高校計(jì)算機(jī)公修課程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索

楊蓓 吳德佩 王振飛 李鈍

摘要 在全球逐步進(jìn)入數(shù)字化經(jīng)濟(jì)時(shí)代的今天，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程已成為人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。文章針對(duì)高等院校計(jì)算機(jī)公修課程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的主要問題進(jìn)行分析和總結(jié)，對(duì)解決相應(yīng)問題的方法和新的教學(xué)模式進(jìn)行探索，提出線上與線下混合教學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)并分組協(xié)同、有針對(duì)性的案例教學(xué)以及采用綜合的評(píng)價(jià)體系等一系列教學(xué)改革措施，以期能克服當(dāng)今教學(xué)方法和模式的弊端，從而獲得更好的教學(xué)成效。

關(guān)鍵詞 線上線下混合教學(xué)；自主學(xué)習(xí)；分組協(xié)同；案例教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.027

高等院校計(jì)算機(jī)公修課是大學(xué)通識(shí)教育的重要組成部分，是為大學(xué)本科非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生提供計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、編寫計(jì)算機(jī)程序解決專業(yè)實(shí)際問題的基本思維和能力培養(yǎng)的公共基礎(chǔ)課程。其中，程序設(shè)計(jì)課程是高校大部分院系專業(yè)開設(shè)的必修課程，目標(biāo)是通過程序課程教學(xué)，培養(yǎng)大學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)編寫程序解決專業(yè)實(shí)際問題的能力，以及依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行信息分析處理的能力。該課程的教育教學(xué)在大學(xué)生的全面素質(zhì)教育、計(jì)算思維和科學(xué)研究能力的培養(yǎng)中扮演著重要角色。

隨著新一輪的信息技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的蓬勃發(fā)展，近年來大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)在社會(huì)生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛和深入[1]，全球經(jīng)濟(jì)將逐步進(jìn)入數(shù)字化和智能化，并有望在若干年內(nèi)發(fā)展成熟。為適應(yīng)國(guó)家數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，當(dāng)前數(shù)字化教育變革勢(shì)在必行。借助新穎的數(shù)字化技術(shù)和平臺(tái)推動(dòng)大學(xué)教育的變革創(chuàng)新是各個(gè)高校關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。計(jì)算機(jī)編程教育是各類人才培養(yǎng)的基本需求，因此，把程序設(shè)計(jì)課程建設(shè)成為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生能夠感興趣并且真正受用的優(yōu)秀課程是我們追求的目標(biāo)。

目前許多大學(xué)面臨師少生多的困境，針對(duì)傳統(tǒng)大班教學(xué)環(huán)境下程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，迫切需要探索新的教學(xué)模式應(yīng)對(duì)此弊端。由于該類課程的受眾是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，需要采取相應(yīng)的教學(xué)策略激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，設(shè)計(jì)與學(xué)生所在專業(yè)相關(guān)的編程教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生從內(nèi)心認(rèn)識(shí)到課程學(xué)習(xí)的必要性，并探索更加有效的教學(xué)方法和措施。另外，多向互助的學(xué)習(xí)方式有助于最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、增強(qiáng)學(xué)生信心，更好地挖掘?qū)W生的潛能。因此，文章以線上線下混合教學(xué)、自主學(xué)習(xí)以及分組協(xié)同、案例式教學(xué)模式等為思路來設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革方案。

1程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)當(dāng)前存在的問題

1.1教師資源不充足導(dǎo)致教學(xué)效果不理想

程序設(shè)計(jì)課程是面向全校非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的必修課。目前大學(xué)計(jì)算機(jī)公修課教學(xué)普遍存在“生多師少”的現(xiàn)象，大部分只能采取大班課授課，部分班級(jí)的規(guī)模甚至達(dá)百人以上。大班教學(xué)環(huán)境通常以老師臺(tái)上講授，學(xué)生臺(tái)下接收的方式進(jìn)行，老師與學(xué)生之間的互動(dòng)機(jī)會(huì)很少，因而教學(xué)效果不盡如人意。然而有研究表明，雖然大班教學(xué)人數(shù)多會(huì)在一定程度上影響教學(xué)效果，但教學(xué)方法的枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差、師生互動(dòng)少等問題或許是導(dǎo)致課堂實(shí)效差的主要原因，說明這種教學(xué)方法亟須改革，需要探索和設(shè)計(jì)新的模式和策略來應(yīng)對(duì)這種現(xiàn)狀。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生在教學(xué)過程中積極參與，使程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，理應(yīng)成為程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革研究的重點(diǎn)。

1.2學(xué)生計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)知識(shí)層次參差不齊

高校學(xué)生來自全國(guó)各地，學(xué)習(xí)和生活環(huán)境存在著巨大的差異，對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)知識(shí)的掌握程度也千差萬別。有部分城市中學(xué)就設(shè)置了計(jì)算機(jī)知識(shí)有關(guān)的課程，來自這些城市學(xué)校的學(xué)生，有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)操作和應(yīng)用能力，對(duì)計(jì)算機(jī)編程技術(shù)也有一些初步掌握。而對(duì)于那些來自偏遠(yuǎn)山區(qū)的學(xué)生，中學(xué)階段甚至沒有學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)，更別說程序設(shè)計(jì)的有關(guān)課程。另外，少部分來自城市的理工科學(xué)生，在中學(xué)階段學(xué)習(xí)過一些編程語言；而大多數(shù)在中學(xué)階段沒有學(xué)習(xí)過程序設(shè)計(jì)。此外，由于文、理科學(xué)生思維模式和習(xí)慣的區(qū)別，上述問題在文科生中更為突出。通?；A(chǔ)好的文科學(xué)生編程考試成績(jī)較好，而基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生由于很難在較短（通常是一學(xué)期）的時(shí)間內(nèi)熟練掌握編程的邏輯思路和語法、培養(yǎng)計(jì)算思維，因而考試通過率不盡如人意[3]。這種矛盾的存在無疑加大了教學(xué)的難度，從而也會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1.3學(xué)習(xí)積極性不高

由于程序設(shè)計(jì)課程的受眾是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，對(duì)于他們而言，該課程不是專業(yè)課，許多學(xué)生無法感受程序設(shè)計(jì)對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、未來就業(yè)以及日后更長(zhǎng)遠(yuǎn)的工作事業(yè)所帶來的幫助。加之程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過程，需要通過訓(xùn)練培養(yǎng)較強(qiáng)的抽象思維和邏輯推理能力，需要學(xué)習(xí)和培養(yǎng)計(jì)算思維。這些對(duì)于每個(gè)剛從中學(xué)進(jìn)入大學(xué)階段的新生都是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)。與其他課程相比，具有一定的學(xué)習(xí)難度，因而會(huì)引發(fā)學(xué)生的為難情緒，形成心理障礙，從而影響學(xué)習(xí)積極性。

此外，基于當(dāng)前的教學(xué)過程，大部分教師仍采用傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)方式。教師在講授過程中，學(xué)生只是被動(dòng)地看大屏幕，聽講解，無法跟隨老師的講授過程同步操作、理解和鞏固知識(shí)，也很少與老師進(jìn)行互動(dòng)，導(dǎo)致其缺乏學(xué)習(xí)熱情和積極性。

2教學(xué)模式改革的思路與措施

2.1線上線下混合式教學(xué)模式

近年來，教育部出臺(tái)一系列政策和措施，加大對(duì)高校計(jì)算機(jī)各類課程改革的力度，各校計(jì)算機(jī)公修課教研室通過對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方式的深入研究和探討，提出諸多新的教學(xué)理念和方法，其中線上線下混合式教學(xué)方法甚為被推崇和提倡。一方面，教師線下教學(xué)最為經(jīng)典和傳統(tǒng)，可以近距離地傳授知識(shí)，使得學(xué)生身臨其境地學(xué)習(xí)，并可隨時(shí)與老師互動(dòng)。這種方式最有利于學(xué)生及時(shí)理解、掌握老師講授的知識(shí)。另一方面，線上學(xué)習(xí)方式可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)更加靈活、自由?；诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境，學(xué)生可以充分利用各種資源平臺(tái)，包括MOOC中國(guó)網(wǎng)站、學(xué)堂在線等，根據(jù)自己的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、時(shí)間等各種因素自主安排學(xué)習(xí)內(nèi)容、進(jìn)度等，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，以取得更高的學(xué)習(xí)效率和更好的學(xué)習(xí)效果。

2.2自主學(xué)習(xí)并分組協(xié)同

在自主學(xué)習(xí)并分組協(xié)同的教學(xué)模式中，教學(xué)的主體由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生。這種學(xué)生自主學(xué)習(xí)的模式是一種多向互助的學(xué)習(xí)方式，促使學(xué)生主動(dòng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行探索，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)編程課程學(xué)習(xí)的重要性，使學(xué)習(xí)面向?qū)W生的專業(yè)應(yīng)用需求。同時(shí)學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間制訂學(xué)習(xí)進(jìn)度，根據(jù)自己的基礎(chǔ)和興趣拓展、拓寬學(xué)習(xí)深度和廣度。

同時(shí)，根據(jù)學(xué)生已有的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等將不同層次的學(xué)生劃分成不同的學(xué)習(xí)小組，這是一種合作學(xué)習(xí)的模式，在國(guó)際教育界亦廣為認(rèn)可。Slavin認(rèn)為合作學(xué)習(xí)是指將不同學(xué)生劃分為小組，以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，并根據(jù)小組的表現(xiàn)，獲得獎(jiǎng)勵(lì)和認(rèn)可的課堂技術(shù)[4-5]。Johnson等人在文獻(xiàn)[6]中亦指出，合作學(xué)習(xí)是在教學(xué)上采用小組的形式，使學(xué)生共同參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而最大程度促進(jìn)自己與他人的學(xué)習(xí)。采用這種方式，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中遇到難以理解的知識(shí)點(diǎn)或困惑問題，可以首先在組內(nèi)討論，由組內(nèi)知識(shí)掌握程度較好的同學(xué)解答，這樣既可以及時(shí)解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中遇到的疑問，也可以使學(xué)生在為其他同學(xué)講解的過程中達(dá)到鞏固、加深知識(shí)點(diǎn)理解的效果。另外國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究表明，這種協(xié)作學(xué)習(xí)模式有助于最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、增強(qiáng)學(xué)生信心，從而更好地挖掘?qū)W生的潛能。

2.3改進(jìn)考核機(jī)制

對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，教師不能只關(guān)注最終的期末考試成績(jī)，需建立合理公正的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)體系。建立包含多因素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包含多方面指征，包括學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的掌握程度、程序設(shè)計(jì)技術(shù)的熟練程度、學(xué)生在學(xué)習(xí)小組中的自我學(xué)習(xí)能力和協(xié)作學(xué)習(xí)精神的評(píng)價(jià)等。同時(shí)，評(píng)價(jià)的主體與方式也應(yīng)該多元化。例如，對(duì)于程序設(shè)計(jì)課程的考核，不僅包含傳統(tǒng)的答卷考試，還可以融合平時(shí)大作業(yè)、項(xiàng)目案例等形式進(jìn)行。這種綜合全面的評(píng)價(jià)體系將極大助力于新型教學(xué)模式的構(gòu)建。

2.4結(jié)合專業(yè)教學(xué)，學(xué)以致用

程序設(shè)計(jì)是使計(jì)算機(jī)幫助人類解決問題的過程。根據(jù)目前現(xiàn)實(shí)生活中的需要，編程使計(jì)算機(jī)按照指令順序進(jìn)行任務(wù)處理。研究表明，編程教學(xué)對(duì)培養(yǎng)個(gè)人的重要技能如邏輯思考、批判和分析思維等是有效的。編程教學(xué)具有重要的功能，如培養(yǎng)計(jì)算思維，開發(fā)個(gè)人的想象力，幫助他們以過程為導(dǎo)向的方式思考、處理信息，養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作的習(xí)慣等。然而，在許多普通的大眾認(rèn)知中，程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生和工作者需要掌握的技能，而大學(xué)計(jì)算機(jī)公修課程序設(shè)計(jì)課程的受眾是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，因而有相當(dāng)一部分學(xué)生并不重視課程的學(xué)習(xí)，加之計(jì)算機(jī)編程對(duì)于沒有相關(guān)基礎(chǔ)的學(xué)生而言有一定的難度，所以部分學(xué)生僅以追求分?jǐn)?shù)及格為目標(biāo)應(yīng)付課程的學(xué)習(xí)。同時(shí)相關(guān)研究亦表明，在線學(xué)習(xí)功能與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求越一致，學(xué)習(xí)者就會(huì)認(rèn)為在線學(xué)習(xí)越有用，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)的意向就會(huì)越高[7]。因此，教師應(yīng)在線下教學(xué)過程中結(jié)合所教授班級(jí)的專業(yè)院系，盡可能多地講授與其專業(yè)應(yīng)用相關(guān)的案例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程真正理解和體會(huì)程序設(shè)計(jì)的作用和重要性，以及編程對(duì)其專業(yè)學(xué)習(xí)甚至未來工作就業(yè)帶來的巨大益處。同時(shí)，在線上為學(xué)生提供更多與其專業(yè)相關(guān)的學(xué)習(xí)資訊和編程案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動(dòng)性，從而獲得最好的教與學(xué)的效果。

3結(jié)束語

程序設(shè)計(jì)課程對(duì)于培養(yǎng)各專業(yè)大學(xué)生熟練使用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)解決相關(guān)專業(yè)問題至關(guān)重要，然而目前的教學(xué)方法中存在著一定的弊端。本文分析了現(xiàn)行教學(xué)模式中影響教學(xué)效果的若干因素，并有針對(duì)性地提出一些改進(jìn)策略，包括線上線下混合教學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)并分組協(xié)同、結(jié)合學(xué)生專業(yè)教學(xué)以及綜合考核機(jī)制等若干措施，為課程的教學(xué)改革提出了新的思路和模式，以期獲得更高效的教學(xué)成果。

*通訊作者：吳德佩

基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐立項(xiàng)項(xiàng)目“基于翻轉(zhuǎn)課堂與眾包的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革研究與實(shí)踐”（2019SJGLX200）；鄭州大學(xué)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“大學(xué)計(jì)算機(jī)公修課程翻轉(zhuǎn)課堂并線上線下混合教學(xué)模式研究”（2020ZZUJXLX124）。

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