在許多普通的大眾認知中，程序設計是計算機專業學生和工作者需要掌握的技能，而大學計算機公修課程序設計課程的受眾是非計算機專業的學生，因而有相當一部分學生并不重視課程的學習，加之計算機編程對于沒有相關基礎的學生而言有一定的難度，所以部分學生僅以追求分數及格為目標應付課程的學習。同時相關研究亦表明，在線學習功能與學習者的學習需求越一致，學習者就會認為在線學習越有用，進行在線學習的意向就會越高[7]。因此，教師應在線下教學過程中結合所教授班級的專業院系，盡可能多地講授與其專業應用相關的案例，使學生在學習過程真正理解和體會程序設計的作用和重要性，以及編程對其專業學習甚至未來工作就業帶來的巨大益處。同時，在線上為學生提供更多與其專業相關的學習資訊和編程案例，激發學生的學習興趣、積極性和主動性，從而獲得最好的教與學的效果。

3結束語

程序設計課程對于培養各專業大學生熟練使用計算機編程技術解決相關專業問題至關重要，然而目前的教學方法中存在著一定的弊端。本文分析了現行教學模式中影響教學效果的若干因素，并有針對性地提出一些改進策略，包括線上線下混合教學、學生自主學習并分組協同、結合學生專業教學以及綜合考核機制等若干措施，為課程的教學改革提出了新的思路和模式，以期獲得更高效的教學成果。

*通訊作者：吳德佩

基金項目：河南省高等教育教學改革研究與實踐立項項目“基于翻轉課堂與眾包的計算機基礎教學改革研究與實踐”（2019SJGLX200）；鄭州大學教育教學改革研究與實踐項目“大學計算機公修課程翻轉課堂并線上線下混合教學模式研究”（2020ZZUJXLX124）。

參考文獻

[1]李澤龍，于瀚翔，張鑫鵬，等.淺談線上教學背景下針對計算機編程入門學習者的教育[J].中國新通信，2022，24（12）：99-101.

[2]肖廣德，王者鶴.高等教育數字化轉型的關鍵領域、內容結構及實踐路徑[J].中國高教研究， 2022（11）：45-52.

[3]楊帆，李同鋒，王永生.高校計算機公修課課程改革與探索[J].教育現代化，2019，6（62）：53-55.

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[5]包志梅.我國大學生合作學習體驗的影響因素與提升策略研究[J].中國高教研究，2022（11）：61-67.

[6]JOHNSON D W， JOHNSON R T. Making cooperative learning work[J]. Theory into Practice， 1999， 38（2）： 67-73.

[7]李人杰，郭建鵬，呂帥.任務技術匹配如何影響大學生在線學習持續使用意愿[J].中國高教研究， 2022（12）：45-50，58.