基于“OJ+SPOC”的程序設(shè)計(jì)課程混合式教學(xué)實(shí)踐

張翠肖，張國兵

（石家莊鐵道大學(xué)a.信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；b.現(xiàn)代教育技術(shù)中心，石家莊 050043）

0 引言

C 語言程序設(shè)計(jì)是目前各高校工科類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，目的是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)編程能力、計(jì)算思維和邏輯思維能力，以利用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)際問題，一般開設(shè)在大學(xué)一年級。傳統(tǒng)的“滿堂灌”課堂教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新工科背景下，OBE 教育模式的要求，需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新。

MOOC（Massive Open Online Courses）的出現(xiàn)，開啟了遠(yuǎn)程教學(xué)、在線學(xué)習(xí)新模式［1］。但是，目前學(xué)生存在課下學(xué)習(xí)主動性差的問題，如果完全照搬MOOC 組織教學(xué)，老師無法精準(zhǔn)掌控學(xué)情，無法了解學(xué)生線上MOOC 學(xué)習(xí)情況。2013 年，美國加州大學(xué)的阿曼德·?？怂菇淌谔岢隽薙POC（Small Private Online Course）教學(xué)模式，即小規(guī)模限制性在線課程。SPOC 可以將優(yōu)秀的MOOC 線上資源和線下課堂教學(xué)相結(jié)合，形成一種新型的混合式教學(xué)模式［2］。

OJ（Online Judge）是一種在線評測系統(tǒng)，用戶可以在線提交多種程序代碼，系統(tǒng)會自動對代碼進(jìn)行編譯，并利用事先系統(tǒng)設(shè)計(jì)好的測試用例執(zhí)行程序，對程序進(jìn)行自動評測。是各種計(jì)算機(jī)程序大賽的主要平臺，也常用于高校程序設(shè)計(jì)類課程的實(shí)踐教學(xué)平臺［3］。

本文在我校面向非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的基礎(chǔ)課C 語言程序設(shè)計(jì)中，融合OJ 和SPOC 系統(tǒng)，構(gòu)建了線上線下混合式教學(xué)模式，改進(jìn)課程評價體系，提高了學(xué)生的教學(xué)參與度，有效提高了學(xué)生的編程能力。

1 基于“OJ＋SPOC”的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，一般是老師課堂教授，學(xué)生課下完成作業(yè)，機(jī)房進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。對C 語言程序設(shè)計(jì)這種編程類課程來說，存在著很多不足，最主要表現(xiàn)為：（1）“老師布置題目、學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)自測、老師驗(yàn)收”這樣的實(shí)踐模式，學(xué)生都很難去構(gòu)造充分的測試用例，會僅僅停留在最基本、最主要的測試數(shù)據(jù)中，程序設(shè)計(jì)的通用性、時空性能要求很難得到訓(xùn)練，不利于系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力。另外，學(xué)生提交的程序可能存在編譯錯誤、運(yùn)行結(jié)果不正確或者部分正確等多種問題，學(xué)生得到的反饋比較慢，會大大影響學(xué)生的參與度和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（2）傳統(tǒng)的以期末閉卷考試為主的課程考核方式，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力、掌握程序調(diào)試技巧、享受編程的快樂、開拓創(chuàng)新思維都是不利的。（3）老師無法方便地精準(zhǔn)掌握、統(tǒng)計(jì)和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

為克服傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端，提高教學(xué)效果，針對程序設(shè)計(jì)課程，設(shè)計(jì)了基于OJ＋SPOC 系統(tǒng)的混合式教學(xué)模式，利用OJ 系統(tǒng)搭建實(shí)踐教學(xué)平臺，充分利用平臺，提高學(xué)生課下學(xué)習(xí)投入，從而加大實(shí)踐訓(xùn)練程度；根據(jù)平臺的實(shí)時反饋結(jié)果，學(xué)生可以隨時修改優(yōu)化程序，提高了學(xué)生的參與度和創(chuàng)新實(shí)踐能力；利用SPOC 課程平臺，構(gòu)建全員參與和個性化調(diào)動的課堂互動模式，提供線上學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行個性化培養(yǎng)。同時改進(jìn)課程考核體系，過程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

基于OJ＋SPOC 系統(tǒng)的C 語言程序設(shè)計(jì)混合式教學(xué)模式如圖1 所示。OJ 和SPOC 平臺為混合式教學(xué)的基礎(chǔ)平臺，其中，OJ 系統(tǒng)平臺為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，SPOC 平臺為線上教學(xué)的主要平臺。借助這兩個平臺，老師可以組織混合式教學(xué)，課前布置在線學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)視頻、完成老師的自測題；在線下的課堂教學(xué)中，老師組織重點(diǎn)講解、組織討論、互動和課堂練習(xí)；課后利用OJ 平臺布置作業(yè)和實(shí)驗(yàn)。

基于OJ＋SPOC 系統(tǒng)的混合式教學(xué)，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，課前在線自學(xué)、課中參與課堂活動、課下完成作業(yè)，三者形成一個閉環(huán)［4］。使學(xué)生真正成為教學(xué)主體，教師為主導(dǎo)。在教學(xué)平臺的支撐下，學(xué)生在各個環(huán)節(jié)的表現(xiàn)得以可視化和量化。老師可以精準(zhǔn)地把握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)，做好學(xué)情分析，進(jìn)行個性化教學(xué)。

2 基于“OJ＋SPOC”的混合式教學(xué)模式實(shí)踐

利用混合式教學(xué)模式進(jìn)行課程教學(xué)，需要重新設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)在線教學(xué)資源。C 語言程序設(shè)計(jì)課程依托超星泛雅平臺建設(shè)了在線網(wǎng)絡(luò)課程，進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐。

2.1 OJ＋SPOC 混合學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)與開發(fā)

2.1.1 OJ 實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)

OJ 作為一個在線自動評測平臺，優(yōu)勢在于計(jì)算機(jī)程序的自動評測。在C 語言程序設(shè)計(jì)課程中，采用了杭州百騰教育科技有限公司的“拼題A”O(jiān)J 平臺，利用平臺的自有題庫和自己編制的題目，根據(jù)課程進(jìn)度計(jì)劃設(shè)計(jì)了課后作業(yè)庫和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫，共完成13 個作業(yè)庫，5 個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫，為課程實(shí)施打下基礎(chǔ)。

2.1.2 SPOC 教學(xué)資源建設(shè)

C 語言程序設(shè)計(jì)線上教學(xué)最主要的教學(xué)資源就是課程視頻，借鑒了MOOC 的思想，按照知識點(diǎn)組織課程脈絡(luò)，每個知識點(diǎn)對應(yīng)一個視頻文件，錄制了C 語言程序設(shè)計(jì)全部課程視頻，共61 個視頻；根據(jù)人的持續(xù)關(guān)注時間每個視頻長度在5～20 分鐘，共800 分鐘。

利用超星泛雅平臺，搭建了網(wǎng)絡(luò)課程，根據(jù)知識點(diǎn)設(shè)計(jì)課程目錄，把視頻嵌入到課程中，便于學(xué)生課前學(xué)習(xí)，并在每個知識點(diǎn)設(shè)計(jì)了自測題，每一章設(shè)計(jì)了章節(jié)測驗(yàn)。

2.2 混合式教學(xué)實(shí)踐

2.2.1 混合式教學(xué)實(shí)施計(jì)劃和教學(xué)設(shè)計(jì)

進(jìn)行混合式教學(xué)方式，需要重新設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)施計(jì)劃。首先根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)總學(xué)時，確定每章的學(xué)時分配；然后針對每次課進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃，包括預(yù)先內(nèi)容、授課內(nèi)容和重點(diǎn)難點(diǎn)以及課后作業(yè)。

針對每次課，需要進(jìn)行詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計(jì)，包括：課前線上學(xué)習(xí)內(nèi)容、具體到知識點(diǎn)和視頻鏈接、需要完成的自測題以及時間安排；課中的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，包括課堂活動設(shè)計(jì)（時間點(diǎn)、具體內(nèi)容和形式）以及每次課后的作業(yè)設(shè)計(jì)。

2.2.2 混合式教學(xué)活動

混合式教學(xué)活動，包括課前學(xué)生學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)活動以及課下活動。為了讓學(xué)生明白每次課的教學(xué)組織和教學(xué)內(nèi)容，課程組設(shè)計(jì)了“學(xué)習(xí)任務(wù)單”，提前下發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生明確每次課的課前任務(wù)、課堂組織步驟以及課后的作業(yè)、主題討論等。

教師通過查看學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況，以及自測題的正確率，大致了解了學(xué)生的易錯點(diǎn)。課堂活動一般先進(jìn)行一次5 分鐘的、針對學(xué)生自學(xué)的課堂測驗(yàn)，講解重點(diǎn)內(nèi)容。課后完成擴(kuò)展閱讀和課后作業(yè)。

課后作業(yè)包括了編程題和非編程題，編程題部署在OJ 平臺，非編程題部署在SPOC 平臺。共布置13 次作業(yè)，其中10 次作業(yè)包括了編程題。

2.2.3 基于OJ 的實(shí)踐教學(xué)

C 語言程序設(shè)計(jì)課程有極強(qiáng)的實(shí)踐性，沒有一定量的實(shí)踐投入，學(xué)生很難掌握程序設(shè)計(jì)的精髓，為鍛煉學(xué)生的限時編程能力，采用了“拼題A”O(jiān)J 平臺為課程的實(shí)踐教學(xué)平臺，平時的編程作業(yè)、實(shí)驗(yàn)都在此平臺下完成。除了第一章緒論沒有安排上機(jī)實(shí)驗(yàn)作業(yè)外，其余每一章都安排了上機(jī)實(shí)踐任務(wù)。共布置了10 次上機(jī)作業(yè)、5 個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。每次作業(yè)在下發(fā)后，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成并在線提交，系統(tǒng)會自動進(jìn)行評測，給出成績。

3 教學(xué)效果

利用SPOC 平臺發(fā)布任務(wù)點(diǎn)114 個，其中課程視頻占57%，筆者班級共115 名學(xué)生，在線觀看視頻學(xué)習(xí)的平均參與度超過90%。在利用OJ 平臺實(shí)踐方面，平時上機(jī)作業(yè)10 次，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目5 個。第一次上機(jī)作業(yè)提交數(shù)為395，每個學(xué)生平均提交3.4 次；第10 次上機(jī)作業(yè)提交數(shù)為164，每個學(xué)生平均提交1.4次，說明剛開始時，出現(xiàn)的編譯錯誤、運(yùn)行錯誤較多。隨著訓(xùn)練的增多，編程能力得到鍛煉，多數(shù)同學(xué)一次提交就能做對。

最終的課程考核，加大了平時考核的比例，包括學(xué)生的在線學(xué)習(xí)、課堂測試、作業(yè)程級和實(shí)驗(yàn)等，占70%；期末考試成績占30%。全班平時作業(yè)平均成績?yōu)?0.4 分；實(shí)驗(yàn)平均成績?yōu)?7.3 分。

從最后的總成績上來看，90～100 分的37 個，占32.17%；80～90 分的32 個，占27.837%；超過60%的同學(xué)達(dá)到良好以上，教學(xué)效果明顯提高。

4 結(jié)語

教育技術(shù)的發(fā)展、在線網(wǎng)絡(luò)課程資源的不斷豐富以及新時代大學(xué)生的特點(diǎn)，促使線上線下混合式教學(xué)成為高校教學(xué)改革的重點(diǎn)之一?；旌鲜浇虒W(xué)能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)和教育教學(xué)深度融合，充分發(fā)揮學(xué)生的教學(xué)主體作用和學(xué)習(xí)積極性。本文針對程序設(shè)計(jì)類課程特點(diǎn)，構(gòu)建并實(shí)踐了“OJ＋SPOC”的混合式教學(xué)模式，進(jìn)一步優(yōu)化了課堂教學(xué)效果，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)實(shí)踐能力得到有效加強(qiáng)。下一步的建設(shè)需要在如何進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力上下功夫，精心設(shè)計(jì)課堂互動，進(jìn)一步優(yōu)化課程考核，增進(jìn)學(xué)生“我編程，我快樂”的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)實(shí)踐創(chuàng)新能力。