基于對分課堂的程序設計基礎課程教學實踐

劉合兵 尚俊平

［摘 要］對分課堂教學模式是中國高校課堂教學改革的一種新探索。文章在研究分析其核心理念、關鍵創(chuàng)新的基礎上，開展了程序設計基礎課程的混合式教學設計，對時間分配、師生責任明確及評價體系設計進行了思考，并開展了教學實踐。結果表明，對分課堂教學模式能有效提升學生的課堂參與度，提高學生學習的主動性，對提高教學效果、教學質量有明顯的促進作用。

［關鍵詞］對分課堂；賦能教育；同伴互助學習

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）09-0070-03

中國高等教育改革的新生態(tài)為大學計算機教育改革注入了新的活力，積極推進的“四新”（新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科）建設是新時代教育現(xiàn)代化、教育強國建設的創(chuàng)新性探索。如何突破、改變傳統(tǒng)教學模式，促進學生個性化發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，解決現(xiàn)實問題，是我國探索的熱點問題。

程序設計基礎課程是高校理工科專業(yè)，特別是計算機類專業(yè)的基礎課程，重點在于培養(yǎng)學生的計算思維和編程能力，為后續(xù)課程打好基礎。程序設計基礎課程面向大一新生開設，大部分學生的學習習慣還停留在高中階段，有等老師講、靠老師督促的情況，也存在畏難情緒，遇到學習困難即止步不前。程序設計基礎課程抽象、實踐性強，傳統(tǒng)教學模式課堂互動相對少，教師注重知識傳授，學生被動接受，課程過程性評價不足，導致課程教學效果不佳。

為全面貫徹落實全國教育大會精神，提升人才培養(yǎng)質量，教師需要審視教學內容與教學形式，思考如何讓課堂活躍起來、讓學生主動參與到教學中來；如何提高學生的學習主動性，全面培養(yǎng)學生的批判性思維、創(chuàng)造性思維、溝通與合作能力等核心素養(yǎng)。計算機領域的眾多教師積極行動，依據(jù)專業(yè)特點開展了基于對分課堂的教學改革探索與實踐。如吳紹兵等開展了基于對分課堂的Python語言程序設計教學探索[1]；鐘鋒開展了互聯(lián)網(wǎng)思維下基于對分課堂的混合式學習模型設計與實踐[2]；張恒汝等進行了網(wǎng)絡與系統(tǒng)安全課程中的“慕課+對分課堂”教學模式探索[3]；肖潔等開展了基于“SPOC+對分課堂”的混合教學探索與實踐[4]；黃斌等開展了“金課”背景下適時-對分課堂教學模式的構建及準實驗研究[5]。

本文將對分課堂引入程序設計基礎課程中進行探索與實踐，引導學生主動學習、積極參與課堂，營造良好的學習氛圍，踐行同伴互助學習，教學效果明顯改善。

一、對分課堂介紹

對分課堂是復旦大學張學新教授2014年首次在復旦教育論壇上提出的一種新型教學模式[6]，其核心理念是將課堂時間進行對分，把時間根據(jù)教學實際分配一半給教師講授，另一半由學生進行自主討論，強調以學生為主，強調學生對教學過程的參與，提升學生學習的主動性。

對分課堂的主要教學過程分由內容呈現(xiàn)（Presentation）、內化吸收（Assimilation）和討論（Discussion）3個階段組成，又簡稱PAD課堂[6]。它在教師講授與學生討論之間搭建了一座橋梁——引入心理學內化環(huán)節(jié)，使學生對教師所講授的知識進行思考并吸收后，帶著掌握的知識以及問題參與到討論中。學生之間通過交流加深對知識的整體認知，建立起相對完整的知識體系[7]。

對分課堂集聚了多種教學法，具有如精講多練、互助學習、自主課堂等優(yōu)點，是對傳統(tǒng)教學模式的一種變革。它從如何教變化到如何學，與工程教育專業(yè)認證的成果導向理念（OBE）相符，較為適合我國的本科教育現(xiàn)狀。在實際的教學實踐中，可以根據(jù)情況開展當堂對分或隔堂對分。

二、基于對分課堂的程序設計基礎課程教學設計

對分課堂是全新的教學模式，從如何教到如何學，從作業(yè)布置、課堂管理到教學效果評價，都與傳統(tǒng)教學有所區(qū)別。本課題通過借鑒其他高校的經(jīng)驗，開展教學研討和經(jīng)驗交流，基于提高教學質量和教學效率、滿足學生全面發(fā)展需求及能力提升的原則，分類整理了程序設計基礎課程的相關知識點，對對分課堂的混合式課程教學總體框架進行了設計。

（一）教學過程設計

1.課前環(huán)節(jié)

教師通過信息技術工具，提前告知學生下次課要講授的內容，并結合中國大學MOOC平臺上的教學資源，提前給學生布置預習內容。學生按照要求完成預習，并記錄疑惑點。教師可以根據(jù)學生完成預習的情況適當調整教學內容及教學進度。

2.課中環(huán)節(jié)

教師充分利用網(wǎng)絡平臺開展教學，根據(jù)課程理論體系與知識框架，強調教學內容的重點與難點，帶領學生對知識點進行分析，適時融入課程思政案例，強化學生的使命擔當與工匠精神。課堂講授環(huán)節(jié)注重精講留白，讓學生專注聽課，盡量不提問。課堂學習討論環(huán)節(jié)讓學生充分掌握教師的授課內容，實現(xiàn)課堂內化吸收，為課后作業(yè)奠定基礎。教師通過問卷星等平臺發(fā)布隨堂測試或問卷，掌握學生對知識的理解情況。教師在全班交流階段實現(xiàn)師生對話，解決小組凝練的高層次問題，同時可以形成課后環(huán)節(jié)的探究性問題。

3.課后環(huán)節(jié)

教師給出學習任務單，幫助學生繼續(xù)內化課程內容，以復習課件、觀看視頻、閱讀代碼、完成課后作業(yè)為主，引導學生寫出“亮考幫”（一種特有的學生學習總結表格），形成個性化的反思性學習成果。通過構建課后學習支持系統(tǒng)，減輕教師課后答疑的負擔，增加學生與同伴交流的機會。

4.時間分配

在常規(guī)理論授課階段，基本按照教師講授15分鐘、學生討論30分鐘、小組匯報25分鐘、教師總結20分鐘的時間分配進行設計。在實際執(zhí)行時，教師可以根據(jù)課程內容及學生的反饋情況進行適當?shù)恼{整。

（二）第二課堂支持

程序設計基礎課程的實踐環(huán)節(jié)對培養(yǎng)與提高學生的編程能力、計算思維能力有著非常重要的作用，單純的實驗課環(huán)節(jié)難以滿足專業(yè)發(fā)展的要求。教學團隊成員堅持“以賽促學、以賽促教、以賽促創(chuàng)”的第二課堂教學模式，充分利用河南農(nóng)業(yè)大學在線測評系統(tǒng)、智慧教育平臺及程序設計類實驗輔助教學平臺（PTA），配合課堂教學持續(xù)開展編程技能訓練、項目學習、新生周賽及程序挑戰(zhàn)賽等，積極引導學生參加“?！　獓摇比夈暯拥膭?chuàng)新訓練項目和學科競賽活動，促進學生獨立思考及創(chuàng)新能力的提高。

作為對分課堂的有益補充，倡導學生在課后開展同伴互助學習，包括課外平臺中的同伴互助學習、宿舍間的同伴互助學習，以及項目實踐案例的同伴互助學習模式等，以解決學生的個體差異，更好地提升學生的綜合能力。

（三）基于多維度的課程評價體系設計

根據(jù)對分課堂的教學實施及程序設計基礎課程的教學要求，教學團隊注重過程性評價，充分利用小組討論、在線評測系統(tǒng)練習、單元測試及期中測試結果、綜合項目實踐案例代碼提交和匯報情況、上機考試結果等過程性數(shù)據(jù)，構建多維度的課程評價體系，對程序設計基礎課程進行準確分析與科學評價。通過科學、客觀地評價課程在培養(yǎng)學生計算機應用能力和思維能力方面的教學成效，及時、準確地反饋學生的學習情況，促進課程教學效果的提升。

三、基于對分課堂的程序設計基礎課程教學實踐案例

基于教學團隊的研討及課程教學設計，對計算機類專業(yè)學生開展程序設計基礎課程的對分課堂教學實踐，融合知識、技能及品行三個方面的綜合能力培養(yǎng)，提高學生專業(yè)領域的勝任力。下面以循環(huán)結構程序設計的課堂教學內容為例，展示課堂教學實踐的過程。

在課前，任課教師通過微信群通知學生下次課的內容為循環(huán)控制結構，包括while循環(huán)語句、do...while循環(huán)語句及for循環(huán)語句，要求學生觀看中國大學MOOC平臺上的教學視頻，掌握基本知識，預習相關實例并完成學校在線評測系統(tǒng)上的5道題目。

在課中講授環(huán)節(jié)，教師強調本節(jié)課的重難點為循環(huán)控制語句，并通過實例（求累加和、階乘及求解水仙花數(shù)等例題）詳細講解三類循環(huán)控制語句的執(zhí)行過程。授課時間控制在15分鐘以內。

在學生的內化環(huán)節(jié)，時間控制在10分鐘以內，主要是對三種循環(huán)控制語句進行吸收理解，重點在于掌握循環(huán)控制語句的執(zhí)行過程及異同點。因為學生已經(jīng)完成了預習內容，并對在線評測系統(tǒng)上的題目進行了編程實踐，所以這個環(huán)節(jié)相對輕松。教師可通過問卷星等平臺設計幾道選擇題來檢查學生的知識掌握情況。

接下來，引導學生以“怎樣快速判斷一個整數(shù)n是否為素數(shù)”為例展開討論，時間控制在20分鐘以內。通過討論，可以得出通過不斷優(yōu)化循環(huán)次數(shù)（一是從2開始，直到n-1；二是從2開始，直到n的平方根；三是在n的平方根內排除2以外的偶數(shù)；四是再進一步，了解在大于等于5的正整數(shù)中，素數(shù)一定是出現(xiàn)在6的倍數(shù)的左右兩邊；等等）來改進算法執(zhí)行時間。在這一過程中融入精益求精的工匠精神等思政元素。學生在討論時可以提出新問題，發(fā)表自己的想法。教師可以在教室走動，引導學生積極發(fā)言、對同組學生的觀點進行判斷及思考。小組討論完畢，學生利用課間時間完成“亮考幫”表格內容的整理。

在小組匯報討論成果環(huán)節(jié)，時間控制在25分鐘以內，主要鍛煉學生的語言表達及歸納總結能力。每個小組代表簡短匯報小組討論的成果，提出新的問題。教師根據(jù)學生的匯報凝練探究性問題。

在教師總結環(huán)節(jié)，時間控制在20分鐘以內。教師對學生匯報的內容進行整理歸納，總結本節(jié)課的重難點，并解決小組匯報中存在的共性問題。

在課后環(huán)節(jié)，教師布置課后練習，組織學生開展同伴互助學習。一是在河南農(nóng)業(yè)大學在線測評系統(tǒng)上布置循環(huán)結構相關的題目；二是在程序設計類實驗輔助教學平臺（PTA）上設置同步實驗題目集，配合課堂教學持續(xù)開展編程練習。課后環(huán)節(jié)積極引導學生開展同伴互助學習，有助于培養(yǎng)學生互幫互助的學風，提升學生的自主學習能力。

在第二課堂環(huán)節(jié)，結合課堂教學內容，在周末組織周賽，提升學生在一定壓力下解決實際問題的能力。為達到較好的效果，教師可以采用線上參賽的形式，組織高年級學生（周賽出題人）分享題目的解答思路，組織現(xiàn)場互動答疑。

四、基于對分課堂的課程教學效果

大學教育不是單純的知識傳授，教師在授課的同時必須思考如何培養(yǎng)學生適應社會發(fā)展所需要的必備品格和關鍵能力?；趯Ψ终n堂的課程教學設計環(huán)環(huán)相扣，學生通過預習，在課前對授課內容已有所思考；在上課時，能全神貫注地聽講；在討論時，能迅速進入狀態(tài)參與互動，基本上能掌握課堂上教師所講授的知識。在課堂教學案例中，通過融入思政元素，培養(yǎng)學生的愛國情懷及工匠精神。課后組織學生開展同伴互助學習，幫助小組成員解決問題。對分課堂的課程教學逐步提高了學生的團隊協(xié)作、語言概括表達及分析解決問題的能力。學生參加程序設計類競賽所取得的成績也驗證了基于對分課堂的課程教學改革與實踐所取得的效果。近年來，學生獲得中國高校計算機大賽-團體程序設計天梯賽全國總決賽金獎等國家級獎勵80余項、省級獎勵200余項。尤其是2020年，學生獲中國大學生程序設計競賽（CCPC）金獎，實現(xiàn)了河南省高校在該賽事中金獎零的突破。

五、結語

基于對分課堂的程序設計基礎課程混合式教學改革與實踐，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性和學習創(chuàng)造性，教學效果提升明顯。下一步，教師團隊將完善每節(jié)課的課程設計，加大學生課后內化吸收的監(jiān)督力度，完善多階段課程考核方法，探索將對分課堂應用于更多專業(yè)課程。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 吳紹兵，王昌梅，賈學明，等.基于對分課堂的Python語言程序設計教學探索[J].計算機教育，2019（2）：53-56.

[2] 鐘鋒.互聯(lián)網(wǎng)思維下基于對分課堂的混合式學習模型設計與實踐[J].中國教育信息化，2021（4）：20-25.

[3] 張恒汝，王楊，劉忠慧，等.網(wǎng)絡與系統(tǒng)安全課程中的“慕課+對分課堂”教學模式探索[J].計算機教育，2022（5）：196-200.

[4] 肖潔，曹清國.基于“SPOC+對分課堂”的混合教學探索與實踐[J].南昌航空大學學報（自然科學版），2021，35（4）：115-119.

[5] 黃斌，王丹妮.金課背景下適時-對分課堂教學模式的構建及準實驗研究[J].高教論壇，2021（6）：58-63.

[6] 張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014，12（5）：5-10.

[7] 杜艷飛，張學新.“對分課堂”：高校課堂教學模式改革實踐與思考[J].繼續(xù)教育研究，2016（3）：116-118.

［責任編輯：黃緊德］