基于計(jì)算思維的雨課堂授課探究

張 晗，李 芳

（昌吉學(xué)院，新疆 昌吉市 831100）

根據(jù)新時(shí)代科技不斷創(chuàng)新的發(fā)展要求，培育新型教學(xué)理念和新型實(shí)踐模式是當(dāng)下研究的重要課題。 針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)理念、教學(xué)過程、學(xué)科特點(diǎn)、學(xué)生現(xiàn)狀和辦學(xué)條件等多個(gè)方面進(jìn)行分析，高校也應(yīng)對(duì)學(xué)科教學(xué)模式做出新的調(diào)整，以滿足企業(yè)對(duì)人才選用的要求，達(dá)到高校作為孵化園的辦學(xué)目標(biāo)。 高校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是大學(xué)教育培養(yǎng)目標(biāo)的組成部分，旨在通過計(jì)算機(jī)相關(guān)基礎(chǔ)課程，培育大學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)， 使學(xué)生具備分析專業(yè)問題、用計(jì)算機(jī)思維方式解決相關(guān)實(shí)際問題的能力，為各學(xué)科學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，以培育出創(chuàng)新型人才。 本文首先從不同角度對(duì)以往教學(xué)中的問題進(jìn)行匯總；其次介紹計(jì)算思維的提出和以往學(xué)者的相關(guān)研究；再次論述教學(xué)過程結(jié)合雨課堂等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)教學(xué)平臺(tái)激發(fā)學(xué)生興趣和增添教學(xué)互動(dòng)的必要性；最后總結(jié)計(jì)算思維對(duì)學(xué)生構(gòu)建學(xué)科思維的優(yōu)勢(shì)，對(duì)促進(jìn)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的好處。

一、課程現(xiàn)狀和計(jì)算思維

（一）課程現(xiàn)狀

目前的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)過程有收集教師備課教案、跟課聽課過程、收集學(xué)生作業(yè)以及上機(jī)練習(xí)等多個(gè)環(huán)節(jié)。 這些環(huán)節(jié)存在一些問題，現(xiàn)總結(jié)為幾個(gè)方面：一是普遍存在背書、強(qiáng)調(diào)記憶教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)現(xiàn)象，把學(xué)生更多精力放在熟記知識(shí)上面。 布置作業(yè)內(nèi)容偏向概念性、抄寫記憶性，使學(xué)生換了一種題型就無從下手，學(xué)生靈活運(yùn)用程度有待提高。 二是較多學(xué)生的理念認(rèn)為具備了技能就等于掌握了某方面的能力思維，例如計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中較多學(xué)生僅僅會(huì)熟練操作課堂教師演示的內(nèi)容，略微變化一下內(nèi)容就無所適從。 從操作上來看，學(xué)生已經(jīng)具備了初步的計(jì)算機(jī)操作技能，但是該種技能往往多在該問題中使用，面對(duì)不同場(chǎng)景和不同的問題，之前掌握的技能便使用不上。 三是課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)有待加強(qiáng)，先進(jìn)的教學(xué)手段結(jié)合依然不高。 沒有把教學(xué)平臺(tái)的使用與教學(xué)過程結(jié)合起來，思維依然停留在傳統(tǒng)教學(xué)方法上，或是對(duì)現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)不知道應(yīng)從哪個(gè)方面與教學(xué)過程相結(jié)。

（二）計(jì)算思維

計(jì)算思維的理念是運(yùn)用計(jì)算機(jī)基本原理對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行求解的一種思維方法①。 換言之，是將計(jì)算思維中常見或關(guān)鍵算法思想運(yùn)用到各個(gè)學(xué)科或生活的方方面面的思維轉(zhuǎn)化方法②。 計(jì)算思維不僅僅是運(yùn)用計(jì)算機(jī)的思維去影響學(xué)科建設(shè)，而且也是運(yùn)用計(jì)算機(jī)思維去融合現(xiàn)代化的教學(xué)手段和方法，多挖掘現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)中的使用方法，更多地與自己在教學(xué)過程中的某個(gè)環(huán)節(jié)相融合，才能體現(xiàn)出計(jì)算思維的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。 近年來將計(jì)算思維的培養(yǎng)貫穿于對(duì)知識(shí)的分解方法的研究過程中，如李立等人分析了計(jì)算機(jī)課程中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)課程，將該學(xué)科的專業(yè)算法思維融入教學(xué)的過程中, 以學(xué)生為中心注重了學(xué)生專業(yè)特征，注重了知識(shí)形態(tài)的二次構(gòu)建，最終在教學(xué)改革方面獲得了創(chuàng)新③。 因此，計(jì)算思維是以計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科為代表，去研究各個(gè)專業(yè)和計(jì)算機(jī)學(xué)科的特征，并不是將計(jì)算機(jī)學(xué)科僅僅充當(dāng)做一種工具學(xué)科去看待。 還有一些學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，如陳娜等人將計(jì)算機(jī)思維融進(jìn)高校大學(xué)生的人才培養(yǎng)方案中去研究，積極推動(dòng)創(chuàng)新型人才發(fā)展，培養(yǎng)出符合《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要》實(shí)施方案的人才，對(duì)人才培養(yǎng)起到了促進(jìn)作用④。

在培養(yǎng)人才的素養(yǎng)方面，計(jì)算思維受到較多高校的認(rèn)可⑤。 如陳國(guó)良等人針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中普遍存在的認(rèn)知“狹義工具論”，討論了在課程中引入計(jì)算思維對(duì)促進(jìn)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程的作用，并為學(xué)生計(jì)算思維理念提供了新的教學(xué)模式，以提高學(xué)生計(jì)算機(jī)思維能力⑥，從研究層面、技術(shù)層面、專業(yè)層面分別對(duì)計(jì)算思維在教育中應(yīng)用的目的和意義進(jìn)行了探討⑦。 教育部高等教育大學(xué)計(jì)算機(jī)指導(dǎo)委員會(huì)認(rèn)為，需將計(jì)算思維落實(shí)到大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中去。 在這一要求下，陳國(guó)良等人提出了以計(jì)算思維表述體系為核心的體系框架⑧，在充分梳理了計(jì)算思維的發(fā)展歷程后，討論人工智能時(shí)代背景下計(jì)算思維新的內(nèi)涵，深入討論了計(jì)算思維在科學(xué)時(shí)代背景下的意義⑨。

二、計(jì)算思維結(jié)合雨課堂的研究

授課的目標(biāo)是為了將知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)傳遞下去，授課形式始終是圍繞傳授知識(shí)這一目標(biāo)變化而變化。針對(duì)客體的不同或是授課內(nèi)容的不同，授課形式也應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)整，結(jié)合授課內(nèi)容并分析學(xué)生情況為中心去調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，是符合教學(xué)形式的。

雨課堂是一種現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái)，由清華大學(xué)推出。 具體到大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的考察是教學(xué)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中不可缺少的一部分。 通過對(duì)學(xué)生知識(shí)理解和掌握程度的考察來評(píng)判學(xué)生學(xué)習(xí)程度的掌握情況。 不論是以往收作業(yè)的方式還是采用先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)收作業(yè)的方式，二者都是教學(xué)活動(dòng)中不可缺少的必備要件，若作業(yè)不能及時(shí)地反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況，那么將不能全面反映教學(xué)主體活動(dòng)的有效性。 結(jié)合雨課堂教學(xué)平臺(tái)收集學(xué)生作業(yè)，可以有條理地匯總和提交作業(yè)。 學(xué)生在雨課堂中可以對(duì)比其他同學(xué)作業(yè)情況，從而知道自己的不足和改進(jìn)之處。 這是從學(xué)生的認(rèn)知上去影響學(xué)生，完善作業(yè)這一教學(xué)環(huán)節(jié)的作用。

大學(xué)中在期末考察學(xué)生成績(jī)時(shí)， 采取平時(shí)成績(jī)+期末試卷成績(jī)的方式， 這樣設(shè)置成績(jī)的分配最初目標(biāo)是讓學(xué)生的精力多放在平時(shí)課堂參與上來和各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)中去。 但是，經(jīng)過對(duì)期末考試觀察，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)鄰近考試時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情就會(huì)提高，究其原因是學(xué)生更在乎掛科。 學(xué)生對(duì)平時(shí)成績(jī)關(guān)注度并不那么高，原因是如果期末成績(jī)偏低，任課教師會(huì)將學(xué)生的平時(shí)成績(jī)提高，如此一來學(xué)生心理上會(huì)弱化平時(shí)課程作業(yè)的考核。

對(duì)這一現(xiàn)象， 經(jīng)過線上線下混合式教學(xué)模式的實(shí)踐分析， 可以用雨課堂等現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái)加以解決。 如可以轉(zhuǎn)移教師對(duì)平時(shí)成績(jī)打分修改的控制權(quán)，防止教師在期末調(diào)整平時(shí)成績(jī)。采取雨課堂的形式，教師對(duì)學(xué)生平時(shí)成績(jī)的給分是一次性的，期末階段不能再修改。將打分交給信息系統(tǒng)，從學(xué)生心理上來說， 平時(shí)作業(yè)完成情況的分?jǐn)?shù)無法隨意更改，好處：一是會(huì)讓學(xué)生珍惜和重視平時(shí)教學(xué)過程；二是為學(xué)生積極參與教師設(shè)計(jì)的教學(xué)過程提供了先決保障。 在軟件設(shè)計(jì)思維中設(shè)計(jì)成多個(gè)子模塊的目的是減少對(duì)所有模塊的依賴， 學(xué)生對(duì)任課教師的平時(shí)成績(jī)依賴度降低， 將分?jǐn)?shù)的管理交由雨課堂這種現(xiàn)代教學(xué)平臺(tái)，有助于增加學(xué)生平時(shí)聽課的重視程度。

結(jié)合雨課堂實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)和小組任務(wù)互動(dòng)，對(duì)教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法提供依托。 雨課堂可以利用多樣的教學(xué)手段，為學(xué)生積極參與到課程學(xué)習(xí)提供有力保障，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善以往的教師提出問題，學(xué)生回答問題的過程。 可以實(shí)現(xiàn)教師分組布置任務(wù)，學(xué)生組內(nèi)交流，組間討論的互動(dòng)形式的新型課堂。 經(jīng)過嘗試發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的參與度較之前提高了，學(xué)生之間的交流也極大地增加了。 缺點(diǎn)是在教師分配任務(wù)時(shí)存在任務(wù)下發(fā)不明確、各組之間互動(dòng)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)少的問題，往往是各組內(nèi)同學(xué)交流多，一但完成了任務(wù)后，組間同學(xué)交流少，而且教師每次課堂分組的成員固定的多。

針對(duì)上述情形，一是教師在下發(fā)任務(wù)后，可以結(jié)合計(jì)算思維理念中的分置思維，將一個(gè)大的任務(wù)拆分成多個(gè)小任務(wù)，多個(gè)小任務(wù)的完成必須要合并匯總。 例如在excel 的教學(xué)中各個(gè)小組負(fù)責(zé)各自的報(bào)表計(jì)算，最終數(shù)據(jù)的匯總需要各個(gè)小組間討論才能完成。 好處是一方面可以考察小組內(nèi)每個(gè)同學(xué)的參與情況和作業(yè)完成情況以及組長(zhǎng)對(duì)小組任務(wù)的分配情況；一方面可以考察組長(zhǎng)之間匯總時(shí)候的情況。 二是組內(nèi)成員可以結(jié)合計(jì)算思維中的輪換理念去設(shè)計(jì)。 組內(nèi)成員長(zhǎng)期固定有利也有弊，利處是組內(nèi)成員對(duì)其他同學(xué)的情況較為熟悉，弊端是積極的學(xué)生會(huì)一直積極， 不積極的學(xué)生往往處于劣勢(shì)，不愿意發(fā)言。 主要原因是從總體上分析，開學(xué)之初所有班級(jí)的新生互相間不了解，學(xué)生上課聽課往往認(rèn)真，發(fā)言活躍度高。 因?yàn)閷W(xué)生喜歡展現(xiàn)自己，增加其他同學(xué)對(duì)自己的認(rèn)同感。 同時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間后成績(jī)好的學(xué)生會(huì)一直處于優(yōu)勢(shì)地位， 課堂變現(xiàn)活躍；學(xué)習(xí)落后的學(xué)生久而久之心理上會(huì)有自卑感，積極性逐漸降低。 對(duì)此情況可以結(jié)合計(jì)算思維做調(diào)整，即在學(xué)生初步熟悉了雨課堂形式的課堂翻轉(zhuǎn)授課模式后，重新對(duì)小組進(jìn)行劃分，重新激發(fā)學(xué)生的參與度，可以在雨課堂課堂翻轉(zhuǎn)的方式中再次活躍課堂氣氛，也是為教師從多角度了解每個(gè)學(xué)生的各項(xiàng)能力提供了教學(xué)改革方法。

三、結(jié)論

（一）計(jì)算思維的優(yōu)勢(shì)

從上述對(duì)問題的分析和解決中，我們發(fā)現(xiàn)將計(jì)算思維理念融入雨課堂教學(xué)過程中，可以增加學(xué)生平時(shí)聽課的重視程度，將平時(shí)成績(jī)的打分交給雨課堂類似的現(xiàn)代教學(xué)平臺(tái)管理，為課堂翻轉(zhuǎn)中學(xué)生積極參與提供了前提保障。 同時(shí)，可以激發(fā)課堂翻轉(zhuǎn)中學(xué)生參與積極性的教學(xué)模式改革。

（二）結(jié)語

本文結(jié)合計(jì)算思維借助雨課堂互動(dòng)平臺(tái)對(duì)教與學(xué)過程進(jìn)行了探究，分別從作業(yè)打分管理和課堂翻轉(zhuǎn)中激發(fā)學(xué)生參與角度進(jìn)行探究，得到了較好的教學(xué)效果。另外，由于時(shí)間和精力有限，還需要繼續(xù)對(duì)教學(xué)過程中存在的其他現(xiàn)象進(jìn)行分析，以便更充分地運(yùn)用計(jì)算思維的教學(xué)理念，希望今后在此領(lǐng)域加強(qiáng)探究并積累經(jīng)驗(yàn)，為高校培養(yǎng)出創(chuàng)新人才提供新的教學(xué)思路。

注釋：

①朱穎.學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)模式研究[J].福建電腦,2021,37(05):149-152.

②趙晨陽, 白浩. 以計(jì)算思維培養(yǎng)為主線的課程改革與實(shí)踐——以河南工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程為例[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2021,37(02):85-90.

③李立.以學(xué)生為中心《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)創(chuàng)新研究[J].中國(guó)新通信,2021,23(07):175-176.

④陳娜,胡暢霞,王學(xué)軍.將計(jì)算思維融入大學(xué)生“卓越計(jì)劃”的人才培養(yǎng)研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2021,17(07):85-86+98.

⑤唐德凱,夏新文,桂小林.新工科背景下面向賦能教育的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革探索[J].計(jì)算機(jī)教育,2020(9):177-182.

⑥陳國(guó)良,董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2011(01):7-11+32.

⑦⑧陳國(guó)良,董榮勝.計(jì)算思維的表述體系[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2013(12):22-26.

⑨陳國(guó)良,李廉,董榮勝.走向計(jì)算思維2.0[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2020(04):24-30.