混合式教學(xué)模式在程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

魏妮妮

摘? 要：針對程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生普遍編碼能力差、任務(wù)完成度低、自主學(xué)習(xí)性差、學(xué)習(xí)興趣低等問題，將混合式教學(xué)模式應(yīng)用于程序設(shè)計類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。設(shè)計了一種通用的實(shí)驗(yàn)課程混合式教學(xué)一般模式，并以JAVA程序設(shè)計課程開展實(shí)證研究。實(shí)踐結(jié)果表明，混合式教學(xué)能夠更好的實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、提升教學(xué)效果、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、增進(jìn)師生感情，為程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計類課程;混合式教學(xué)模式;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2021）08-0101-04

Abstract： Aiming at the problems of poor coding ability， low task completion， poor self-learning ability and less learning interest in experimental teaching of programming courses， a hybrid teaching model is applied to experimental teaching of programming courses. A general model of mixed teaching for experimental courses is designed， and an empirical study on JAVA programming courses is carried out. The practice results show that the hybrid teaching can better achieve the course objectives， improve the teaching effect， guide students to study independently， and enhance the relationship between teachers and students， which provides a new idea for the reform of experimental teaching mode of programming courses.

Keywords： programming courses; mixed teaching mode; experimental teaching

引言

程序設(shè)計類課程是計算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)計算機(jī)軟件人才的基石。通過這類課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)使用計算機(jī)思維去思考問題，并能夠編寫計算機(jī)程序去解決實(shí)際存在的問題。該類課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，學(xué)生必須通過上機(jī)操作才能鞏固課堂教學(xué)的理論知識。通過上機(jī)實(shí)踐可以檢驗(yàn)程序的正確與否，可以改善編寫程序的質(zhì)量，提高編寫程序的能力，也是對學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)掌握情況的評判。同時實(shí)踐環(huán)節(jié)的開展能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

目前我院程序設(shè)計類課程實(shí)踐活動主要是在實(shí)驗(yàn)室開展，授課教師會根據(jù)理論課學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)布置相應(yīng)任務(wù)，學(xué)生上機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。在多年的一線實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，采用這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式學(xué)生整體的任務(wù)完成度非常低，代碼編寫能力很差，同時學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言的積極性不高。針對一些涉及知識點(diǎn)單一的任務(wù)還有部分學(xué)生可以獨(dú)立完成，但是大部分學(xué)生都要在老師的大力指導(dǎo)提醒下才能夠完成任務(wù)，自主學(xué)習(xí)能力很差。針對綜合性涉及知識點(diǎn)多的任務(wù)，有很多同學(xué)在拿到編程任務(wù)后往往覺得無從下手，甚至部分同學(xué)長期處于沉思狀態(tài)，學(xué)生之間缺少討論和互動，協(xié)作能力很差。這些情況說明根本沒有掌握程序設(shè)計的要領(lǐng)，課程的教學(xué)沒有實(shí)現(xiàn)根本目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)沒有起到應(yīng)有的作用。為了改變我院目前程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，在程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用了混合式教學(xué)模式，借助于“玩課+實(shí)驗(yàn)樓”平臺開展混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，力求構(gòu)建一種適合于程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的混合式教學(xué)模式。

一、混合式教學(xué)

混合式教學(xué)模式有效的融合了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與新型在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，使用其教學(xué)的目的是使教師的教學(xué)效果與學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都能夠達(dá)到最優(yōu)化。2015年的新媒體聯(lián)盟的《地平線報告（高教版）》提出了在未來五年將會影響乃至加快高等教育技術(shù)應(yīng)用的六大趨勢[1]。報告中提出的短期趨勢為混合學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用，學(xué)習(xí)空間的重構(gòu)。2017年2月美國新媒體聯(lián)盟推出的《地平線報告（高教版）》中再次明確指出混合式學(xué)習(xí)的設(shè)計與應(yīng)用將是未來高等教育發(fā)展的重要趨勢之一[2]?；旌鲜浇虒W(xué)的開展與實(shí)施并不是將傳統(tǒng)的面對面教學(xué)與各種在線數(shù)字化教學(xué)資源進(jìn)行簡單疊加，而是學(xué)習(xí)理論、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)方式、教學(xué)模式、教學(xué)媒介等多個要素的有機(jī)融合。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和智能終端設(shè)備的普及，出現(xiàn)了多種混合方式，如基于移動學(xué)習(xí)環(huán)境的混合;基于移動智能終端的混合;基于社交媒體的混合等。目前混合式教學(xué)主要運(yùn)用于高中語文、英語和物理的課堂教學(xué)，開始慢慢滲透至高校英語、生物、計算機(jī)、數(shù)學(xué)等課程的教學(xué)工作中，并從理論教學(xué)延申到了實(shí)踐教學(xué)。國內(nèi)已有不少高校教師對混合式教學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用開展了相關(guān)研究，文獻(xiàn)[3-4]中提出了基于微信公眾平臺的混合式教學(xué)模式在物理實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用研究;文獻(xiàn)[5]探討了基于雨課堂的混合式實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)教學(xué)模式的實(shí)施;文獻(xiàn)[6-8]提出基于SPOC的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。文獻(xiàn)[9-10]提出了基于MOOC的混合式教學(xué)開展。本文基于“玩課+實(shí)驗(yàn)樓”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺， 探討與構(gòu)建一種適合程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的混合式教學(xué)模式。

二、基于“玩課+實(shí)驗(yàn)樓”的程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)混合式教學(xué)模式

“玩課網(wǎng)”是以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo)的院校交互式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)平臺，具有PC端和移動端兩個版本。對于普通用戶，“玩課網(wǎng)”可以提供各類優(yōu)秀課程供學(xué)習(xí)。對于簽約學(xué)校的師生，玩課網(wǎng)以線下課堂互動和線上微課教學(xué)相結(jié)合。教師利用PC端上傳制作的微課及其它學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。該平臺可實(shí)現(xiàn)線上及線下的師生互動、課程測驗(yàn)、分?jǐn)?shù)考評，并能將線上學(xué)習(xí)納入教學(xué)考評體系。“實(shí)驗(yàn)樓”正式成立于2014年，為企業(yè)、高校提供簡單易用的IT在線實(shí)訓(xùn)方案。其采用開放的“在線實(shí)驗(yàn)”平臺，為學(xué)生及在職程序員提供程序編寫、測試、維護(hù)等最新的IT技術(shù)方面相關(guān)實(shí)踐課程。

針對程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題， 遵循“以能力培養(yǎng)為本位，以提高代碼編寫能力，教師起引導(dǎo)作用”的原則，結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，借助于“玩課+實(shí)驗(yàn)樓”平臺實(shí)施混合式教學(xué)，混合式通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計如圖1所示。

該混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主要由課程的前期分析、教學(xué)資源設(shè)計、教學(xué)活動設(shè)計和學(xué)習(xí)評價設(shè)計四個部分組成。前期分析階段主要由授課教師來完成，通過分析課程的基本情況，以此來確定該課程能否實(shí)施混合式教學(xué)。前期分析主要是由教師來完成，授課教師需要對程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析、對學(xué)習(xí)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析、對實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容分析，以及對BL學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行分析。教學(xué)資源設(shè)計是混合式教學(xué)模式的重要組成部分，其質(zhì)量直接影響到學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果。本研究以JAVA程序設(shè)計課程為例進(jìn)行了課程資源建設(shè)，這里的學(xué)習(xí)資源主要指的是教材、參考書以外的線上資源，包括微視頻、PPT、電子文檔資料、程序案例、知識點(diǎn)測試題及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源等。學(xué)生主要使用這些線上資源進(jìn)行課程知識的鞏固和復(fù)習(xí)，并在實(shí)驗(yàn)課前自主完成教師發(fā)布的實(shí)驗(yàn)編程任務(wù)單。

教學(xué)活動設(shè)計是整個混合式教學(xué)模式的核心部分，分為課前線上、課堂線下和課后線上三個階段，課前線上階段學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的編程任務(wù)單在實(shí)驗(yàn)課前完成部分編程任務(wù)，學(xué)生之間可以進(jìn)行線上討論，教師統(tǒng)計學(xué)生編程完成情況為后續(xù)課堂線下教學(xué)的開展提供依據(jù)。課堂階段在多功能云實(shí)驗(yàn)室完成，教師對課前學(xué)生編程中遇到的共性問題及疑難問題進(jìn)行講解，講解后布置課堂編程任務(wù)，學(xué)生采用小組協(xié)作學(xué)習(xí)方式對教師布置任務(wù)進(jìn)行討論實(shí)現(xiàn)，并現(xiàn)場展示編程效果，師生討論互評。課后線上階段學(xué)生會在平臺上對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋，教師利用平臺發(fā)布編程作業(yè)及任務(wù)，學(xué)生利用在線實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)樓進(jìn)行在線實(shí)驗(yàn)，以此提高代碼編寫能力，同時教師會定期進(jìn)行線上答疑，并在線上進(jìn)行編程作業(yè)批改。這種混合式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動設(shè)計有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)了師生之間的互動，從一定程序上提高了學(xué)生的代碼編寫能力。學(xué)習(xí)評價是教學(xué)的一個重要部分，通過多元化的評價方式可以有效檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，并能夠?qū)虒W(xué)進(jìn)行總結(jié)反思?；旌鲜浇虒W(xué)模式學(xué)習(xí)評價設(shè)計需要考慮到線上與線下的各個階段，線上考慮學(xué)生自主學(xué)習(xí)時間和進(jìn)度、學(xué)生提交作業(yè)次數(shù)和質(zhì)量、學(xué)生參與討論情況等;線下考慮學(xué)生的簽到率、小組協(xié)作貢獻(xiàn)度和參與度等。學(xué)習(xí)評價注重過程性考核，其中過程性學(xué)習(xí)占70%，期末考試占30%。過程性評價中簽到成績占10%，利用平臺自主學(xué)習(xí)占10%、線上編程作業(yè)完成情況占10%、課堂表現(xiàn)占20%、完成線上實(shí)驗(yàn)占20%。

三、JAVA程序設(shè)計混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施效果分析

JAVA程序設(shè)計語言課程是我院計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門必修課程，通過課程學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠全面掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計編程的基本方法和技術(shù)， 掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的設(shè)計方法，為企業(yè)級應(yīng)用程序開發(fā)打下基礎(chǔ)，同時提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。我們在選取2018年秋季學(xué)期我院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的2個班的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行混合式教學(xué)開展，其中計科本171班（47人）為對照班，計科本172班（45人）為實(shí)驗(yàn)班。

（一）混合式教學(xué)問卷調(diào)查分析

我們在整個學(xué)期分別對實(shí)驗(yàn)班和對照班進(jìn)行了四次問卷調(diào)查，每4周進(jìn)行一次，問卷主要內(nèi)容包括課程學(xué)習(xí)興趣、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排、教學(xué)活動設(shè)計、代碼編寫能力、實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成情況、小組協(xié)作能力、自主學(xué)習(xí)能力、師生溝通互動等十個方面。四次共發(fā)放出368份問卷，回收366份，問卷回收率達(dá)到99.5%。我們選取實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要的6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對比分析，分析結(jié)果如圖2所示。

在6項(xiàng)統(tǒng)計結(jié)果的對比中學(xué)習(xí)興趣表現(xiàn)最為突出，對照班有21.3%的同學(xué)對JAVA程序設(shè)計有很高的學(xué)習(xí)興趣，而實(shí)驗(yàn)班46.7%的同學(xué)對JAVA程序設(shè)計有很高的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)驗(yàn)班比對照班提高了2倍;對JAVA程序設(shè)計興趣度較差的對照班有12.8%而實(shí)驗(yàn)班僅有6.7%，實(shí)驗(yàn)班比對照班降低了50%。在編碼能力方面具有很高代碼編寫能力的對照班有10.6%，而實(shí)驗(yàn)班有20.0%，實(shí)驗(yàn)班比對照班提高了將近50%;編碼能力差的對照班有38.3%，而實(shí)驗(yàn)班僅有15.6%，實(shí)驗(yàn)班比對照班降低了50%。在任務(wù)完成情況中其中能夠非常好的完成教學(xué)布置任務(wù)的對照班有12.8%，而實(shí)驗(yàn)班有46.7%，實(shí)驗(yàn)班比對照班提高了3倍;任務(wù)完成情況差的對照班有40.4%，而實(shí)驗(yàn)班僅有6.7%，實(shí)驗(yàn)班遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對照班。在教學(xué)方法方面認(rèn)為這種教學(xué)方法好的對照班有49%，而實(shí)驗(yàn)班有77.8%;認(rèn)為教學(xué)方法差的對照班有14.9%，而實(shí)驗(yàn)班僅有6.7%，實(shí)驗(yàn)班比對照班降低了60%。在自主學(xué)習(xí)指標(biāo)中具有較高自主學(xué)習(xí)能力的對照班僅有10.6%，而實(shí)驗(yàn)班達(dá)到31.1%，實(shí)驗(yàn)班比對照班提高了2倍;自主學(xué)習(xí)習(xí)能力差的對照班有46.8%，而實(shí)驗(yàn)班僅有11.1%，實(shí)驗(yàn)班僅為對照班的25%。在師生互動方面認(rèn)為互動效果很好的對照班為17%，而實(shí)驗(yàn)班為35.6%，實(shí)驗(yàn)班為對照班的2倍，認(rèn)為互動效果差的對照班為36.2%，實(shí)驗(yàn)班為11.1%，實(shí)驗(yàn)班僅為對照班的1/3。對比較為明顯方面具體分析如圖2所示。綜上分析，JAVA程序設(shè)計課程中應(yīng)用混合式教學(xué)模式，無論從學(xué)習(xí)興趣、編碼能力、任務(wù)完成度、自主學(xué)習(xí)能力、師生互動、協(xié)作能力方面都有明顯提高。同時在教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計等方面相比傳統(tǒng)教學(xué)模式也有一定的優(yōu)越性。

（二）混合式教學(xué)定性分析

在對四次問卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，我們用期末考試的試卷成績來進(jìn)行定性分析?？荚囆问讲捎脵C(jī)考，題型采用計算機(jī)等級考試模式，有程序填空題，程序改錯題和編程題，每道題均需給出運(yùn)行結(jié)果截圖。在18年秋季的期末考試中對照班和實(shí)驗(yàn)班使用同一套上機(jī)試卷進(jìn)行測試，試卷批改采用第三方形式。對照班和實(shí)驗(yàn)班的試卷成績?nèi)绫?所示。

從對照班與實(shí)驗(yàn)班的考試成績來看，對照班的優(yōu)秀率為6.4%，實(shí)驗(yàn)班的優(yōu)秀率為31.1%，實(shí)驗(yàn)班提高了近5倍;實(shí)驗(yàn)班中80分以上的達(dá)到了64.4%，而對照班80分以上的僅有25.5%;實(shí)驗(yàn)班中70分以上達(dá)到了80%，而對照班70分以上的僅為48.9%;不及格率方面對照班為23.4%，而實(shí)驗(yàn)班僅為4.4%，對照班不及格率是實(shí)驗(yàn)班的6倍。通過以上考試數(shù)據(jù)對比說明，在C#程序設(shè)計課程實(shí)驗(yàn)中采用混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比能夠有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，具有一定的優(yōu)越性。

四、結(jié)束語

本文針對程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問題，設(shè)計了一種基于混合式教學(xué)模式的程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)通用模式，并以JAVA程序設(shè)計課程進(jìn)行了混合式教學(xué)實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明混合式教學(xué)模式相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模式能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言課程的興趣、提高代碼編寫能力、提高任務(wù)完成度、提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時能夠增強(qiáng)師生之間的互動，有效改變我院程序設(shè)計類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

[1]李薇，盧峰.國際遠(yuǎn)程高等教育研究特點(diǎn)與發(fā)展趨勢[J].廣播電視大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2016（04）：96-104.

[2]陳然.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代高等教育的創(chuàng)新與變革——《2017地平線報告（高等教育版）》研究啟示[J].廣東開放大學(xué)學(xué)報，

2017，26（05）：1-6.

[3]吳慶州，王濤.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式的構(gòu)建[J].蘭州教育學(xué)院學(xué)報，2016，32（12）：111-112.

[4]郭利平.基于微信公眾平臺構(gòu)建慕課混合式教學(xué)模式的實(shí)踐與探索[J].成人教育，2018，38（07）：40-43.

[5]盧行偉，田茂毅，李慶.基于微課和雨課堂的大學(xué)計算機(jī)混合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（6）：203-206.

[6]謝愛娟，姜艷，羅士平，等.后MOOC時代SPOC物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)混合教學(xué)模式[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（08）：173-176.

[7]余泰，李莉，李同明.淺析SPOC在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（09）：179-181+185.

[8]郝建新，郭曉靜.互聯(lián)網(wǎng)+背景下SPOC模式電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（09）：209-213.

[9]張健，鄭曉鳳.基于MOOC的高?；旌鲜浇虒W(xué)模式設(shè)計與實(shí)施[J].中國成人教育，2018（16）：96-98.

[10]孫麗男，唐擘，沈奇.MOOC環(huán)境下新建應(yīng)用型本科院?；旌鲜浇虒W(xué)模式設(shè)計[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2018（11）：63-64.