面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程混合式教學(xué)模式改革

王 慧

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 數(shù)據(jù)科學(xué)與應(yīng)用學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080）

0 引言

當(dāng)代大學(xué)生都是成長在數(shù)字環(huán)境中的“數(shù)字原住民”，習(xí)慣于使用各種數(shù)字化設(shè)備（智能手機(jī)、平板電腦等）通過網(wǎng)絡(luò)獲取信息、學(xué)習(xí)知識［1］?；旌鲜浇虒W(xué)利用互聯(lián)網(wǎng)與新媒體技術(shù)，有機(jī)結(jié)合線上、線下教學(xué)，既順應(yīng)了學(xué)生數(shù)字化生存特點，又打破時空的限制，學(xué)生可利用碎片化時間使用網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。在混合式教學(xué)模式中，教師對教學(xué)過程的設(shè)計摒棄傳統(tǒng)教學(xué)中“以教為中心”的思想，更加關(guān)注如何協(xié)助學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠更加積極主動地完成學(xué)習(xí)，實現(xiàn)預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。因此，以混合式教學(xué)改革作為抓手提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，是高等教育領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵趨勢［2］。

1 課程現(xiàn)狀分析

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程作為計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，國內(nèi)大多數(shù)高校均在低年級開設(shè)該課程。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法是現(xiàn)今軟件開發(fā)主流。因此，培養(yǎng)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思維與項目開發(fā)能力是軟件開發(fā)人員重要的培養(yǎng)目標(biāo)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程以此為教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)中以Java語言為載體，介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想、方法與技巧。

為提高課程教學(xué)效果，達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)，目前還需解決課程教學(xué)過程中存在的一些問題。具體為，教師通常單向性地為學(xué)生講授知識，并未落實以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，忽略了師生互動，導(dǎo)致學(xué)生在教學(xué)過程中參與度低，缺乏學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情［3-4］；教學(xué)內(nèi)容重理論輕實踐，由于教學(xué)課時受限，教學(xué)中教師側(cè)重于講解單個語法知識點，忽略了知識點間的聯(lián)系，并未培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生動手編程能力，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以理解編程思想，無法體會編程的樂趣，也無法將單個知識點內(nèi)容應(yīng)用到解決實際工程問題中；課程考核方式單一，學(xué)習(xí)效果實時反饋渠道缺失［5］，考核方式忽略了程序設(shè)計課程的本質(zhì)，不利于提升學(xué)生動手編程與實踐創(chuàng)新能力。

為此，本文對面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程實施混合式教學(xué)改革，改變傳統(tǒng)教學(xué)理念，確立以學(xué)生為中心［6］的教學(xué)理念，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)主動權(quán)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生課堂參與度與學(xué)習(xí)熱情。同時，混合式教學(xué)模式打破了時空限制，將教學(xué)過程延長到課前課后，讓學(xué)生利用課堂外的時間學(xué)習(xí)部分知識，課堂教學(xué)中側(cè)重于讓學(xué)生進(jìn)行實際編程練習(xí)，完成項目驅(qū)動任務(wù)，提升學(xué)生工程實踐能力。此外，借助過程性的評價機(jī)制能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提升教師教學(xué)效果。

2 課程混合式教學(xué)模式的設(shè)計與實施

2.1 混合式教學(xué)模式設(shè)計

混合式教學(xué)模式（見圖1）是傳統(tǒng)面對面線下教學(xué)和運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行線上教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，具體為結(jié)合兩種方式混合課程平臺、課程資源、學(xué)習(xí)方法和評價機(jī)制等方面［7］。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學(xué)改革實施混合式教學(xué)過程中，學(xué)生享有一定的學(xué)習(xí)自由度，能自主決定學(xué)習(xí)時間、方式與環(huán)境，以此體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。

Fig.1 Design of blended teaching mode for object-oriented programming圖1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計混合式教學(xué)模式設(shè)計

在該教學(xué)模式下，教師根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)定相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，制作教學(xué)資源，提供給學(xué)生在課前線上自學(xué)。在課前線上自主學(xué)習(xí)階段，通過學(xué)習(xí)線上各類資源完成預(yù)習(xí)，把握教學(xué)內(nèi)容中的重、難點，課中通過與教師面對面交流進(jìn)行針對性學(xué)習(xí)，課后繼續(xù)通過線上方式評價學(xué)習(xí)效果與答疑等活動。教師在線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計中，從教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)方式選擇到學(xué)習(xí)活動設(shè)計，不僅需要考慮知識的傳遞，還要考慮是否有利于提高學(xué)生吸引力，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，使教師與學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成良好的互動和配合。

2.2 混合式教學(xué)模式實施

在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程混合式教學(xué)的實施中，授課教師首先要明確課程目標(biāo)，確定課程教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而明確線上平臺需要何種資源、線下課堂教學(xué)方式，科學(xué)設(shè)計教學(xué)活動，實現(xiàn)與線上平臺的有機(jī)結(jié)合。

2.2.1 準(zhǔn)備階段

在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計混合式模式實施中，按照課程內(nèi)容體系分解知識點，以知識點為單元制作教學(xué)視頻、PPT、思維導(dǎo)圖、線上測試題等教學(xué)資源。例如，“類和對象”分解的知識點與完成的教學(xué)資源情況如表1所示。教師根據(jù)“類和對象”教學(xué)單元實現(xiàn)的預(yù)期學(xué)習(xí)成果，分解出一系列知識點完成相應(yīng)的教學(xué)資源建設(shè)。在錄制教學(xué)視頻時分別錄制知識點理論講解和應(yīng)用案例。針對具體應(yīng)用案例，將案例問題的解決方案與程序語言的實現(xiàn)語法進(jìn)行結(jié)合，有助于學(xué)生對新的應(yīng)用問題給出程序解決方案。課前準(zhǔn)備階段，教師為學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)提供了以知識點為粒度的多樣化教學(xué)資源，教學(xué)單元粒度變小可方便學(xué)生利用碎片化時間完成課前預(yù)習(xí)。

2.2.2 課前線上自主學(xué)習(xí)階段

為了更好的保障學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生提前了解后續(xù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)安排，以便合理安排自身時間。教師設(shè)計了單元導(dǎo)學(xué)任務(wù)單闡述學(xué)習(xí)任務(wù)，并根據(jù)知識點內(nèi)容設(shè)計一系列問題，使學(xué)生帶著問題進(jìn)行課前自學(xué)。表2為針對類和對象知識點設(shè)計的導(dǎo)學(xué)任務(wù)單，教師提前一周將導(dǎo)學(xué)任務(wù)單和所有教學(xué)資源上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，保確保學(xué)生具有充足的時間課前自學(xué)，且不影響其他課程線下學(xué)習(xí)，以避免學(xué)生以時間不足為由不按時完成線上學(xué)習(xí)的情況發(fā)生。目前，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程線上平臺多選用清華大學(xué)的“優(yōu)慕課”平臺。

Table 2 Class and object unit learning guide task list表2 類和對象單元導(dǎo)學(xué)任務(wù)單

在課前自學(xué)階段，學(xué)生首先閱讀導(dǎo)學(xué)任務(wù)單，了解學(xué)習(xí)內(nèi)容；然后以啟發(fā)問題［8］為依據(jù)進(jìn)行課前學(xué)習(xí)思考，在自學(xué)過程中尋找問題解決方法，以問題求解為導(dǎo)向［9］的在線學(xué)習(xí)方式促進(jìn)學(xué)生課前學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在解決問題的過程中獲得學(xué)習(xí)的成就感，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。課前學(xué)習(xí)的最后階段通過完成預(yù)習(xí)自測題，使學(xué)生了解自學(xué)效果，檢測自身對知識的掌握情況，在課中環(huán)節(jié)針對性地學(xué)習(xí)掌握不理想的知識點內(nèi)容。從教師角度而言，通過查看學(xué)生對線上資源的訪問情況和自測題完成情況，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而對課中環(huán)節(jié)面對面講授討論內(nèi)容作出調(diào)整。

2.2.3 課中線下構(gòu)建完整知識階段

課中階段采用線下面對面教學(xué)方式，在實施中授課教師設(shè)計了參與式、探究式、合作式的各種教學(xué)活動，具體形式包括案例點評、項目匯報、分組討論、學(xué)生互評等。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中完全參與其中以提升學(xué)習(xí)興趣與教師的教學(xué)質(zhì)量，課中活動一般分為以下3個部分：

（1）課程重點、難點知識講解階段。在課程開始階段，教師通過跟蹤學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，在課堂上集中講解學(xué)生理解不到位、存在難點的知識點，既避免了強(qiáng)行灌輸知識點，又能督促學(xué)生將課前學(xué)習(xí)落到實處。

（2）項目驅(qū)動編程實踐階段。從實用性角度出發(fā)，以一個實際工程案例為主線，貫穿整個課程教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生通過學(xué)習(xí)每一章節(jié)層層迭代項目代碼，直至形成一個完整的項目，通過項目實踐驅(qū)動提高學(xué)生的程序設(shè)計能力、工程應(yīng)用實踐與創(chuàng)新能力［10］。課程建設(shè)中以學(xué)生成績管理系統(tǒng)項目為驅(qū)動案例，通過分解項目與各教學(xué)單元內(nèi)容相互對應(yīng)，學(xué)生成績管理系統(tǒng)案例分解知識點情況如圖2所示。

Fig.2 Breakdown of knowledge points in the student achievement management system圖2 學(xué)生成績管理系統(tǒng)分解知識點情況

由圖2可見，項目驅(qū)動案例分解到當(dāng)堂課程教學(xué)內(nèi)容來分析項目功能與編碼方法，采用邊講邊編寫代碼方式使學(xué)生完成相應(yīng)的功能代碼。學(xué)生編寫代碼時教師進(jìn)行實時輔導(dǎo)，及時講解學(xué)生存在的普遍問題，以邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊練的方式組織課程教學(xué)［11］。同時，采用分組討論的方式分析項目功能和編碼思路，由各組推選代表描述小組實現(xiàn)思路，讓學(xué)生完全參與到課堂當(dāng)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力。通過每節(jié)課完成的項目代碼，迭代形成一個完整的項目，培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力、實踐動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力等工程應(yīng)用能力。

（3）教師總結(jié)課程內(nèi)容。線下教學(xué)中總結(jié)非常重要，目的在于聯(lián)系學(xué)生在課前零碎時間的所學(xué)知識，讓學(xué)生對各章節(jié)內(nèi)容具有一個整體概念［12］，實現(xiàn)知識的完整構(gòu)建。

2.2.4 課后鞏固知識階段

課后學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)是鞏固加強(qiáng)所學(xué)知識，教師結(jié)合學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，有針對性的選擇課后作業(yè)發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)平臺中，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)將作業(yè)提交在線平臺。通過課后作業(yè)對課前、課中學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。

除課后作業(yè)外，課后最重要的內(nèi)容是拓展項目實踐，在該階段學(xué)生已完成課堂教學(xué)項目，教師會給學(xué)生選擇一些擴(kuò)展項目，以便更好的鞏固知識，強(qiáng)化技能。考慮到學(xué)生間的層次不一，理解能力與思維方式各不相同［13］，不同學(xué)生對程序設(shè)計語言的興趣和要達(dá)到的目標(biāo)需求也不完全相同，單一任務(wù)無法滿足各類學(xué)生需求［14］。

在實施過程中，教師對課后拓展項目設(shè)置了兩種不同的類型：一類項目類型與課堂貫穿項目類型相同，例如員工信息管理系統(tǒng)、圖書信息管理系統(tǒng)等，學(xué)生完成項目后能熟悉掌握J(rèn)ava語言，提升面向?qū)ο蟮拈_發(fā)、分析、設(shè)計能力；另一類與課堂完成的項目在功能設(shè)計上差異較大，對學(xué)生的能力要求較高，通過完成項目學(xué)生能進(jìn)行深層次學(xué)習(xí)，在掌握技術(shù)的同時可提升思考與創(chuàng)新能力，包括C/S 模式的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、桌面游戲系統(tǒng)等。學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)能力與興趣選擇相應(yīng)的拓展項目，該方法能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)，具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用，對于能力相對較差的學(xué)生也不會因為設(shè)置過高的要求，使其產(chǎn)生畏懼心理，喪失自信心。

3 教學(xué)效果

3.1 成績評價機(jī)制

合理的成績評價機(jī)制有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性［15］。線上線下混合式教學(xué)模式實施中課程最終成績由過程性評價成績與期末考試成績組成，并增加學(xué)生學(xué)習(xí)過程性評價權(quán)重，對學(xué)生課前、課中、課后學(xué)習(xí)階段的表現(xiàn)進(jìn)行評價，促使學(xué)生步步緊跟每個教學(xué)環(huán)節(jié)，具體評價內(nèi)容、權(quán)重與評價標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

Table 3 Achievement evaluation mechanism of the course of objectoriented programming表3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程成績評價機(jī)制

由表3可見，過程性評價中作業(yè)、在線測試、拓展項目、實驗以學(xué)生完成的準(zhǔn)確度進(jìn)行評價；觀看視頻、參與討論等以網(wǎng)絡(luò)平臺中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行評價；課中表現(xiàn)以學(xué)生實際表現(xiàn)由教師給出相應(yīng)的評價。傳統(tǒng)筆試中學(xué)生只靠死記硬背和考前突擊敷衍了是，無法真實、有效地考查學(xué)生的實際編程能力與程序調(diào)試能力。本文將期末考試改為上機(jī)考試，僅占課程總成績50%，重點考核學(xué)生實際動手編程能力與程序調(diào)試能力，可更好地提升學(xué)生的實踐動手能力。綜上所述，本文提出的成績評價方式能客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)與學(xué)習(xí)能力，有效地激勵、促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和教師教學(xué)效果。

3.2 成績比較

在內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與應(yīng)用學(xué)院2019、2020級學(xué)生中開展面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程線上線下混合式教學(xué)。其中，2018級為傳統(tǒng)教學(xué)方式。表4為3個年級學(xué)生的課程成績及格率、平均分成績分布情況，由此可見開展混合式教學(xué)的學(xué)生成績明顯優(yōu)于采用傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)的學(xué)生成績，并且成績≥80的人數(shù)大幅提升，不及格的人數(shù)明顯減少，在一定程度上反映出混合式教學(xué)模式的實施能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與教師教學(xué)效果。

Table 4 Comparison of students' performance before and after the implementation of mixed teaching mode表4 混合式教學(xué)模式實施前后學(xué)生成績比較

在混合式教學(xué)模式實施中，各行政班的在線學(xué)習(xí)情況存在一定的差異，以2019級4個行政班級進(jìn)入課程次數(shù)、閱讀課程資源、學(xué)習(xí)播客視頻次數(shù)、學(xué)習(xí)播客時長等維度的在線學(xué)習(xí)平均數(shù)據(jù)為例，具體比較分析如圖3、圖4所示。

Fig.3 Average score of 2019 administrative classes圖3 2019級各行政班平均分

Fig.4 Comparison of online platform learning data of various administrative classes before and after class圖4 各行政班課前課后平臺在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)比較

由此可見，平均成績靠前的班級在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)總體較高，軟件2019-2班的在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)總體情況、課程總評成績最差，在一定程度上有效反映了在線學(xué)習(xí)可提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語

本文提出采用線上線下的混合式教學(xué)模式，解決目前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程的所存在的教學(xué)問題。課前，學(xué)生通過在線平臺提供多樣化學(xué)習(xí)資料，以解決問題為導(dǎo)向進(jìn)行有效的自主學(xué)習(xí)；課中，梳理知識體系，以貫穿式項目案例為主線結(jié)合分組討論、項目匯報等方式穿插課堂，有效地將線上自主學(xué)習(xí)與線下面對面授課優(yōu)勢互補(bǔ)；課后，通過靶向式習(xí)題與分層次的拓展項目鞏固升華學(xué)生所學(xué)知識，提升學(xué)生的知識運(yùn)用能力。

在混合式教學(xué)模式實施過程中，教師觀念不斷更新，學(xué)生也能作為學(xué)習(xí)的主體，充分發(fā)揮自身的主動性與創(chuàng)造性，學(xué)習(xí)效果得到了顯著提升。在今后教學(xué)中，還需進(jìn)一步實現(xiàn)在混合式教學(xué)模式各階段開展分層次教學(xué)，以有效避免優(yōu)秀學(xué)生“吃不飽”、后進(jìn)生“吃不了”的現(xiàn)象，使不同層次學(xué)生均能在知識與能力方法中得到充分拓展。