計算思維課程混合教學(xué)模式的改革實踐

陳小燕　陸淑娟

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”教育是黨的十九大關(guān)于深化教育改革、加快教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國的重要內(nèi)容。線上線下混合式教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)改革的熱點。它結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，重塑教學(xué)組織、教與學(xué)關(guān)系，是以教學(xué)資源建設(shè)和以學(xué)生為中心的“泛在、移動、個性化”的學(xué)習(xí)方式的變革，也是當(dāng)下“互聯(lián)網(wǎng)+”時代網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)的必然趨勢。該文結(jié)合南京工業(yè)大學(xué)計算思維課程的教學(xué)實踐，就線上線下混合式教學(xué)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;混合式教學(xué);線上線下;計算思維

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）03-0142-02

教育部在2019年10月發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》，《意見》提出我國要用三年時間建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程，簡稱一流本科課程“雙萬計劃”。[1]可以看出，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，并且繪制了明確具體的發(fā)展藍(lán)圖，這與近年來教育信息化建設(shè)成果的積累是契合的，同時制度層面的構(gòu)建必將進(jìn)一步推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。

線上線下混合式教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，是以教學(xué)資源建設(shè)和以學(xué)生為中心的“泛在、移動、個性化”的學(xué)習(xí)方式的變革，也是當(dāng)下“互聯(lián)網(wǎng)+”時代網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)的必然趨勢。計算思維是大學(xué)生入校第一學(xué)年的計算機(jī)類基礎(chǔ)課程，內(nèi)容較全面地覆蓋了計算機(jī)領(lǐng)域的各個知識點，目的在于使學(xué)生能擁有技術(shù)鑒別、技術(shù)應(yīng)用的能力，即能夠結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)理解計算機(jī)技術(shù)的能力以及能夠用計算機(jī)技術(shù)來解決所學(xué)學(xué)科專業(yè)的能力。學(xué)生可以主動使用計算機(jī)技術(shù)來解決所學(xué)專業(yè)中的相關(guān)問題，能夠使用恰當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)技術(shù)解決所學(xué)專業(yè)的問題，并為將來創(chuàng)新應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)來解決所學(xué)專業(yè)中的問題奠定基礎(chǔ)，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)。[2]某種意義上可以說，這是新工科背景下的學(xué)生最應(yīng)該了解和掌握的一門課程?；诖?，我們在此課程中嘗試采用線上線下混合式教學(xué)，利用翻轉(zhuǎn)課堂、微課、討論群等多元化的教學(xué)手段，使學(xué)生能主動地運用和獲取新知識，切實改進(jìn)和提高課堂學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的自學(xué)能力，建立學(xué)生的計算思維，從而為將來理解技術(shù)、用技術(shù)來解決本專業(yè)的問題課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

1 研究發(fā)起的背景

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式下，學(xué)生普遍反映對計算思維課程學(xué)習(xí)興趣不濃，教學(xué)效果欠佳，經(jīng)過筆者調(diào)查研究，其主要原因有二：

一是受制于課程本身特點的局限性。作為一門信息科學(xué)基礎(chǔ)課程，突出特點是教學(xué)內(nèi)容多，知識覆蓋面廣，專業(yè)詞匯集中，對于廣大非計算機(jī)專業(yè)、甚至非理工科專業(yè)學(xué)生而言較為艱深晦澀，在短期內(nèi)融入課程體系內(nèi)的難度極大，形成了不想學(xué)——學(xué)不進(jìn)去——測試通不過——更不想學(xué)的惡性循環(huán)。

二是受制于傳統(tǒng)授課方式的局限性。傳統(tǒng)授課方式的重大缺陷是學(xué)生只是機(jī)械地記憶而不是真正地理解，被動學(xué)習(xí)，很容易失去學(xué)習(xí)的興趣，這在本課程教學(xué)中表現(xiàn)突出。在有限的45分鐘教學(xué)時間內(nèi)，教師與學(xué)生在現(xiàn)實的課堂空間內(nèi)互動，授課內(nèi)容不能暫停、重播和回放，考慮到整體進(jìn)度，對于沒有理解的內(nèi)容學(xué)生無法重復(fù)講授，并且受課時限制，最新最熱的內(nèi)容只能一帶而過，沒有更多時間深入講解與討論。

那純慕課的形式是否就完美無缺呢？答案同樣是否定的。“課堂教學(xué)過程中師生多元、多向、多層、多種方式的互動貫穿并組成全程，它也是推進(jìn)教學(xué)行程的動力。”[3]而純慕課相對而言缺乏監(jiān)管和協(xié)調(diào)，對于自覺性很高的學(xué)生不是大問題，反而能夠充分發(fā)揮其自學(xué)能力強(qiáng)的優(yōu)勢，避免因為整體進(jìn)度問題而拖后腿;但是對于自覺性不高的學(xué)生而言，一個孤立的學(xué)習(xí)空間（可能是在圖書館、宿舍甚至家里）意味著脫離了集體而無人監(jiān)督幫助，其在課堂教學(xué)中的不足之處會被加倍放大，更難實現(xiàn)預(yù)期效果。

2 混合教學(xué)模式的改革實踐

教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容構(gòu)成了課堂教學(xué)的基本要素，但是區(qū)別于傳統(tǒng)“滿堂灌”的教育模式，現(xiàn)代技術(shù)條件下的高等教育更提倡“教”與“育”的有機(jī)結(jié)合，教師通過信息化平臺傳遞知識要素，學(xué)生通過多樣化、有趣味的方式接受并消化、吸收，培育自我學(xué)習(xí)和自我時間的能力。在上述背景研究的基礎(chǔ)上，南京工業(yè)大學(xué)在計算思維課程中重構(gòu)了教學(xué)內(nèi)容和組織形式，引入微課、翻轉(zhuǎn)課堂和討論群等多樣化的教學(xué)手段，采用了將線上學(xué)習(xí)和線下課堂上的翻轉(zhuǎn)與討論相結(jié)合的方式，以及實施課程評價方式的改革等舉措，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)習(xí)更具有可持續(xù)性。具體做法包括以下方面：

1）對于傳統(tǒng)的課程內(nèi)容，我們結(jié)合學(xué)生現(xiàn)階段的認(rèn)知水平，設(shè)計短小精致的教學(xué)視頻，每個視頻大概10分鐘左右，以微課的形式放在超星平臺，讓學(xué)生可以利用碎片時間隨時隨地可以學(xué)習(xí)，要求學(xué)生課前看完并完成相應(yīng)的習(xí)題。課程相應(yīng)內(nèi)容除了本校超星平臺外，還可以在中國大學(xué)慕課網(wǎng)上觀看、參與學(xué)習(xí)。實踐中，我們還積極應(yīng)用手機(jī)在超星平臺組織課前測、搶答、投票、評分等環(huán)節(jié)，課程氣氛明顯活躍，學(xué)生都能積極主動地參與到課程中來，課堂上極少出現(xiàn)“低頭族”和其他脫離教學(xué)進(jìn)程的情況。

2）在線下課堂上我們將所有學(xué)生按3-4人一組進(jìn)行分組，設(shè)計課堂翻轉(zhuǎn)，以小組為單位就本周微課內(nèi)容對應(yīng)的當(dāng)前熱點問題進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn)與討論，在保證基礎(chǔ)內(nèi)容掌握的情況下促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步地自主學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。翻轉(zhuǎn)的內(nèi)容我們每學(xué)期更新，包括區(qū)塊鏈、可視化、3D打印、AI視覺識別技術(shù)、人形機(jī)器人等等，這樣既能加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，又能激發(fā)學(xué)生的興趣，更大程度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。成功的教學(xué)所需的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)習(xí)愛好。自主探究式的學(xué)習(xí)更能激發(fā)學(xué)生對本課程的興趣，通過將計算思維的培養(yǎng)融入教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)中，促進(jìn)學(xué)生對計算機(jī)技術(shù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生用計算機(jī)學(xué)科的獨特思維方式來求解問題的能力，提高學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)和創(chuàng)新應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的能力[4]。

3）課后以小組為單位完成課后作業(yè)。對于每一節(jié)課程，教師都會事先設(shè)計若干問題，要求學(xué)生在課上和課外的規(guī)定時間內(nèi)完成并通過網(wǎng)絡(luò)提交，及時評出成績、確定不同問題的分值比重，學(xué)習(xí)通平臺自動生成Excel表，利用折線圖、柱狀圖、數(shù)字表格等方式直觀地展示班級內(nèi)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)效果，極大增強(qiáng)微課考核的公信力，相關(guān)成績公布后起到了獎優(yōu)罰劣的作用，不斷提升學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和學(xué)習(xí)積極性。

4）實驗環(huán)節(jié)同樣采用線上線下混合式教學(xué)方式，包括傳統(tǒng)的Office實驗和機(jī)器人實驗兩個環(huán)節(jié)共12個學(xué)時，六個實驗任務(wù)分別為Word、Excel、Powerpoint、機(jī)器人基礎(chǔ)、碰碰車、巡線，內(nèi)容多時間緊，如果都用傳統(tǒng)方式在課堂時間來講解、實驗、總結(jié)，實驗任務(wù)是根本不可能在限定課時內(nèi)完成的。所以我們要求學(xué)生在上課前先觀看對應(yīng)實驗的視頻，對即將到來的實驗課內(nèi)容做到心中有數(shù)，動手實操時就可以提高效率，及時完成相應(yīng)的任務(wù)，同時對產(chǎn)生的問題也可以在實驗時同步解決。四個學(xué)期的實踐表明，基本所有同學(xué)通過課前自主學(xué)習(xí)都能夠在實驗課上完成實驗內(nèi)容，達(dá)到實驗課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

5）除此以外，我們還建立了課程討論群，完善在線答疑體系，引導(dǎo)鼓勵學(xué)生開展線上討論，而且討論的內(nèi)容不限于課堂內(nèi)容、也不限于師生問答，特別鼓勵學(xué)生之間互相回答問題。對于整個課程來說，我們還制訂了新的課程評價標(biāo)準(zhǔn)，突出應(yīng)用能力考核，學(xué)期中增加3-4個綜合作業(yè)，包括設(shè)計LOGO、新技術(shù)介紹、配電腦、視頻制作等，占期末成績40%，平時引導(dǎo)學(xué)生有意識地運用信息技術(shù)解決實際問題，培養(yǎng)邏輯思維和計算思維能力。

3 思考與總結(jié)

經(jīng)過兩年的持續(xù)實踐與不斷完善，包括六個章節(jié)的20節(jié)微課在內(nèi)，我校計算思維微課程體系已經(jīng)初步構(gòu)建，選課學(xué)生近八千人，效果亦已經(jīng)顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在學(xué)生從傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)日益升級為主動學(xué)習(xí)，他們靈活安排課后時間，主動進(jìn)行線下學(xué)習(xí)，參加線上測驗檢驗學(xué)習(xí)成果，調(diào)查問卷反映課程評價良好，考核優(yōu)秀率增加，選課學(xué)生人數(shù)亦穩(wěn)步增加。

我們認(rèn)為，采用混合式教學(xué)模式的突出優(yōu)勢之一就是解決學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)水平差異較大的問題。我校作為有一定影響力的綜合性理工類高校，生源來自全國各地，受制于各地初、高中計算機(jī)教育普及程度不同，學(xué)生對于計算機(jī)的認(rèn)知程度差別較大，甚至零起點的學(xué)生仍然存在。出于平衡差異的目的，合理的教學(xué)手段和完善的教學(xué)方法就顯得更加重要。而線上線下混合式教學(xué)模式能夠較好地解決這個問題，基礎(chǔ)欠缺的學(xué)生可以在課前觀看視頻，不明白的地方可以暫停、回放、反復(fù)學(xué)習(xí)，不受時間限制;基礎(chǔ)較好的學(xué)生通過簡單學(xué)習(xí)就可以完成對應(yīng)的習(xí)題。在課堂翻轉(zhuǎn)與討論的時候，學(xué)生們對相應(yīng)的知識進(jìn)一步加深印象并拓展深化，而無須再反復(fù)講解基本知識點，也就可以有更多時間討論最新最前沿的內(nèi)容[5]。通過上述方式進(jìn)一步完善補(bǔ)充線上學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及線下課堂上的翻轉(zhuǎn)與討論的設(shè)計，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，既加深對課程內(nèi)容的理解，又達(dá)到了對思維能力的鍛煉。

當(dāng)然，作為一種迥異于傳統(tǒng)教學(xué)模式的新生事物，在實踐過程中我們也發(fā)現(xiàn)了混合式教學(xué)模式的不足之處，突出表現(xiàn)在課外用時上。學(xué)生普遍反映課后在線下花費時間成倍增加，甚至影響了其他課程的學(xué)習(xí)。如何有效提高課后的效率，如何組織課堂的翻轉(zhuǎn)與討論，如何在保質(zhì)保量完成教學(xué)任務(wù)的同時挖掘思政元素，這些都是在今后的教學(xué)實踐中需要進(jìn)一步探索的地方。

4 結(jié)束語

本次線上線下混合式教學(xué)新模式的實踐，是學(xué)生從長期被動學(xué)習(xí)化主動學(xué)習(xí)的需求，更是教師在一線教學(xué)活動中的需求，是針對傳統(tǒng)授課模式各種弊端進(jìn)行的有益改革嘗試，在當(dāng)今疫情防控常態(tài)化環(huán)境下更具有特殊意義。根據(jù)我們了解的情況，其他高校及同類課程也在進(jìn)行著各種改革，大家都在探索中前進(jìn)，此次改革中總結(jié)的經(jīng)驗也會對后期本課程及其他課程的教學(xué)改革提供寶貴的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部.關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見[Z].教高〔2019〕8號，2019.

[2] 劉莎.基于信息化教學(xué)的高職思政“金課”打造途徑探析[J].教育教學(xué)論壇，2020（13）：64-65.

[3] 葉瀾.課堂教學(xué)過程再認(rèn)識：功夫重在論外[J].課程·教材·教法，2013，33（5）：3-13.

[4] 孫麗君，楊志強(qiáng)，高枚.圍繞計算思維培養(yǎng)的程序設(shè)計課程改革[J].計算機(jī)教育，2013（5）：29-31，38.

[5] 蘇小紅，趙玲玲葉麟張彥航.基于MOOC+SPOC的混合式教學(xué)的探索與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2015（7）：60-65.

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