多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)改革探索

摘 要：面對(duì)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的理念，需要高校全面加快創(chuàng)新人才培養(yǎng)，積極開展課程教學(xué)模式變革，以提升學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力成為當(dāng)前新工科專業(yè)建設(shè)的必然趨勢(shì)。本文針對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程的共同特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀，搭建由課堂智慧教學(xué)工具、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及程序?qū)嶒?yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)組成的多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境，并由它構(gòu)建了程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)模式及其過(guò)程性評(píng)價(jià)體系，為學(xué)生提供更加個(gè)性化、自主化及碎片化的課程學(xué)習(xí)體驗(yàn)和及時(shí)有效的評(píng)價(jià)反饋，同時(shí)也為高校程序設(shè)計(jì)類課程的混合教學(xué)改革提供有益參考。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué)；多平臺(tái)；智慧教學(xué)環(huán)境；程序設(shè)計(jì)類課程

中圖分類號(hào)：G642" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力要求工科高等教育需要進(jìn)一步深化人才培育和教育教學(xué)改革，加快培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的工程技術(shù)人才［1］。因此，在新質(zhì)生產(chǎn)力背景下的新工科課程教學(xué)改革應(yīng)該以學(xué)生為中心，充分尊重學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求來(lái)喚醒和激發(fā)他們的內(nèi)驅(qū)力及潛能。給予學(xué)生更多自主學(xué)習(xí)時(shí)間及多元空間來(lái)提升他們的學(xué)習(xí)效率和自我管理能力，注重培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神品質(zhì)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

程序設(shè)計(jì)類課程是高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課程，該類課程普遍都具有強(qiáng)實(shí)踐性、內(nèi)容多樣性以及知識(shí)更新速度快的特點(diǎn)，課程教學(xué)往往需要根據(jù)學(xué)生在邏輯思維、學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)興趣等方面的差異進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整，所以特別適合開展深度融合線下課堂教學(xué)和線上個(gè)性化學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)［24］。如何通過(guò)由課堂智慧教學(xué)工具［5］、網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)［6］及程序?qū)嶒?yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)［78］組成的多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境來(lái)構(gòu)建一個(gè)面向程序設(shè)計(jì)類課程的通用混合教學(xué)模式及其過(guò)程性評(píng)價(jià)體系是本文的主要研究?jī)?nèi)容。

1 程序設(shè)計(jì)類課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程特點(diǎn)

（1）實(shí)踐性強(qiáng)。程序設(shè)計(jì)類課程強(qiáng)調(diào)編程實(shí)踐，要求學(xué)生將抽象問(wèn)題解決轉(zhuǎn)化為具體的代碼實(shí)現(xiàn)。課程設(shè)計(jì)通常圍繞真實(shí)應(yīng)用程序或具體項(xiàng)目，通過(guò)程序結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計(jì)、代碼調(diào)試及優(yōu)化來(lái)滿足系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求。這種實(shí)踐性教學(xué)有助于提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并增強(qiáng)他們對(duì)程序設(shè)計(jì)思想及方法的理解和靈活運(yùn)用。

（2）更新速度快。由于軟件技術(shù)革新不斷涌現(xiàn)，新語(yǔ)言、新框架和新工具層出不窮，程序設(shè)計(jì)類課程要持續(xù)關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)，定期更新教材及教學(xué)內(nèi)容，將最新的技術(shù)趨勢(shì)和最佳實(shí)踐融入課程教學(xué)中。

（3）邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。程序設(shè)計(jì)類課程注重邏輯思維的培養(yǎng)，具體可以表現(xiàn)為對(duì)規(guī)律的尋找、算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析等。程序設(shè)計(jì)不僅僅是編寫代碼，更是一種解決問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)邏輯思維過(guò)程。

（4）內(nèi)容范圍廣。程序設(shè)計(jì)類課程內(nèi)容范圍廣，涵蓋了基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)科學(xué)原理、各種編程語(yǔ)言、前后端技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和人工智能等方面。它可以為不同興趣及職業(yè)目標(biāo)學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)路徑，同時(shí)也豐富了學(xué)生的軟件開發(fā)技能，增強(qiáng)了他們的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)模式下的課程教學(xué)現(xiàn)狀

作者在暨南大學(xué)有超過(guò)15年的程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)經(jīng)歷，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式下程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)的弊端體會(huì)頗深，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為中心，學(xué)生在知識(shí)背景、學(xué)習(xí)能力及興趣等方面的個(gè)體性差異在教學(xué)過(guò)程中很難被充分照顧，程序設(shè)計(jì)類課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式下很難開展針對(duì)學(xué)生個(gè)體差異的適應(yīng)性教學(xué)。

（2）在課程學(xué)時(shí)固定的前提下，課程教學(xué)內(nèi)容受限，往往只能講授程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言基礎(chǔ)語(yǔ)法，缺乏與最新技術(shù)趨勢(shì)的結(jié)合，而且課程教學(xué)內(nèi)容的更新速度滯后于技術(shù)的迭代速度，也無(wú)法跟上軟件行業(yè)的發(fā)展步伐。

（3）程序設(shè)計(jì)類課程存在過(guò)于注重理論知識(shí)講解而輕視實(shí)踐操作的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力不足，同時(shí)也不利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐熱情和激活學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（4）課程考核評(píng)價(jià)尤其是過(guò)程性考核評(píng)價(jià)亟待改進(jìn)，程序設(shè)計(jì)類課程需要全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程及綜合能力，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高他們的學(xué)習(xí)效率。

通過(guò)有效開展融合線下課堂教學(xué)及線上個(gè)性化學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)，可以極大地緩解程序設(shè)計(jì)類課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的頑疾，為教師授課帶來(lái)更加靈活的教學(xué)節(jié)奏及可調(diào)節(jié)的內(nèi)容深度，為學(xué)生提供更加個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑，提升他們的課程學(xué)習(xí)參與度及學(xué)習(xí)效果。

2 基于智慧教學(xué)環(huán)境的課程混合教學(xué)及其過(guò)程性考評(píng)

近些年來(lái)，筆者在自己講授的幾門程序設(shè)計(jì)類課程陸續(xù)地開展線上線下混合教學(xué)模式改革探索，總結(jié)了多年的混合教學(xué)改革實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最終形成了基于多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)模式及課程過(guò)程性考核評(píng)價(jià)體系，具體內(nèi)容如圖1所示。

圖1 基于多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境的課程混合教學(xué)及過(guò)程性考核

2.1 基于智慧教學(xué)環(huán)境的課程混合教學(xué)模式

基于智慧教學(xué)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)模式是把師生的教學(xué)活動(dòng)劃分為課前、課堂和課后三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并在各自的教學(xué)環(huán)節(jié)中開展線上線下的師生教學(xué)互動(dòng)。

2.1.1 課前環(huán)節(jié)

授課教師針對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)分析與設(shè)計(jì)并指定教學(xué)策略，通過(guò)課堂智慧教學(xué)工具和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來(lái)構(gòu)建課程學(xué)習(xí)資源，具體包括課前自主學(xué)習(xí)資源及課程內(nèi)容預(yù)習(xí)課件。學(xué)生可以自主選擇擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容并適時(shí)地調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，課前環(huán)節(jié)的師生教學(xué)互動(dòng)主要包括以下內(nèi)容。

（1）教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)及其對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)測(cè)試，學(xué)生通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)并完成對(duì)應(yīng)的在線學(xué)習(xí)測(cè)試，師生可以通過(guò)平臺(tái)針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行答疑討論。

（2）教師基于課堂智慧教學(xué)工具發(fā)布課程公告及預(yù)習(xí)課件，并在課堂進(jìn)行預(yù)習(xí)檢測(cè)。學(xué)生可以查看對(duì)應(yīng)公告并進(jìn)行課件預(yù)習(xí)，同時(shí)師生可以針對(duì)課程預(yù)習(xí)內(nèi)容可以在線交流討論。

2.1.2 課堂環(huán)節(jié)

授課教師主要通過(guò)學(xué)習(xí)引導(dǎo)和情景設(shè)置來(lái)主導(dǎo)課堂教學(xué)，學(xué)生可以基于課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論和思考總結(jié)。課堂環(huán)節(jié)的師生教學(xué)互動(dòng)主要是通過(guò)課堂智慧教學(xué)工具進(jìn)行，具體可以包括以下內(nèi)容。

（1）課堂考勤與學(xué)生簽到。教師在課堂開始或中間休息時(shí)間來(lái)發(fā)起課堂簽到及隨機(jī)點(diǎn)名，同時(shí)要求學(xué)生進(jìn)行掃碼課堂簽到并應(yīng)答隨機(jī)點(diǎn)名。

（2）教師可以根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重難點(diǎn)講解，并和學(xué)生一起通過(guò)提問(wèn)與答疑、匯報(bào)與討論等形式對(duì)課堂特定教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。

（3）教師在完成課堂教學(xué)內(nèi)容之后，可以發(fā)布相關(guān)教學(xué)內(nèi)容模塊的課堂在線測(cè)試，學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)完成課堂在線測(cè)試，教師也可以對(duì)課堂在線測(cè)試進(jìn)行講解及點(diǎn)評(píng)。另外，課堂上師生還可以根據(jù)需要進(jìn)行如彈幕、投稿及獎(jiǎng)勵(lì)等多種形式進(jìn)行課堂在線互動(dòng)。

2.1.3 課后環(huán)節(jié)

授課教師制訂課程設(shè)計(jì)實(shí)施計(jì)劃，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建知識(shí)模塊題庫(kù)，并在程序?qū)嶒?yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建上機(jī)編程題庫(kù)。學(xué)生在課后環(huán)節(jié)的自主活動(dòng)主要是針對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行小組討論以及上機(jī)編程時(shí)的自主程序調(diào)試。課后環(huán)節(jié)的師生教學(xué)互動(dòng)具體可以包括以下內(nèi)容。

（1）教師基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)創(chuàng)建課程設(shè)計(jì)小組并發(fā)布課程設(shè)計(jì)作業(yè)，而學(xué)生則通過(guò)平臺(tái)加入課設(shè)小組，課設(shè)小組討論并完成作業(yè)，最后由小組長(zhǎng)提交課設(shè)作業(yè)。另外，教師可以通過(guò)平臺(tái)發(fā)布課程知識(shí)模塊測(cè)試，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)平臺(tái)完成在線模塊測(cè)試。

（2）教師基于程序?qū)嶒?yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)的上機(jī)編程題庫(kù)發(fā)布編程練習(xí)題和上機(jī)考試。學(xué)生可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)平臺(tái)自主完成編程練習(xí)，而對(duì)于上機(jī)考試則需要學(xué)生在固定時(shí)間段內(nèi)統(tǒng)一完成線上上機(jī)考試。

2.2 基于智慧教學(xué)環(huán)境的課程過(guò)程性考核評(píng)價(jià)

采用線上線下混合教學(xué)模式之后，程序設(shè)計(jì)類課程的考核評(píng)價(jià)也需要隨之變革，在保持原有的過(guò)程性考核加終結(jié)性考核構(gòu)成的同時(shí)，加大過(guò)程性考核評(píng)價(jià)所占比重并細(xì)化其考核評(píng)價(jià)粒度，更加公正客觀地考核評(píng)價(jià)學(xué)生線上線下的全周期學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程及其效果。

對(duì)混合教學(xué)模式下的程序設(shè)計(jì)類課程過(guò)程性考核評(píng)價(jià)，教師可以預(yù)先根據(jù)具體課程特點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行關(guān)于過(guò)程性考核比重及具體評(píng)價(jià)粒度的設(shè)置，通過(guò)多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境進(jìn)行考核評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出及修正，最后計(jì)算并生成課程過(guò)程性考核評(píng)價(jià)結(jié)果。學(xué)生也可以提交請(qǐng)假憑據(jù)來(lái)修正課堂數(shù)據(jù)并進(jìn)行考核結(jié)果查詢。

課程過(guò)程性考核評(píng)價(jià)主要包括基于智慧教學(xué)工具的課堂考核、基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的學(xué)習(xí)作業(yè)考核及基于程序?qū)嶒?yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)的編程考核，它們之間的考核比重分別為30%、40%和30%，具體的考核評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)量化指標(biāo)、成績(jī)計(jì)算方式及評(píng)價(jià)權(quán)重如表1所示。當(dāng)然，教師是可以針對(duì)不同的具體程序設(shè)計(jì)課程適當(dāng)調(diào)整三者之間的考核比重及其具體內(nèi)容的評(píng)價(jià)權(quán)重。

首先，課堂考核主要包括課前預(yù)習(xí)、課堂考勤及課堂在線測(cè)試三個(gè)部分，它們的考核數(shù)據(jù)主要通過(guò)智慧教學(xué)工具平臺(tái)導(dǎo)出獲取。課前預(yù)習(xí)考核主要是通過(guò)學(xué)生的PPT課件預(yù)習(xí)次數(shù)、預(yù)習(xí)檢測(cè)得分以及檢測(cè)總分這些量化指標(biāo)進(jìn)行成績(jī)計(jì)算，其中的檢測(cè)總分是考慮了學(xué)生請(qǐng)假情況的修正數(shù)據(jù)；課堂考勤考核主要來(lái)源于學(xué)生課堂簽到次數(shù)及遲到次數(shù)的數(shù)據(jù)；課堂在線測(cè)試考核主要通過(guò)在線測(cè)試得分以及考慮了學(xué)生請(qǐng)假情況在線測(cè)試總分計(jì)算獲得。

其次，學(xué)習(xí)作業(yè)考核主要包括了視頻學(xué)習(xí)、模塊測(cè)試及課程設(shè)計(jì)作業(yè)三個(gè)部分，它們的考核數(shù)據(jù)來(lái)源于課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。其中，視頻學(xué)習(xí)的考核是通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)和視頻學(xué)習(xí)達(dá)標(biāo)時(shí)長(zhǎng)來(lái)計(jì)算成績(jī)；模塊測(cè)試的考核主要是針對(duì)課程知識(shí)模塊的考核，主要是通過(guò)所有測(cè)試的總得分與對(duì)應(yīng)的測(cè)試總分來(lái)計(jì)算獲取；課程設(shè)計(jì)作業(yè)的考核則主要通過(guò)每次作業(yè)的權(quán)重、分?jǐn)?shù)及作業(yè)的總次數(shù)這些量化指標(biāo)進(jìn)行成績(jī)計(jì)算。

最后，編程考核主要包括編程習(xí)題練習(xí)和上機(jī)考試兩個(gè)部分，它們的考核數(shù)據(jù)主要是通過(guò)程序?qū)嶒?yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)導(dǎo)出獲取。其中，習(xí)題練習(xí)的考核主要是基于多次編程習(xí)題得分及習(xí)題總分進(jìn)行成績(jī)計(jì)算，而上機(jī)考試的考核則是通過(guò)每次上機(jī)考試的權(quán)重、分?jǐn)?shù)及考試次數(shù)這些量化指標(biāo)來(lái)計(jì)算成績(jī)的。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前高校不斷強(qiáng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)的背景下，基于程序設(shè)計(jì)類課程的共同特征及其教學(xué)改革需求，將其與混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)完美契合。在充分總結(jié)多年的程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)改革探索經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了多平臺(tái)智慧教學(xué)環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)及其過(guò)程考核體系。經(jīng)過(guò)近幾年的課程混合教學(xué)實(shí)踐表明，它能夠充分激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)熱情，客觀高效地考核評(píng)價(jià)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)實(shí)踐全過(guò)程，有效提升課程的實(shí)際教學(xué)效果和學(xué)生的程序開發(fā)能力，全面培養(yǎng)了學(xué)生在解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題所需要的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)。

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作者簡(jiǎn)介：張曉剛（1974— ），男，漢族，山西忻州人，博士研究生，講師，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)集成及大數(shù)據(jù)處理。