以學生為中心的《計算機導論》混合式教學研究

盧穎 白小軍 張雅

摘要：課題針對《計算機導論》課程教學所存在的問題，探討如何創(chuàng)新教學方法，構(gòu)建以學生為中心的線上線下混合式教學模式，分別以課前、課中、課后三階段入手給出了相應的教學策略和方案，通過線上線下教學活動的有機銜接提高授課質(zhì)量。實踐表明，所設計教學方案能較好地激發(fā)學生的學習興趣，使得課程的講授由“教”轉(zhuǎn)向“學”，真正提升學生的自主學習能力和工程創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：學生為中心;混合式教學;計算機導論;教學模式

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0273-02

1引言

“新工科”教育背景下，以學生為中心的教育理念是高教改革發(fā)展的重要方向，如何改革教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學模式，真正做到以學生學習、發(fā)展、學習效果為中心，充分調(diào)動其主觀能動性，是目前被廣泛關(guān)注的一個話題[1]。近幾年，“以學生為中心”的教學研究主要是基于問題式、項目式、探究式、開放式的教學方法，其理論大多來自人本主義和構(gòu)建主義。然而，學生在學習過程中對知識的接受、思考、吸收、再思考的過程和個人的知識背景是密切關(guān)聯(lián)的。無經(jīng)驗、無背景的學習情境，使得知識的吸收刻板、呆滯，無法有效吸收并轉(zhuǎn)化為對實踐創(chuàng)造的指導。因此，需結(jié)合學習情境，設計以學生為中心的線上線下混合教學模式，讓學習者認識到知識的實踐效用，提高其主觀能動性，喚醒其“中心”意愿，從而培養(yǎng)出工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、高素質(zhì)復合型的“新工科”人才。

《計算機導論》是計算機專業(yè)學生的入門課程，主要依據(jù)專業(yè)學科知識結(jié)構(gòu)，講述如何認識計算機科學與技術(shù)[2-3]。其目標是激發(fā)學生對計算機技術(shù)的學習興趣，重點強調(diào)對計算機技術(shù)相關(guān)概念的理解和計算工具的使用，最終達到具備實現(xiàn)一般程序設計和算法分析的能力。就目前課堂教學方式而言，仍存在以下幾方面問題：授課方式陳舊、學生水平差異較大 [5]。內(nèi)容寬泛，教學主線繁多，缺乏特色。缺乏客觀的考核評價機制 [6]。因此，采用何種教學模式進行導論課程教學，提高學生的自主學習意識和探究能力，增強學習興趣成為教學設計的關(guān)鍵。課題組對我校學生進行學情分析，結(jié)合學習情境開展以學生為中心的線上線下混合式教學探索，幫助學生提升學習興趣，充分調(diào)動學習積極性，培養(yǎng)其邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

2以學生為中心的混合式教學設計

課題將采用課前——網(wǎng)絡資源自學;課中——線下翻轉(zhuǎn)課堂互動討論、重點知識講解、疑難問題測試總結(jié);課后——輔導答疑，延伸拓展提高的線上線下混合式教學方法。此外，借助線上平臺優(yōu)勢，注重教學過程中的數(shù)據(jù)積累和統(tǒng)計分析，提煉有效的學習效果考核評價指標。

教學基于學習通平臺展開，根據(jù)課程定位和教學目標，精心設計和規(guī)劃課程內(nèi)容，將教學內(nèi)容的重點難點進行提煉，采用不同的針對性策略來設計教學方法。對于了解性可拓展知識點：如智能系統(tǒng)與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)、圖形學和可視化計算等可設計為“平臺線上課程資源+線下翻轉(zhuǎn)課堂”的教學模式，讓學生通過網(wǎng)絡獵取更廣泛的知識，開拓視野，有助于培養(yǎng)學生的學習興趣，形成完備的線上線下、課內(nèi)課外相結(jié)合的教學生態(tài)圈。

對于難度較低的知識點：比如計算機信息表示等，除了采用“平臺線上課程資源+線下翻轉(zhuǎn)課堂”的模式，還可以利用學習通平臺發(fā)放在線測試任務，及時檢測知識點是否完全掌握。

重點和難點知識：除了采用“平臺線上課程資源+翻轉(zhuǎn)課堂”模式，還可以采用小項目驅(qū)動方法。例如課前以知識難點內(nèi)容為依據(jù)提煉出小項目，并以編制導學案的方式通過學習通平臺發(fā)放給學生，學生以小組為單位，以項目作為驅(qū)動，查找相關(guān)資料進行調(diào)研準備，課堂再采用研討、啟發(fā)等方式完成項目，真正轉(zhuǎn)變授課模式為以學生為中心。

3項目實施舉例

本文以我校導論課程第六章“程序設計與算法分析”知識點為例，介紹教學方案的設計過程。

教師首先進行學情分析，針對學生基礎(chǔ)水平、性格特點、學習能力，有選擇地進行“平臺線上資源+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學模式，同時結(jié)合小項目驅(qū)動教學法，將學生劃分成調(diào)研小組，課前自主學習，在組長的帶領(lǐng)下，組內(nèi)分工，團隊合作。大家在項目驅(qū)動下查閱文獻，展開調(diào)研，給出問題的解決方案，并由教師在課堂中點評總結(jié)。具體實施過程如圖1所示。

Step1：課前，教師向各學習小組布置算法選取和研究任務。例如為解決排序問題，可根據(jù)算法思想的不同，將各個小組分為：交換排序算法小組、插入排序算法小組、選擇排序算法小組、歸并排序算法小組、計數(shù)排序算法小組。

Step2：各小組學生首先通過學習通線上課程資源了解各種算法思想的導學內(nèi)容，觀看各種算法策略及結(jié)果的微視頻、完成各模塊下的習題。

Step3：組長組織小組成員對所選算法策略分析討論，總結(jié)學習收獲，教師在課堂上對各小組選取的算法進行時間復雜度和空間復雜度的總結(jié)點評。

Step4：課后學生通過完成教師在平臺所布置的習題、任務和測試對知識進一步鞏固及擴展。

如此，提升了學生的學習興趣，更明顯的是調(diào)動了其課下學習的主動性，同時也培養(yǎng)了學生的組織能力與團隊協(xié)作能力。

歸納上述過程，在設計教學內(nèi)容時主要從三個方面進行改革實踐：學習通平臺課程內(nèi)容設計、課堂教學活動設計以及收集評價反饋，開展教學反思設計。

（1）學習通平臺課程內(nèi)容設計

在學習通平臺設計《計算機導論》課程基本信息時，選擇比較有代表性的課程首頁模式呈現(xiàn)基本課程內(nèi)容，要強調(diào)綜合考評手段及課程的混合學習形式。由此，混合教學模式不再是一張試卷定分數(shù)，期末試卷僅占綜合考評的50%，學習通平臺的全過程考核方式成了平時成績的主導因素，打消了學生幻想期末劃重點、集中突擊的想法。引導學生開展良性的“課前自主預習、課堂互動學習、課后自主復習”學習模式。還可以對課程學習形式、小組學習形式進行預告。

設計學習內(nèi)容時，需要遵循“因材施教、特色突出”的原則。如課前預習階段，以重要概念和結(jié)構(gòu)性知識為重點，在記憶層面設計教學內(nèi)容;課堂學習階段，注重學生的情感、態(tài)度和價值觀，設計案例或任務，在分析和應用層面實現(xiàn)知識內(nèi)化;課后復習階段，考慮學生的學習動力，強調(diào)知識廣度和一定深度的學習，設計分析和評價層面的案例或任務，讓學生自主探索，完成知識重構(gòu)。

（2）課堂教學活動設計

課堂教學活動的設計分為課前、課中、課后三階段展開，如圖1所示：

課前：提供針對性的教學視頻和學習任務單、ppt等資料供學生自主學習及預習，在平臺課程的討論區(qū)相互討論，引導學生深入思考、交流，激發(fā)興趣，并且在此過程中發(fā)現(xiàn)問題;之后，教師在深入分析學習情況、教學目標的基礎(chǔ)上進行數(shù)字化教學資源（包括導學案、視頻等）的設計與制作，并發(fā)布在課程平臺上。

課中：線下翻轉(zhuǎn)課堂，引導學生們展開探究式學習。教師進行引導、點評，歸納總結(jié)，以幫助學生解決問題。學生在課堂上展示前期探究作品、對研究過程進行總結(jié)匯報、通過教師的引導與團隊成員交流、探討。教師在此過程中根據(jù)具體情況調(diào)整教學內(nèi)容、教學目的，教學方法，以取得最理想的教學效果。與此同時，可利用多元化的教學工具，加強課堂互動，增強學生的參與感，吸引其注意力。

課后：課后環(huán)節(jié)則可利用學習通或Q群進行“在線答疑輔導”和“在線考試及作業(yè)批改”。課后答疑輔導也是導論課堂的一個重要環(huán)節(jié)，是教學查漏補缺，彌補課堂講授不足的重要措施和手段。課題組將每60人設置2位輔導教師，輪班隨時Q群在線答疑，這樣學生只要學習，所產(chǎn)生的疑問能夠馬上得到響應和解決。如此，學生學習主動情緒和求知欲高漲。

（3）收集評價反饋，開展教學反思設計

教師授課總是根據(jù)以往的經(jīng)驗來判斷難點、重點、關(guān)鍵點，從而進行教學環(huán)節(jié)的設計。但是學生基礎(chǔ)千差萬別，理解領(lǐng)悟程度各有不同，有的問題所抖“包袱”并不能像預期那樣使學生對知識點理解到位，教學目標并不能很好達到。因此，教師可通過平臺收集評價反饋數(shù)據(jù)，進行課后教學反思，完善教學設計;學生可通過平臺展開練習檢測，反思不足，尋找問題的根源，促進知識的吸收。

4 效能評價及分析

課題組在教學過程中分階段對學員進行了教學效果調(diào)研。針對教學模式的有效性，共提取出5項特征指標來考察教學策略的應用所帶來學生學習能力的改變情況。這五項指標分別貫穿于課前、課中、課后三個階段，分別是：主動預習能力、實驗操作能力、主動思考解決問題能力、課堂活躍度、課后討論活躍度。評價依據(jù)為超星平臺線上數(shù)據(jù)和雨課堂在線答題情況統(tǒng)計，如提問帖數(shù)、回復留言帖數(shù)、視頻觀看率、答題正確率，作業(yè)完成率及得分率。調(diào)研樣本為某班36名同學，問卷發(fā)放36份，收回36份，實際有效問卷率100%。

課題組連續(xù)8周的考察階段結(jié)束后，5項指標增長變化情況統(tǒng)計分析如圖2。實驗組成員各項學習能力指標值隨周次變化顯著上升;其中最為明顯的是課堂活躍度和主動思考解決問題能力?？梢妼д撜n程線上線下混合教學模式的開展在這5項指標的表現(xiàn)力上非常突出，學生對教學效果的整體滿意度較高，得到了廣泛認可，效果顯著。所采取的教學方法對激發(fā)學生學習積極性、提升其自學能力有明顯的促進作用，所采取的教學模式體現(xiàn)了以“學生為中心”的教學理念。

5 結(jié)束語

課題構(gòu)建了基于《計算機導論》課程的線上線下混合式教學模式，針對現(xiàn)有教學方式的不足提出了貫穿課前、課中、課后的教學策略。通過授課實踐和問卷調(diào)研結(jié)果表明，所提出的教學策略能充分調(diào)動學生學習的積極性，發(fā)揮學生的主體作用，從教轉(zhuǎn)向?qū)W，讓學習真實發(fā)生。今后，仍需不斷積累經(jīng)驗，通過大數(shù)據(jù)及云平臺等現(xiàn)代科技手段，繼續(xù)優(yōu)化教學平臺和教學方案，對學生進行“精準”輔導，進一步將“以學生為中心”理念落到實處。

參考文獻：

[1] 唐傳勝，韓軍良，邱曉蘭，趙玉軍.以學生為中心的項目式教學在“數(shù)控技術(shù)”課程中的應用探究. 南方農(nóng)機， 2020， 51（13）：212-213.

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[3] 葛桂萍，陳才扣.《計算機導論》課程建設的改革與探索[J]. 科技創(chuàng)新導報，2017（29）：223-225.

[4] 趙宏， 蔣菲. “互聯(lián)網(wǎng) +”時代教育資源建設新模式探析[J].電化教育研究，2020（7）：48-54.

[5] 盧穎，白小軍，楊盛泉.問題探究——互動式教學在程序設計課堂的實踐[J] .新西部（理論版），2013（5）：149-150.

[6] 胡蓮，曾昭平，羅遠.財經(jīng)院校計算機導論的混合式教學改革探討[J]. 高教學刊，2020（20）：134-136.

【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2021-02-26

基金項目：西安工業(yè)大學教改項目：以學生為中心的《計算機導論》課程線上線下混合式教學應用研究（20JGZ007）（20466）;虛實結(jié)合、問題導向的物聯(lián)網(wǎng)綜合實踐課程教學方法研究（20JGZ007）;創(chuàng)客教育在計算機基礎(chǔ)本科教學中的應用（19JGY23）

作者簡介：盧穎（1978—），女，博士，副教授，研究方向為系統(tǒng)仿真與建模。