基于BlOOM+ARCS模型的C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式探索

陳嶷瑛++胡吉朝++李文斌++劉雪靜

摘 要：針對高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程學(xué)時有限、學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊的現(xiàn)狀，提出采用BlOOM+ARCS模型設(shè)計(jì)課前和課堂教學(xué)任務(wù)，結(jié)合課后作業(yè)和綜合評測，并通過課上+課下、線上+線下、學(xué)習(xí)+測驗(yàn)等多種模式相結(jié)合的方式，探索一種多角度、全方位的立體化教學(xué)模式，以期全面調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，進(jìn)而提高其動手能力。

關(guān)鍵詞：BlOOM+ARCS模型；C語言程序設(shè)計(jì)；立體化教學(xué)模式；教學(xué)教革

1 非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課題教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)系列中的核心課程，課程設(shè)置的目的是使學(xué)生初步掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法、編程技能與上機(jī)調(diào)試能力，并嘗試通過編程解決一些示例性的應(yīng)用問題[1]。非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)是理工類專業(yè)學(xué)生的必修課之一，目前設(shè)置為40課時理論加24課時實(shí)驗(yàn)。本課程傳統(tǒng)授課方式為教師課堂講授知識，學(xué)生課后通過作業(yè)內(nèi)化知識。由于課時有限，學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，加之理論部分大班授課，這種模式存在4個方面的不足：①課堂講授時間長，內(nèi)容多，易造成學(xué)生疲倦、注意力不集中；②沒有考慮學(xué)生基礎(chǔ)的參差不齊，按照一個標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生，不利于提升學(xué)生的興趣和積極性；③大班授課不利于掌控學(xué)生情況，部分自覺自律性差的學(xué)生會逐漸掉隊(duì)；④學(xué)生被動學(xué)習(xí)，不利于培養(yǎng)主動思考和探索創(chuàng)新能力。

2 BLOOM認(rèn)知模型及ARCS教學(xué)設(shè)計(jì)模型

美國教育心理學(xué)家布魯姆（B.J.Bloom）將教育目標(biāo)劃分為認(rèn)知領(lǐng)域、情感領(lǐng)域和操作領(lǐng)域3個領(lǐng)域，共同構(gòu)成教育目標(biāo)體系[2]。其中，認(rèn)知領(lǐng)域從認(rèn)知過程維度由低到高分為6個層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造 （如圖1所示）。從知識的維度可劃分為4類：事實(shí)性知識、概念性知識、程序性知識和元認(rèn)知知識。按照認(rèn)知過程維度和知識維度，構(gòu)成了一個二維分類表（如表1所示），教師在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時，可以依據(jù)該表深刻思考究竟要傳授什么樣的知識，要求學(xué)生達(dá)到何種認(rèn)知過程維度，即遵循此表細(xì)化學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)。

ARCS模型是由美國弗羅里達(dá)大學(xué)的John M.Keller教授提出的一種教學(xué)設(shè)計(jì)模型[3]，主要包括4個要素：注意（Attention）、關(guān)聯(lián)（Relevance）、信心（Confidence）和滿意（Satisfaction）。ARCS模型不但注重動機(jī)的激發(fā)，更重視動機(jī)的維持，強(qiáng)調(diào)外部設(shè)計(jì)對內(nèi)部動機(jī)生成與維持的促進(jìn)作用。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)策略時，要考慮怎樣才能引起學(xué)習(xí)者的注意，怎樣促進(jìn)學(xué)習(xí)者找到學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，支持學(xué)習(xí)者有充分的自信完成學(xué)習(xí)過程，并讓學(xué)習(xí)者取得積極滿意的學(xué)習(xí)效果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)的遷移與長效動機(jī)的形成[4-5]。

3 基于BlOOM+ARCS模型的教學(xué)設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂的基本理念是“先學(xué)后教”，使學(xué)習(xí)者主動參與整個教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)與個性化培養(yǎng)[5-7]。筆者將翻轉(zhuǎn)課堂的理念融入教學(xué)，并結(jié)合BLOOM+ARCS模型，提出一種立體化的教學(xué)模式。依托自主研發(fā)的“嘀嗒教育”平臺，提供在線學(xué)習(xí)的環(huán)境，利用Course-Grading平臺，實(shí)現(xiàn)作業(yè)在線提交、自動評閱，同時實(shí)現(xiàn)測試、考試自動化。

以“C語言中的循環(huán)結(jié)構(gòu)”為例，教學(xué)過程大致可以分為課前任務(wù)設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、課后作業(yè)與測驗(yàn)設(shè)計(jì)和綜合評測機(jī)制4部分內(nèi)容。

3.1 課前任務(wù)設(shè)計(jì)

表2為課前任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)3部分，屬于BLOOM模型的記憶層和理解層。

表1為表2和表3對應(yīng)的認(rèn)知二維表，用于檢查課前任務(wù)設(shè)計(jì)的匹配程度，如課前學(xué)習(xí)目標(biāo)中的第Ⅰ項(xiàng)屬于“記憶層”的“概念性知識”，用◇標(biāo)注，與該目標(biāo)對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容是第1項(xiàng)；學(xué)習(xí)任務(wù)是第A項(xiàng)，也屬于“記憶層”的“概念性知識”，分別用△和☆標(biāo)注。三者位于相同的單元格中，即目標(biāo)、內(nèi)容和任務(wù)是匹配的，如表1所示，其他內(nèi)容的設(shè)計(jì)也是匹配的。

任務(wù)設(shè)計(jì)完成后，使用ARCS模型檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，并對不當(dāng)之處進(jìn)行調(diào)整。以表2中“學(xué)習(xí)內(nèi)容”為例，首先，采用類比的方法引入問題，一方面使學(xué)生感到親切，產(chǎn)生關(guān)注（符合注意策略A）；另一方面將身邊的事物與待學(xué)習(xí)的知識產(chǎn)生聯(lián)系（符合關(guān)聯(lián)策略R），將學(xué)生自然而然地引入到學(xué)習(xí)內(nèi)容中。接著，拋出問題，促使學(xué)生思考（符合注意策略A）。若學(xué)生能正確回答該問題，將信心滿滿地緊跟視頻內(nèi)容進(jìn)入下一步的學(xué)習(xí)（符合信心策略C）；若學(xué)生不能回答或回答不完全正確，將帶著疑惑（好奇）進(jìn)入下一步學(xué)習(xí)（符合注意策略A）。之后，給出解決方法。學(xué)生跟著視頻完成操作，滿心歡喜地獲得運(yùn)行結(jié)果，信心大增（符合滿意策略S和信心策略C）。最后，學(xué)生通過修改語句或書寫位置，就可轉(zhuǎn)換到另一種循環(huán)語句的表達(dá)方式，修改過程需要集中注意力（符合注意策略A），學(xué)生完成代碼的調(diào)試運(yùn)行后會真切地體會到成功的喜悅（符合滿意策略S）。

3.2 課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

表3為課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，屬于“應(yīng)用”和“分析”層次，如表1所示，同樣遵循匹配原則。

3.3 課后作業(yè)與測驗(yàn)設(shè)計(jì)

課后作業(yè)采用3級分類方式。C級（及格）：對課堂討論的項(xiàng)目進(jìn)行整理，包括題目、分析、算法、代碼及調(diào)試運(yùn)行結(jié)果。B級（良）：難度中等，考查學(xué)生是否真正理解并能靈活運(yùn)用課堂知識。A級（優(yōu)）：有一定難度的拓展提高類題目，適用于學(xué)有余力的學(xué)生。對于A級作業(yè)，鼓勵學(xué)生討論完成，一方面通過討論找到問題的突破點(diǎn)，提升學(xué)生的探究、學(xué)習(xí)能力；另一方面，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識、協(xié)作精神。課程學(xué)習(xí)中分階段安排5次測驗(yàn)，督促學(xué)生及時復(fù)習(xí)、整理階段學(xué)習(xí)內(nèi)容，自主完成知識的再次內(nèi)化。

3.4 綜合評測機(jī)制

綜合評測由教師和學(xué)生共同完成，分為定性分析和定量分析兩部分。定性分析包括：①自主學(xué)習(xí)情況，通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺跟蹤學(xué)生觀看視頻情況、課前任務(wù)完成情況等；②參與活動情況，包括課堂活躍度、提問與回答問題踴躍度、作業(yè)自評及互評情況等；③作業(yè)完成情況，通過網(wǎng)絡(luò)平臺監(jiān)控學(xué)生作業(yè)完成情況。定量分析包括：①隨堂小測成績；②階段測驗(yàn)成績；③期末考試成績。endprint

學(xué)生最終成績由定性成績（30%）+定量成績（70%）組成。定性成績將3項(xiàng)內(nèi)容按1：1：1的比例折合，定量成績由小測成績（20%）+階段測驗(yàn)成績（20%）+期末成績（60%）組成。

4 結(jié)論與反思

教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)班為4個自然班，總?cè)藬?shù)112人；對照班為4個自然班，總?cè)藬?shù)109人。理論學(xué)時為40，為大班授課（4個班共同上課）；實(shí)驗(yàn)學(xué)時為24，分兩輪進(jìn)行，每輪2個班。期末考試題型為單向選擇題、判斷題和編程題。每道編程題給出6組測試用例，學(xué)生程序運(yùn)行結(jié)果6組都正確獲得滿分，否則按正確率獲得相應(yīng)的分值。

通過實(shí)驗(yàn)班與對照班的對比、分析，得出以下結(jié)論：

1）立體化教學(xué)模式在使學(xué)生充分內(nèi)化知識、提升學(xué)習(xí)成績方面有顯著效果。

表4為兩組學(xué)生期末考試成績對照表，從表中可以看出實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的平均成績遠(yuǎn)高于對照班，而且優(yōu)秀（90分以上）的比例是對照班的3倍。試卷分析表明：對照班同學(xué)存在課堂知識掌握不好、課后作業(yè)完成困難的情況，致使一些同學(xué)學(xué)習(xí)積極性受挫，知識的靈活運(yùn)用能力及探究能力欠缺，因此得分較低。相反，立體化教學(xué)模式分解了知識的內(nèi)化難度，增加了知識的內(nèi)化次數(shù)，促使學(xué)生能更快、更好地掌握知識，取得高達(dá)45%的優(yōu)秀率。

2）立體化教學(xué)模式在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力方面效果顯著。

立體化教學(xué)模式中知識分級、內(nèi)化機(jī)制有利于學(xué)生構(gòu)建知識體系，提升思考問題、分析問題、解決問題的能力。表5的問卷調(diào)查給出5種學(xué)習(xí)中遇到問題的解決方法，可以一次選擇多項(xiàng)。調(diào)查結(jié)果表明在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生過多地依賴?yán)蠋?，喪失了?dú)立思考問題的能力，不利于能力的培養(yǎng)。立體化教學(xué)模式弱化了學(xué)生對教師的依賴，學(xué)生更多地關(guān)注通過自身的努力，尋求解決方法。

3）立體化教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生合作、探索精神方面效果顯著。

立體化教學(xué)模式中強(qiáng)調(diào)以小組為單位開展學(xué)習(xí)，尤其在課堂教學(xué)中，小組成員積極發(fā)言、熱烈討論、求同存異，充分體現(xiàn)團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神。表5中“同學(xué)交流”高達(dá)84.33%的比例，可以充分說明立體化教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生合作、探索精神方面的顯著效果。

總之，為進(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)改革，在非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)課程中，基于BLOOM+ARCS模型的立體化教學(xué)模式，引入翻轉(zhuǎn)課堂的理念，有利于突破傳統(tǒng)教學(xué)中存在的弊端，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源與信息技術(shù)，開放教學(xué)場域，豐富教學(xué)資源，增強(qiáng)教學(xué)互動，完善評價體系，構(gòu)建一種全新的教學(xué)共同體，為高校大班教學(xué)提供有效的改革實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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（見習(xí)編輯：景貴英）endprint