基于學(xué)員行為模式的層次化教學(xué)研究

唐曉+陳新+程敏+涂文婕

（空軍預(yù)警學(xué)院 預(yù)警情報(bào)系，湖北 武漢430019）

摘 要：以C語言教學(xué)為例，提出通過采集和分析學(xué)員行為數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)員采取層次化教學(xué)，具體闡述層次化教學(xué)的3個(gè)主要階段，重點(diǎn)分析如何真實(shí)合理地對(duì)學(xué)員進(jìn)行分層以及分層以后的教學(xué)如何進(jìn)行，目的在于使教學(xué)深度和難度能適合每一名學(xué)員。

關(guān)鍵詞：行為模式；分層教學(xué)； C語言

1 背 景

隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的使用和學(xué)習(xí)越來越普及。C語言課程已經(jīng)不再只是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)員的必修課，而已經(jīng)成為理工類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。學(xué)習(xí)該門課程的學(xué)員基本上是大學(xué)低年級(jí)的學(xué)員，我們對(duì)學(xué)員情況進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)他們中一部分學(xué)員對(duì)計(jì)算機(jī)有一定學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，而絕大多數(shù)則沒有任何學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，學(xué)員層次參差不齊[1]。對(duì)于一門語言學(xué)習(xí)課程來說，如果前面的基礎(chǔ)知識(shí)沒學(xué)明白，那么后面的學(xué)習(xí)則可能無法進(jìn)行下去，學(xué)習(xí)者漸漸就會(huì)產(chǎn)生放棄的念頭，導(dǎo)致無法完成正常的教學(xué)任務(wù)[2]。

層次化教學(xué)是按照學(xué)員的接收能力而進(jìn)行的一種因材施教的教學(xué)方法。每名學(xué)員的接收能力和對(duì)知識(shí)的掌控能力都不一樣，因此教員根據(jù)不同學(xué)員對(duì)知識(shí)的反應(yīng)實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，會(huì)更適合每一名學(xué)員對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和接收。

2 C語言課程教學(xué)所面臨的問題

C語言程序設(shè)計(jì)是一門典型的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，目前在教學(xué)上存在以下兩個(gè)方面的客觀問題。

（1）學(xué)員的個(gè)體差異性大。同一個(gè)授課期班的學(xué)員存在學(xué)習(xí)層次差異性較大的問題。首先，學(xué)員考學(xué)的渠道不同，有的學(xué)員是在普通高中通過高考入校的，有的學(xué)員是從部隊(duì)考學(xué)入校的；其次，不同學(xué)員對(duì)學(xué)習(xí)的態(tài)度和積極性也不同。如果對(duì)所有學(xué)員采用相同的課程教學(xué)方式和課堂練習(xí)內(nèi)容，則會(huì)出現(xiàn)有的學(xué)員“吃不飽”而有的學(xué)員跟不上的情況。

（2）將學(xué)員按照層次分班教學(xué)也較為困難。一方面，將學(xué)員從期班的安排上完全分開，在授課時(shí)間、授課地點(diǎn)和授課教員的安排上存在一定的困難；另一方面，C語言程序設(shè)計(jì)對(duì)于大多數(shù)學(xué)員來說是一門全新的課程，不存在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好和基礎(chǔ)差的問題，因此在授課之前很難將學(xué)員分為好、中、差不同層次。

面對(duì)在一個(gè)期班內(nèi)學(xué)員層次參差不齊的現(xiàn)實(shí)問題，我們可以采用在同一時(shí)間和地點(diǎn)按照學(xué)員的接受和掌握能力進(jìn)行層次化教學(xué)的教學(xué)方法。

3 學(xué)員行為模式研究

如何對(duì)學(xué)員進(jìn)行層次化是我們要考慮的主要問題。C語言程序設(shè)計(jì)是一門語言類學(xué)習(xí)課程，每位學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中的接受能力和上手的反應(yīng)速度快慢是不一樣的，有的學(xué)員接受能力差、有的學(xué)員的接受能力強(qiáng)，有的同學(xué)上手快、有的同學(xué)上手慢，但是這兩個(gè)方面又不是一定成正比的，因?yàn)槊鎸?duì)一門計(jì)算機(jī)語言，絕大多數(shù)學(xué)員比較陌生，所以在與這個(gè)陌生感進(jìn)行磨合時(shí)，學(xué)員的前期反應(yīng)速度并不能非常恰當(dāng)?shù)胤从硨W(xué)員學(xué)習(xí)的真實(shí)狀態(tài)，如有的學(xué)員雖然上手慢，但是一旦上手并度過了這個(gè)磨合期，學(xué)習(xí)速度就會(huì)呈現(xiàn)出直線上升的狀態(tài)，因此在對(duì)學(xué)員進(jìn)行分層時(shí)，最好能實(shí)時(shí)掌握學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)。我們可以對(duì)學(xué)員的行為模式進(jìn)行研究，掌握學(xué)員的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，更加貼近真實(shí)地反映學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)。首先要收集這些學(xué)員的行為，建立學(xué)員行為模式庫(kù)；其次對(duì)這些行為進(jìn)行分析；最后通過學(xué)員的行為分析得出學(xué)員當(dāng)前的行為狀態(tài)并進(jìn)行分層。

3.1 學(xué)員教學(xué)行為數(shù)據(jù)采集

學(xué)員教學(xué)行為數(shù)據(jù)采集的首要條件是所有學(xué)員的上課和練習(xí)均在機(jī)房進(jìn)行，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在授課硬件設(shè)施上，教員采用教師機(jī)進(jìn)行授課，與學(xué)員進(jìn)行互動(dòng)且必須保證每名學(xué)員有固定的機(jī)器；在授課過程中，采用邊學(xué)邊演練的方式，記錄下每位學(xué)員的所有練習(xí)過程和結(jié)果并將其存放在學(xué)員的行為模式庫(kù)中。因?yàn)樗械慕虒W(xué)行為都可以依據(jù)一定的判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判，所以人們總是以教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成效果來表達(dá)對(duì)教學(xué)的價(jià)值追求[3]。

3.2 學(xué)員行為模式庫(kù)建立

教師可將這些龐大的學(xué)員教學(xué)行為過程保存起來，建立學(xué)員行為模式庫(kù)，包括以下內(nèi)容：①學(xué)員現(xiàn)階段的層次分級(jí)；②與教員互動(dòng)的過程，包括回答問題的積極性、回答問題的難度、答題過程、答題結(jié)果、答題速度、向教員提問的頻率、請(qǐng)求幫助的過程等；③授課過程中的習(xí)題演練過程，包括試題難度、答題時(shí)間、答題過程和正確程度；④階段性小結(jié)練習(xí)的答題過程，包括試題難度、答題時(shí)間、答題過程和正確程度；⑤測(cè)試過程的全程記錄。

教師應(yīng)記錄下學(xué)員在整個(gè)授課過程中的行為過程并將其存放在學(xué)員行為模式庫(kù)中。

3.3 學(xué)員行為模式分析

這是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，對(duì)采集到的學(xué)員教學(xué)過程中的行為進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過這些大數(shù)據(jù)，我們可以分析出學(xué)員真實(shí)的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)狀態(tài)并以此為依據(jù)對(duì)學(xué)員進(jìn)行層次劃分，該過程就是一個(gè)數(shù)據(jù)分析的過程。在具體的教學(xué)實(shí)施過程中，找對(duì)分層的時(shí)機(jī)和方式并且對(duì)不同層次的學(xué)員采用適合的教學(xué)方式，也是我們要研究的重點(diǎn)問題。

4 學(xué)員層次化教學(xué)研究

分層教學(xué)模式可以根據(jù)學(xué)員的實(shí)際情況采用不同的教學(xué)方法，能夠兼顧不同層次學(xué)生的需要[4]。我們將C語言程序設(shè)計(jì)課程的授課過程分為3個(gè)階段。

4.1 層次化教學(xué)第1階段

第1階段是C語言課程學(xué)習(xí)的開始，包括C語言開發(fā)軟件的學(xué)習(xí)以及對(duì)簡(jiǎn)單的程序進(jìn)行編寫調(diào)試。因?yàn)樵撾A段對(duì)于絕大多數(shù)學(xué)員來說都是一個(gè)全新的開始，所以在這一階段的學(xué)習(xí)中，不區(qū)分層次，即同一期班中的每位學(xué)員所接受的學(xué)習(xí)內(nèi)容是相同的。通過第一階段的學(xué)習(xí)，學(xué)員之間將會(huì)出現(xiàn)微小的差異性，如有的學(xué)員對(duì)開發(fā)軟件的學(xué)習(xí)較快，能很快掌握程序的編寫過程并能對(duì)簡(jiǎn)單的程序進(jìn)行輸入、調(diào)試、編譯和運(yùn)行，而有的學(xué)員對(duì)軟件的操作能力較低，對(duì)開發(fā)軟件的陌生感較強(qiáng)。

4.2 層次化教學(xué)第2階段

第2階段進(jìn)入基礎(chǔ)語法的學(xué)習(xí)階段。該階段正式進(jìn)入C語言的學(xué)習(xí)中，主要是學(xué)習(xí)C語言的語法知識(shí)并結(jié)合具體的實(shí)例進(jìn)行練習(xí)。通過這一階段的學(xué)習(xí)，學(xué)員之間的個(gè)體差異性將逐步體現(xiàn)出來并會(huì)在上機(jī)實(shí)習(xí)的過程中逐步體現(xiàn)出來，如對(duì)于同樣的問題，有的學(xué)員可以很快根據(jù)要求對(duì)程序進(jìn)行編寫和調(diào)試，然后運(yùn)行出正確的結(jié)果；有的學(xué)員在同學(xué)或者教員的幫助下可以基本完成要求，但是有的學(xué)員隨著學(xué)習(xí)難度加深，對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容越來越不理解，很難單獨(dú)完成教學(xué)要求，因此，從這一階段開始，就要進(jìn)行層次化教學(xué)模式。這一階段主要是采用分層練習(xí)的方式，將練習(xí)題分為基礎(chǔ)必會(huì)題、提高題和思考題，所有學(xué)員必須完成基礎(chǔ)必會(huì)題，學(xué)有余力的學(xué)員可以繼續(xù)完成提高題，而思考題則針對(duì)那些在完成前兩部分練習(xí)后仍然有精力的學(xué)員。

4.3 層次化教學(xué)第3階段

最后一個(gè)階段是綜合實(shí)習(xí)階段。在該階段，學(xué)員已經(jīng)對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)有一定的基礎(chǔ)，教員授課將變成輔助，學(xué)員在這一階段主要是將前面所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行靈活應(yīng)用，完成較為復(fù)雜的綜合練習(xí)。由于采用的是小班化教學(xué)，人數(shù)并不是很多，可以對(duì)學(xué)員進(jìn)行分組，以學(xué)員的能力水平和潛力傾向把學(xué)生科學(xué)地分為若干組[5]，由分到同一小組的學(xué)員共同完成一個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)。完成一個(gè)項(xiàng)目所需完成的模塊很多，每個(gè)模塊同樣也可分基礎(chǔ)功能和提高功能兩個(gè)部分。完成基礎(chǔ)功能所需用到的知識(shí)點(diǎn)是教學(xué)大綱中要求學(xué)員必須掌握的知識(shí)點(diǎn)，所有學(xué)員必須完成該部分；提高功能部分所需用到的知識(shí)點(diǎn)是教學(xué)大綱中沒有作硬性要求的部分，或者是需要學(xué)員深度思考的問題，屬于附加部分，這部分不要求所有學(xué)員都能完成，只是提供給那些在順利完成基礎(chǔ)功能之后還有時(shí)間和精力，希望還能更深層次學(xué)習(xí)的學(xué)員來完成的，且這一部分可以由單個(gè)學(xué)員完成，也可以由同組的學(xué)員合作完成，作為加分項(xiàng)記錄到學(xué)員的平時(shí)成績(jī)中。在項(xiàng)目開發(fā)學(xué)習(xí)的過程中，同組的學(xué)員要互相幫助，發(fā)現(xiàn)問題并得出共同結(jié)果，這不僅有利于學(xué)員對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，還能培養(yǎng)學(xué)員的團(tuán)隊(duì)合作精神。

層次化教學(xué)的實(shí)施過程中，在每一個(gè)階段，保證每位學(xué)員都能掌握大綱中要求的基本內(nèi)容，這樣才能循序漸進(jìn)地推動(dòng)課程的進(jìn)度。C語言程序設(shè)計(jì)是一門程序設(shè)計(jì)課程，如果學(xué)員沒有掌握哪一個(gè)部分，就很有可能無法進(jìn)行后面的學(xué)習(xí)；不理解的知識(shí)點(diǎn)越來越多也會(huì)讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心和興趣?？梢姡ＷC每位學(xué)員都能跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度，時(shí)刻保持著積極學(xué)習(xí)的態(tài)度，同時(shí)讓學(xué)有余力的學(xué)員能夠有更大的空間發(fā)揮自己的作用是層次化教學(xué)中必須考慮的問題。

5 學(xué)員在分層教學(xué)模式中的主觀能動(dòng)性

根據(jù)所分的3個(gè)授課階段，學(xué)員所體現(xiàn)的作用不同。第1階段對(duì)于學(xué)員來說，是非常關(guān)鍵的起步階段，在這個(gè)階段里，每名學(xué)員接受的知識(shí)內(nèi)容是相同的。從第2階段開始，學(xué)員之間的個(gè)體差異性逐漸體現(xiàn)出來，對(duì)學(xué)員的行為模式進(jìn)行分析，根據(jù)學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)可以將學(xué)員大概分為3個(gè)不同層次，在完成同樣的基礎(chǔ)性練習(xí)題時(shí)，第1層次的學(xué)員可以快速完成，第2層次的學(xué)員雖然可以完成，但是需要一定的時(shí)間，第3層次的學(xué)員則無法完成。隨著課程的推進(jìn)，這種層次差別也來越明顯，除了前文提到的為不同層次的學(xué)生提供不同的練習(xí)內(nèi)容以外，還可以發(fā)揮學(xué)員自身的作用，讓學(xué)有余力的學(xué)員擔(dān)當(dāng)助教，幫助其他層次的學(xué)員，具體實(shí)施方法如下：通過每次上機(jī)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，由學(xué)員自主報(bào)名并獲得教員認(rèn)可后，確定幾名學(xué)員為本節(jié)課程的助教，幫助教員共同指導(dǎo)其他學(xué)員完成課程要求。使用學(xué)員助教完成課程教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)非常明顯：①有的學(xué)員對(duì)教員有距離感，遇到問題不愿意向教員詢問，更愿意與同學(xué)進(jìn)行交流，因?yàn)檫@樣他們可以無所顧忌地提問，能更真實(shí)地說明他們的問題；②教員只有一個(gè)人，即使是小班化也很難顧及每一名學(xué)員，如果有助教幫助教員輔導(dǎo)其他學(xué)員，就能夠讓每位學(xué)員的問題及時(shí)得到解決；③學(xué)員之間都非常熟悉，這些助教比教員更了解其他學(xué)員，所以輔導(dǎo)起來更具有針對(duì)性；④對(duì)于擔(dān)當(dāng)助教一職的學(xué)員，這更是一個(gè)非常好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，因?yàn)樗麄冊(cè)谳o導(dǎo)其他學(xué)員時(shí)會(huì)遇到各種各樣的問題，有些問題他們自己可能并沒遇到過，這樣就迫使他們不斷地學(xué)習(xí)并且不斷地解決遇到的新問題，而這整個(gè)過程是站在更高層次的學(xué)習(xí)過程。

6 評(píng)分機(jī)制

該課程需要有一套完整的評(píng)分機(jī)制。通過對(duì)學(xué)員的行為模式進(jìn)行分析，我們可以對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)過程作出客觀的評(píng)價(jià)。此外，每次的小結(jié)性練習(xí)測(cè)試都需要對(duì)每位學(xué)員進(jìn)行評(píng)分，因?yàn)槊看尉毩?xí)都會(huì)有不同層次的題目，所以學(xué)員完成的進(jìn)度以及獨(dú)立完成的程度都是進(jìn)行評(píng)分的依據(jù)，而擔(dān)任助教的學(xué)員將會(huì)根據(jù)其表現(xiàn)獲得額外加分。到了學(xué)期末，每位學(xué)員都會(huì)得到各自的平時(shí)成績(jī)，而該成績(jī)將是他們最終考核成績(jī)的一個(gè)重要組成部分；同時(shí)，通過分?jǐn)?shù)也可以帶動(dòng)學(xué)員的積極性，提高他們的學(xué)習(xí)熱情。

7 結(jié) 語

采用上述方法進(jìn)行層次化教學(xué)的過程中，教員可以做到隨時(shí)掌握學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)，找到適合每位學(xué)員的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)因材施教，更好地完成教學(xué)目標(biāo)，但是也必須要考慮到實(shí)施過程中可能會(huì)出現(xiàn)的一些問題。首先，助教是學(xué)員中的一人，在學(xué)員中間肯定有與其關(guān)系好的學(xué)員和關(guān)系不好的學(xué)員，他們有可能將私人感情帶到課堂中，因此學(xué)員可能得不到公平的幫助機(jī)會(huì)；其次，在做練習(xí)題時(shí)，助教可能會(huì)對(duì)同學(xué)的作業(yè)大包大攬，直接幫忙完成，這樣不僅起不到任何提高學(xué)員學(xué)習(xí)效果的作用，還會(huì)帶來副作用。因此，不僅是確定助教人選非常重要，而且教員在實(shí)施過程中也不能完全放手，要充分發(fā)揮學(xué)員自己的主觀能動(dòng)性，同時(shí)還要起到監(jiān)督和引導(dǎo)的積極作用，讓課堂教學(xué)朝著積極的方向發(fā)展，真正提高所有學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。此外，在建立學(xué)員的行為模式庫(kù)和對(duì)學(xué)員的行為進(jìn)行分析時(shí)，面臨著巨大的數(shù)據(jù)量和分析任務(wù)，這也是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

第一作者簡(jiǎn)介：唐曉，女，講師，研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)和智能計(jì)算，tangxiao@whu.edu.cn。

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（編輯：宋文婷）