“大學計算機”混合教學模式的設(shè)計與應用

孔夢榮， 周雪燕， 齊 暉， 夏敏捷

(中原工學院 計算機學院， 河南 鄭州 450007)

隨著國內(nèi)外高校各種MOOC在線課程如雨后春筍般涌現(xiàn)，各種以MOOC為基礎(chǔ)的混合教學模式，成為國內(nèi)各大院校新型教學模式探索的熱點?！按髮W計算機”旨在培養(yǎng)大學生的計算思維能力，是培養(yǎng)新型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的一門基礎(chǔ)性課程。但傳統(tǒng)計算機基礎(chǔ)課程教學中常常出現(xiàn)“老師賣力講，學生被動學”的現(xiàn)象：教學內(nèi)容陳舊，教法單一、枯燥無味；學生缺乏學習目標和動力，厭學情緒較強[1-2]。為徹底擺脫大學計算機基礎(chǔ)課程教學的尷尬境地，本文結(jié)合新工科建設(shè)要求和國內(nèi)外新型教學方法，在“大學計算機”課程中提出“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的多元化混合教學模式[3-4]，其主要思想是把課堂教學和在線學習兩種學習模式有機地整合，將教學著力點放到激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生綜合應用能力、提高教育水平和教學效果上。

1 混合教學模式的難點

混合教學模式要求對傳統(tǒng)課堂教學的內(nèi)容和流程進行合理組合和重構(gòu)，將部分一般性的知識剝離，留給學生線上自學，而將部分適合雙方或多方互動討論的內(nèi)容納入翻轉(zhuǎn)課堂進行學習[4]?；旌辖虒W模式更加強調(diào)師生間、學生間和人機間的多向互動，在互動中領(lǐng)略學習興趣，掌握有關(guān)知識和技能，提升自學能力和創(chuàng)新能力。

如何引導學生轉(zhuǎn)變角色快速進入線上線下相結(jié)合的混合教學狀態(tài)，特別是參與翻轉(zhuǎn)課堂的學習，這一過程涉及到兩個難點:一是如何發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用，引導學生積極投入課前MOOC線上自學，為實施翻轉(zhuǎn)課堂教學創(chuàng)造條件；二是如何發(fā)揮學生的中心作用，讓學生凝聚力回歸課堂，參與深度廣度的學習和討論[5-6]。

2 “大學計算機”課程混合模式教學的設(shè)計

2.1 教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)的設(shè)計

按照教學大綱要求，將“大學計算機”的在線學習、翻轉(zhuǎn)教學和傳統(tǒng)教學統(tǒng)一設(shè)計，互有穿插，虛實結(jié)合(見圖1)。

其中，“虛”是指虛擬課堂，是以MOOC平臺為基礎(chǔ)再造的有關(guān)SPOC的在線學習課堂，主要包括教材學習、視頻學習、課件學習、習題練習、作業(yè)互評、討論互動等內(nèi)容?！皩崱贝韺嶓w課堂，分為傳統(tǒng)教學模式和翻轉(zhuǎn)教學模式，前者主要包括導學、學習總結(jié)、難點解析、精講案例和輔導等環(huán)節(jié)，是以教師為主導的“獨角”課堂，適用于集中講解；后者則是以學生為中心，以討論、答疑解惑、搶答搶分、自組選題為主題的翻轉(zhuǎn)教學，迫使學生去思考和表達，教師的作用在于提供更多的個性化服務，有助于調(diào)動師生、學生之間的積極性和主動性。

圖1 “MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”多元混合教學模式

2.2 教學重點的總體布局

根據(jù)學校教學計劃安排和不同專業(yè)需求，選取不同重點，通過優(yōu)選、替換、拓展與新增重構(gòu)教學內(nèi)容，打造具有差別化和個性化的SPOC課程。以戰(zhàn)德臣教授主編的《大學計算機——理解和運用計算思維》為例，按照不同類別安排了不同的必修內(nèi)容、重點和課時。其中，理工類和文科類總學時均為45，各有6學時的課堂大翻轉(zhuǎn)和10學時的上機實踐，但理工類重點培養(yǎng)學生的計算思維的應用能力，文科類更多強調(diào)計算思維的表達能力；藝術(shù)類總學時為32，淡化技術(shù)內(nèi)容講解，著重于體驗應用計算思維求解社會問題，如表1所示。

表1 大學計算機教學內(nèi)容和重點布局

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂的教學流程和環(huán)節(jié)設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂重點在于綜合訓練，突出學以致用，利用計算機知識進行各種設(shè)計或者解決現(xiàn)實生活中遇到的實際問題[7]。以大學計算機程序構(gòu)造章節(jié)為例，翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計流程如下：

(1) 準備環(huán)節(jié)。教師提前提出設(shè)計任務要求，學生獨自或者分組，應用所學有關(guān)知識和方法，在課下自主或聯(lián)合完成富有創(chuàng)意的程序。

(2) 演示環(huán)節(jié)。報名參加翻轉(zhuǎn)課堂的學生個人或小組，要在規(guī)定時間內(nèi)備好一個5 分鐘左右的 PPT展示，經(jīng)隨機抽簽，被選中的個人或小組要現(xiàn)場進行演示，重點講解自己的設(shè)計思路、算法原理和亮點，講解完畢后，由其他同學進行提問。

(3) 評分環(huán)節(jié)。針對演示的效果，由全班同學根據(jù)個人或小組的選題設(shè)計、作業(yè)難度和臨場表現(xiàn)進行投票，然后按照得票多少進行排序，并給予相應的獎勵分。小組成員的得分由組長按貢獻率分配。

(4) 獎勵環(huán)節(jié)。凡是參與翻轉(zhuǎn)活動的同學可以參與抽獎，給予一定的物質(zhì)獎勵， 其目的在于通過獎勵讓參與的學生體驗個人自學、同學幫學、互動助學、創(chuàng)意展學等多種學習方式帶來成就感，以此強化學習的主動性和積極性。

3 混合教學模式下翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法

混合教學模式下的翻轉(zhuǎn)課堂，應該突出以學生為中心的特點和優(yōu)勢。為達到讓學生動腦動手動心進行快樂學習的效果，我們采用“一問二解三誘導，八仙過海劍出鞘”的五步深入教學法。

一是投石問路。就是針對學生MOOC或SPOC線上學習的情況進行摸底測驗，了解學生線上學習的基本狀況，檢驗課前自學效果，找到差距和不足，借以確定教師需要集中講解的難點和重點。

二是解剖麻雀。解剖麻雀本是調(diào)查研究的一種方法，這里特指教師針對課堂測驗中發(fā)現(xiàn)的具有普遍性的問題進行講解和剖析，解決教學中遇到的“攔路虎”。解剖麻雀的要訣在于，任課老師可以集中精力幫助學生攻克難關(guān)，通過有的放矢的分析和總結(jié)，引導學生形成系統(tǒng)化的認識，實現(xiàn)知識的內(nèi)化和升華，為其進一步深入學習掃清障礙。

三是量體裁衣。就是教師在提問環(huán)節(jié)要科學地把握問題的難易程度，使所提問題在學生能力所及的范圍內(nèi)，并恰如其分地提出一些開放性和挑戰(zhàn)性的問題。恰到好處的提問和表述，不僅可啟發(fā)學生跨越認知領(lǐng)域的鴻溝，更能激發(fā)學生產(chǎn)生奇思妙想。

四是八仙過海。就是針對課堂上不同學生的不同問題和不同的興趣點，激勵學生各顯神通，提供多種解決方案，達到比學趕幫、相互促進目的，形成活躍的教學場面。比如，可以通過小組快問快答，訓練學生的競爭意識和迅速反應能力；通過互評互動方式，形成相互趕超的學習態(tài)勢。

五是寶劍出鞘。鼓勵學生運用所學，大膽實驗、大膽演講、大膽展示個人掌握的各項技能，不拘一格顯風采。它可以是一套解決實際問題的方案，也可以是一種嶄新的程序設(shè)計，也可以是一場演講，等等。通過開展這類由學生親自動手完成的展示活動，培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力，為將來參加工作、參與社會活動創(chuàng)造條件。

4 動態(tài)聯(lián)動的考試考核評價機制

混合教學模式的效果如何，需要一套科學的動態(tài)評價機制，以確保實現(xiàn)預期的教學目標，為此我們設(shè)計了一套包括教學前、教學中和教學后三階段的過程管理效果檢驗機制，對有關(guān)教學和學習情況，進行及時的跟蹤、反饋和評價，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，加以改進和提高。

4.1 對學生日常學習行為的跟蹤管理

專門開發(fā)SPOC課程自測軟件，對每個學生的在線學習行為全程記錄。該軟件不僅可讓任課教師及時了解學生們每天的學習行為，還可進行數(shù)據(jù)分析，對每位學生每周每月的學習狀態(tài)、在班級中的占位進行監(jiān)督，對照教學要求給予及時的督導和反饋，學生也可根據(jù)教師給出的評價，進行自我管理，自覺矯正自己的學習行為，達到了教師監(jiān)督和學生自我監(jiān)督的目的。

4.2 對教學全過程進行多元化評價

由于混合教學模式具有多元化多中心的特點，因此也要對學生的學習動機、過程和效果進行三位一體的多元化動態(tài)性評價[8]，其主要方法就是根據(jù)學生學習的不同環(huán)節(jié)、不同方面、不同形態(tài)進行加權(quán)測試和考試，有利于學生形成“上課時按時來、作業(yè)及時交、平時下功夫、才有成績高”的學習習慣，達到教學雙促進的目的，教學的評價構(gòu)成如表2所示。

4.2.1 線上學習成績的考核

線上學習成績考核，主要包括單元測驗、線上作業(yè)、論壇活躍度和課程測試四個方面。其中單元測驗和課程測試為系統(tǒng)自評；線上作業(yè)是對平時各單元知識的總結(jié)；論壇活躍度意在促進學生利用MOOC 開展主動交流，積極探討計算機應用的各種問題，以激發(fā)學生的學習興趣。

表2 混合式教學的評價構(gòu)成

4.2.2 線下考核成績的認定

(1) 翻轉(zhuǎn)課堂。由于課堂時間有限，不能滿足所有學生參加課堂翻轉(zhuǎn)講解，如學生想要高成績，則需按翻轉(zhuǎn)課堂的要求完成相關(guān)內(nèi)容，利用課前10分鐘展示自己研究成果，由教師認定并給予相應的成績。

(2) 搶答搶分。設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂搶答搶分項目，是對學生自我認知的正向激勵，鼓勵學生強化課前自學，熟練把握有關(guān)知識體系，增強競爭意識和應變能力，屬于自我激勵、自我爭取范疇，重在考察學生的敏捷思維和快速反應能力[9-10]。

(3) 實驗作業(yè)。主要測試學生動手實踐和利用所學進行求解問題的能力。

(4) 期末考試。期末考試是最重要的一項考核，主要對學生計算思維能力培養(yǎng)方面的考核，重點包括計算機的基本原理、求解問題的方法以及應用技能三個方面的評價。采用機試試題庫，實現(xiàn)教考分離，目的是能夠客觀、公正地對學生學習和老師教學進行雙考核。

5 結(jié)語

基于“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合式教學模式及五步深入教學法，在中原工學院近五年的教學實踐中，有效推進了“大學計算機”課程的教學改革，使得教學環(huán)節(jié)不斷完善，教學質(zhì)量不斷提高。目前，該混合教學模式已在其他計算機基礎(chǔ)課程中推廣應用。