程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程混合式教學(xué)模式改革的研究與實(shí)踐

王娟，孔宇彥，黃培泉，譚明超

（1.廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，廣州510510；2.中國(guó)人民解放軍75839部隊(duì)，廣州）

0 引言

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是面向高職院校計(jì)算機(jī)軟件專(zhuān)業(yè)的大一新生開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，主要用以培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程和以后的軟件開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。在引入數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)之前，課程教學(xué)模式是傳統(tǒng)的以老師為中心進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容講授和實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)相結(jié)合的方式，這種模式以教師為主體，學(xué)生處于被動(dòng)地位，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，與高職院校對(duì)人才培養(yǎng)要求中學(xué)生應(yīng)具備獨(dú)立自學(xué)能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新能力的要求是不相符合的，因此，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，在教學(xué)過(guò)程中突出學(xué)生主體地位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以有效提高課程教學(xué)效果，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)就變得十分必要。

1 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課教學(xué)中存在的問(wèn)題

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程采用C語(yǔ)言作為教學(xué)語(yǔ)言，教學(xué)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：

（1）教學(xué)內(nèi)容多與課時(shí)不夠的矛盾。程序設(shè)計(jì)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，C語(yǔ)言本身涵蓋知識(shí)內(nèi)容多，基本語(yǔ)法知識(shí)包含了豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型、運(yùn)算符和表達(dá)式，程序結(jié)構(gòu)中的選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)又分別對(duì)應(yīng)了多種實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句，而數(shù)組、函數(shù)、指針等內(nèi)容的難度對(duì)于高職的大一新生難度較大，但是總課時(shí)數(shù)只有60學(xué)時(shí)，這樣便導(dǎo)致授課內(nèi)容的深度和難度受到很大限制，課堂教學(xué)中僅能講授重點(diǎn)知識(shí)，學(xué)生不能深入全面地完成課程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。

（2）學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱。課程面向剛?cè)雽W(xué)的大一新生，高中階段的信息技術(shù)課往往被主課擠占，多數(shù)學(xué)生信息技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)（如：計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)等方面的知識(shí)）普遍缺乏，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備不能滿足程序設(shè)計(jì)課程先導(dǎo)知識(shí)需要，如果在有限的學(xué)時(shí)中再補(bǔ)充這些知識(shí)，將嚴(yán)重影響教學(xué)的進(jìn)度。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)水平差異大。高職學(xué)生生源種類(lèi)多，既有普通高中畢業(yè)生又有中職學(xué)生，學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力差異很大，有的吃不飽，有的消化不了，統(tǒng)一的授課模式很難兼顧到每一個(gè)學(xué)生的需要，必然影響教學(xué)效果。

（4）學(xué)生的主動(dòng)思考和創(chuàng)新能力差。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生往往被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)思考的機(jī)會(huì)，對(duì)知識(shí)往往死記硬背，不能將知識(shí)轉(zhuǎn)換為自己的能力，沒(méi)有達(dá)到教學(xué)的最終目標(biāo)。

2 混合式教學(xué)改革模式概述

混合式教學(xué)是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)；也就是說(shuō)，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過(guò)程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性[1]。

本著以“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，利用數(shù)字化在線課程平臺(tái)，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程采取線下課堂教學(xué)和線上教學(xué)相結(jié)合的新型教學(xué)模式，重新規(guī)劃教學(xué)單元、確定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源，細(xì)化每一個(gè)教學(xué)單元的課前、課中和課后教師的教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式方法，以獲取最佳的教學(xué)效果。

3 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程混合教學(xué)實(shí)施

課程采用“課前（線上）—課中（線下）—課后（線上）”混合教學(xué)模式，如圖1所示。學(xué)生課前通過(guò)在線導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)文檔、思維學(xué)習(xí)導(dǎo)圖、微視頻、教學(xué)PPT等方式自主學(xué)習(xí)先導(dǎo)知識(shí)、預(yù)習(xí)本單元內(nèi)容，課中通過(guò)提問(wèn)、案例教學(xué)、隨堂練習(xí)、學(xué)生試講、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等方式學(xué)習(xí)掌握本單元知識(shí)，課后通過(guò)提交作業(yè)、在線測(cè)試、論壇討論、單元小結(jié)、拓展提高環(huán)節(jié)對(duì)知識(shí)掌握情況進(jìn)行檢測(cè)、分析、總結(jié)和提高。

圖1 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)混合教學(xué)模式

3.1 課前導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)文檔示例

教學(xué)單元1程序設(shè)計(jì)和C語(yǔ)言導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)

課內(nèi)外學(xué)時(shí)分配：

課內(nèi)（線下：課堂+實(shí)驗(yàn)）：3學(xué)時(shí)

課外（線上）：0.5學(xué)時(shí)

課前教學(xué)視頻：

【視頻】C程序的輸入、編輯和運(yùn)行

自主學(xué)習(xí)任務(wù)單設(shè)計(jì)：

（1）子單元1：什么是計(jì)算機(jī)程序

達(dá)成目標(biāo)1：通過(guò)教師提出問(wèn)題、學(xué)生思考回答問(wèn)題、教師點(diǎn)評(píng)分析的方式，學(xué)生理解計(jì)算機(jī)的概念、計(jì)算機(jī)程序的作用，能夠用自己的語(yǔ)言解釋什么是計(jì)算機(jī)程序。

學(xué)習(xí)形式：

【討論1】什么是計(jì)算機(jī)？

【討論2】什么是計(jì)算機(jī)程序？

（2）子單元2：什么是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

學(xué)習(xí)任務(wù)：

【PPT課件】計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展

【PPT課件】編譯程序

達(dá)成目標(biāo)1：通過(guò)學(xué)習(xí)在線教學(xué)課件，學(xué)生了解計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展階段，能夠區(qū)分機(jī)器語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。

達(dá)成目標(biāo)2：通過(guò)學(xué)習(xí)在線教學(xué)課件，學(xué)生理解源程序、編譯程序和目標(biāo)程序的關(guān)系，能夠用自己的語(yǔ)言解釋編譯程序的作用。

學(xué)習(xí)形式：

【討論3】高級(jí)語(yǔ)言與低級(jí)語(yǔ)言的區(qū)別？

【測(cè)試1】選擇題和判斷題若干

（3）子單元3：C語(yǔ)言的發(fā)展

學(xué)習(xí)任務(wù)：

【資料1】C語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程

達(dá)成目標(biāo)1：通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)中的相關(guān)文檔資料，學(xué)生了解C語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程，能夠大致介紹C語(yǔ)言的來(lái)源和發(fā)展變化過(guò)程。

（4）子單元4：最簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言程序

達(dá)成目標(biāo)1：通過(guò)教師課堂的案例教學(xué)，學(xué)生熟悉簡(jiǎn)單C語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)，能夠閱讀并大致解釋簡(jiǎn)單C語(yǔ)言程序的功能。

達(dá)成目標(biāo)2：通過(guò)教師課堂的案例教學(xué)，學(xué)生熟悉C語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，能夠描述一個(gè)C語(yǔ)言程序的執(zhí)行過(guò)程及各個(gè)組成部分的含義。

學(xué)習(xí)形式：

【案例1】用C程序輸出：This is a C program

【案例2】用C程序求兩個(gè)整數(shù)之和。

【案例3】用函數(shù)實(shí)現(xiàn)求兩個(gè)整數(shù)中的較大者。

【任務(wù)1】分析給定C程序的功能

（5）子單元5：運(yùn)行C程序的步驟與方法

學(xué)習(xí)任務(wù)：

【視頻】C程序的輸入、編輯和運(yùn)行

達(dá)成目標(biāo)1：通過(guò)觀看教師課堂上的演示操作，學(xué)生掌握C程序的編譯和運(yùn)行過(guò)程，能夠?qū)嶋H操作完成簡(jiǎn)單C程序的編譯和執(zhí)行。

學(xué)習(xí)形式：

【案例4】輸入并運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的、正確的C程序。

【任務(wù)2】輸入并運(yùn)行一個(gè)自己編寫(xiě)的C程序。

【作業(yè)1】輸入并運(yùn)行教材中給定程序，并分析程序運(yùn)行結(jié)果。

【作業(yè)2】運(yùn)行一個(gè)自己編寫(xiě)的程序，輸入3個(gè)數(shù)，輸出其中的最大值。

3.2 課中線下教學(xué)示例

3.2.1 提問(wèn)式教學(xué)

當(dāng)理論課堂上講授的內(nèi)容比較繁雜和枯燥的時(shí)候，學(xué)生很容易走神或犯困，這時(shí)候可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)課堂提問(wèn)的方式，將走神的學(xué)生拉回課堂，集中精力認(rèn)真聽(tīng)課，同時(shí)能讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變主動(dòng)思考，積極參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中。而且通過(guò)學(xué)生的回答了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況，特別是在答錯(cuò)的時(shí)候，要引導(dǎo)學(xué)生找到錯(cuò)誤的原因，這樣能對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)和與之相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)理解地更透徹，掌握地更牢固。

比如，在介紹到scanf函數(shù)的使用時(shí)，對(duì)于數(shù)值型數(shù)據(jù)的輸入和字符型數(shù)據(jù)的輸入很容易混淆，通過(guò)操作演示scanf（”%c%c%c”，&c1，&c2，&c3）;和scanf（”%d%d%d”，&c1，&c2，&c3）;對(duì)比，學(xué)生知道字符輸入不可以有空格回車(chē)等字符，數(shù)值輸入則需要通過(guò)空格回車(chē)等字符來(lái)分隔。了解到這個(gè)知識(shí)后，學(xué)生并不一定能真正理解并正確使用，此時(shí)再引入綜合性的例子scanf（"%d%c%f%c"，&a，&b，&c，&d）;。講解前，先向?qū)W生提問(wèn)：“如果輸入1234a123o.26，會(huì)如何賦值？”a學(xué)生回答：“1234賦值給d，后面不知道”，老師提示：“接下來(lái)是字符a，對(duì)應(yīng)的格式聲明符是c，該如何賦值？”接著b同學(xué)回答：“1234賦值給變量a，字符a賦值給變量b，123賦值給變量c，o賦值給變量d”。這樣便解決了賦值的問(wèn)題，接著還可以在此基礎(chǔ)上復(fù)習(xí)printf函數(shù)的輸出格式。繼續(xù)提問(wèn)：“那如果執(zhí)行printf（"%d%c%f%c"，a，b，c，d）;會(huì)輸出什么結(jié)果？和輸入一致嗎？”，c學(xué)生回答：“應(yīng)該一致吧”，繼續(xù)提示“注意格式聲 明 符，d、c、f的 區(qū) 別”，老 師 演 示 輸 出1234a123.000000o，再提問(wèn)：“哪里不一致？為什么？”，此時(shí)大部分學(xué)生都能意識(shí)到浮點(diǎn)型數(shù)字輸出時(shí)要規(guī)定小數(shù)部分應(yīng)該是6位。這樣既解決了scanf字符和數(shù)值輸入的問(wèn)題，又鞏固了printf中的格式聲明符的區(qū)別。最后，還可以在此基礎(chǔ)上留課后作業(yè)，進(jìn)一步加強(qiáng)理解和鞏固。

3.2.2 案例教學(xué)

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程涉及到的程序語(yǔ)法知識(shí)非常多且不易理解，采用案例教學(xué)即可將很多的理論知識(shí)融入的案例中，又有趣味能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本課程大部分的理論知識(shí)都是通過(guò)案例來(lái)講授的，特別是一些經(jīng)典的、有趣的或者實(shí)用的案例比如猴子吃桃、百錢(qián)白雞、素?cái)?shù)的判斷、密碼的翻譯、各種排序算法等等。

3.2.3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)

在教學(xué)的過(guò)程中針對(duì)學(xué)生的實(shí)際水平和教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生布置一些熟悉的相對(duì)容易一點(diǎn)的題目，把知識(shí)點(diǎn)融入到任務(wù)中，比如完成圓的周長(zhǎng)和面積計(jì)算的任務(wù)既展示了程序的順序結(jié)構(gòu)又包含了符號(hào)常量和變量的定義使用、表達(dá)式的計(jì)算。通過(guò)完成相關(guān)任務(wù)，學(xué)生就很容易入門(mén)，不但掌握了相關(guān)的知識(shí)，還可以繼續(xù)擴(kuò)展到求平方的函數(shù)的使用、輸入函數(shù)和輸出函數(shù)的使用，由淺入深，層層推進(jìn)學(xué)生也獲得了滿足感和成就感。

3.2.4 學(xué)生試講

在教學(xué)過(guò)程中選取部分非難點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較容易理解又能夠表達(dá)出來(lái)的知識(shí)點(diǎn)或者案例布置給學(xué)生，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，自己制作PPT，到講臺(tái)上當(dāng)一回老師，也就是“教中學(xué)”，接受其他同學(xué)的提問(wèn)和評(píng)分，最后老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。這個(gè)方法比較適用于一些基礎(chǔ)較好，善于表達(dá)的學(xué)生，他們通常比較踴躍；而對(duì)于基礎(chǔ)差一些，不太愿意表達(dá)的學(xué)生，則以引導(dǎo)鼓勵(lì)為主，不必強(qiáng)迫。這種教學(xué)形式鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言組織表達(dá)能力和應(yīng)變能力的同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

3.3 課后線上自主學(xué)習(xí)活動(dòng)

3.3.1 在線作業(yè)

結(jié)合每個(gè)學(xué)習(xí)單元的教學(xué)內(nèi)容，布置在線作業(yè)以加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解、鞏固和運(yùn)用，每次的作業(yè)都會(huì)評(píng)出優(yōu)秀作業(yè)供大家參考學(xué)習(xí)，起到激勵(lì)學(xué)生的作用。

3.3.2 在線測(cè)試題

通過(guò)在線測(cè)試測(cè)試本單元學(xué)生掌握知識(shí)的情況，測(cè)試完針對(duì)學(xué)生存在問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行講解，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，及時(shí)更正并掌握一些重點(diǎn)難點(diǎn)的問(wèn)題。

3.3.3 論壇討論

每個(gè)學(xué)習(xí)單元圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)發(fā)布討論話題，大家通過(guò)發(fā)表不同的觀點(diǎn)看法，互相交流的過(guò)程中更好的理解和掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

3.3.4 單元小結(jié)

每一單元結(jié)束，都給出本單元的知識(shí)總結(jié)，歸納總結(jié)所學(xué)知識(shí)，便于學(xué)生理順?biāo)悸?，抓住重點(diǎn)，使知識(shí)系統(tǒng)化。

3.3.5 拓展知識(shí)

課后拓展一方面是補(bǔ)充一些與課程相關(guān)的作為了解的知識(shí)，例如C語(yǔ)言的發(fā)展歷史；另一方面是有限的課堂時(shí)間不可能講解地很詳細(xì)很完備的知識(shí)，例如算法的表示、printf（）函數(shù)輸出格式詳解等。這些拓展知識(shí)主要是有利于學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)一步拓寬知識(shí)面，進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。

4 混合式教學(xué)實(shí)踐效果評(píng)價(jià)

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程混合教學(xué)改革在2019級(jí)新生進(jìn)行了試行，結(jié)合“課前（線上）—課中（線下）—課后（線上）”各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要求和課程總體教學(xué)目標(biāo)，確定學(xué)生的課程考核成績(jī)組成情況為：自主學(xué)習(xí)情況10%+在線測(cè)試20%+在線作業(yè)20%+期末閉卷機(jī)考50%。其中，自主學(xué)習(xí)情況根據(jù)學(xué)生在平臺(tái)上參與論壇討論、文檔閱讀、PPT預(yù)覽、觀看微課視頻、在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的綜合情況給分。與傳統(tǒng)教學(xué)模式課程考核成績(jī)組成（平時(shí)成績(jī)30%+期末閉卷機(jī)考70%）相比較，混合式教學(xué)考核方式多樣，改變了主要依據(jù)最后期末考試成績(jī)進(jìn)行評(píng)定的方式，要求學(xué)生從課程伊始就要積極參與線上線下的教學(xué)活動(dòng)，認(rèn)真完成每一次測(cè)試和作業(yè)，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)結(jié)果同等重要的理念[2]。

從19級(jí)學(xué)生的課堂教學(xué)表現(xiàn)來(lái)看，靈活多變的教學(xué)方式吸引了更多的學(xué)生積極主動(dòng)地參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中，而在線教學(xué)平臺(tái)中豐富的教學(xué)資源能滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，對(duì)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有一定的促進(jìn)作用?；旌鲜浇虒W(xué)方式方法的滿意度調(diào)查結(jié)果顯示：滿意占35.54%、基本滿意占35.19%、中立占29.27%、不滿意占3.83%。在混合式教學(xué)的初次探索和實(shí)踐過(guò)程中，得到了大多數(shù)同學(xué)的肯定和認(rèn)可，當(dāng)然還有部分同學(xué)未能很好地適應(yīng)新的教學(xué)模式，這需要在接下來(lái)的教學(xué)中，進(jìn)一步完善教學(xué)方式方法，細(xì)化教學(xué)內(nèi)容，劃分不同層次以更好地適應(yīng)不同學(xué)生的需求，取得更好的教學(xué)效果。