高校计算机公共课混合式教学改革研究与探索_聂黎生.pdf

第 22卷 第 2期2023年 2月Vol.22 No.2Feb.2023软 件 导 刊Software Guide高校计算机公共课混合式教学改革研究与探索聂黎生（江苏师范大学 智慧教育学院，江苏 徐州 221116）摘要：线上线下深度融合的混合式教学以其灵活、及时和持续的学习形式受到了广泛关注。混合式教学是高校教学的发展趋势，必将成为未来教育的新常态。以C语言程序设计公共课为例，梳理混合式教学的优势以及目前课程的教学现状。为进一步提高教学效果，提出教材内容体系化、网络平台个性化、学习资源立体化、教学评价精准化4个原则，保证了混合式教学的顺利开展。经过两年的教学探索，学生成绩大幅提高，人才培养成效明显，团队建设稳步推进。未来还需要动态更新教学内容，通过融入课程思政元素实现混合式教学常态下知识传授与育人效果的有机融合。关键词：C语言程序设计；教学改革；混合式教学；评价体系DOI：10.11907/rjdk.221120开 放 科 学（资 源 服 务）标 识 码（OSID）：中图分类号：G420 文献标识码：A文章编号：1672-7800（2023）002-0184-04Research and Exploration on the Mixed Teaching Reform of Computer Public Courses in Colleges and UniversitiesNIE Li-sheng（School of Smart Education，Jiangsu Normal University，Xuzhou 221116，China）Abstract：Hybrid teaching with deep integration of online and offline has attracted extensive attention for its flexible，timely and continuous learning form.Hybrid teaching is the development trend of college teaching and will become the new normal of education in the future.Taking the public course of C language programming as an example，sort out the advantages of Hybrid teaching and the current teaching situation of the course.In order to further improve the teaching effect，it is proposed to systematize the content of teaching materials，personalize the network platform，three-dimensional learning resources and accurate teaching evaluation to ensure the smooth development and implementation of hybrid teaching.After two years of teaching exploration，students achievements have been greatly improved，talent training has achieved remarkable results，and team building has been steadily promoted.In the future，we also need to dynamically update the teaching content and realize the organic integration of knowledge transfer and educational effect under the normal condition of mixed teaching by integrating the ideological and political elements of the curriculum.Key Words：C language programming；teaching reform；mixed teaching；evaluation system0 引言随着互联网络和移动终端的快速普及，在线教学手段使优质教育资源打破了时空限制，实现师生之间的及时互动和教学数据的实时采集。教师不用重复讲授教学内容，学生利用手机、笔记本等便携式设备实现了人人皆学、处处能学、时时可学的泛在学习。基于在线网络的MOOC教学使得学生真正掌握了学习主动权，可以根据自己的学习需求、知识背景、个人偏好、学习习惯选择学习内容和调节学习进度，遇到问题随时可以通过即时通讯工具向老师和同学寻求帮助。通过构建在线课堂，教师可以根据教学需要随时在手机上开展线上签到、随机点名、随堂测试、推送课件素材、布置作业、答疑讨论社区等教学活动，拉近了师生之间距离，师生、生生之间充分展开互动交流，大大弥补了传统课堂交流受限的不足。收稿日期：2022-02-11基金项目：教育部产学合作协同育人项目（202002247045）；江苏省高校“大学素质教育与数字化课程建设”专项（2020JDKT107）作者简介：聂黎生（1978-），男，硕士，江苏师范大学智慧教育学院副教授，研究方向为计算机公共课教育教学改革。第 2 期聂黎生：高校计算机公共课混合式教学改革研究与探索1 课程现状C语言程序设计是高等院校培养本科学生计算思维能力的计算机公共课，学生经过系统的理论和实践学习掌握计算机学科的基本知识和解决问题的基本方法，学会从计算机的角度思考问题，建立与计算机沟通的方法和技巧。目前高校开设的人文素质类课程较以往增多，导致分配到C语言程序设计课程的学时有所减少，教师为了完成教学任务，在授课过程中存在讲解速度过快现象。承担公共课教学任务的教师到达法定退休年龄退休后，由于公共课岗位吸引力不高，缺乏新教师的加入，导致师资严重不足，做不到以往小班化的授课方式，教学效果难以保证。C语言程序设计是一门实践性极强的课程，其实验教学的互动性强、创新性要求高，通过线上+线下的混合式教学，实现传统教学与在线教学的深度融合，解决计算机公共课面临的困境已成为当前教学改革与发展的必然趋势。诸多学者围绕混合式教学改革问题展开了深入探讨，主张通过重构传统课堂，更深入地融合线上和线下课程的优势，从浅到深地将学生引向深度学习，以达到更好的教学效果。例如，文献 1 从对学生层面的监督和教师层面的教学内容创设阐述混合式教学提升实验教学效果的优势；文献 2 通过依托网络平台、更新教学理念和完善多元评价探索了数据库原理与应用课程的混合式教学改革方法；文献 3 基于建设的线上资源，通过实施教学模式选择、教学流程安排、多渠道教学评价以及学生成绩评定几个环节阐述了程序设计基础类课程的混合式教学模式；文献 4探讨了基于任务驱动的程序设计基础混合式教学具体实施路径；文献 5 从在线学习、翻转课堂教学、上机实验和课程评价4个方面落实了C+程序设计语言课程的混合式教学改革；文献 6 提出了操作系统课程的线上与线下混合式教学方法、理论与实践混合式教学内容以及人工与智能混合式教学评价方法，提高了教学质量。本文以计算机公共课程C 语言程序设计为例，重点从教材内容体系、网络平台选择、学习资源建设以及教学环节评价等方面探索混合式教学改革方法，以期改变传统教学的不足并解决目前课时缩减和师资不足的问题。2 混合式教学改革探索基于江苏师范大学开展 C语言程序设计课程的教学经验，总结探索“四位一体”的混合式教学路径，其实质将教材内容体系化、网络平台个性化、学习资源立体化以及教学评价精准化4个原则贯穿于混合式教学的全过程。2.1重构体系化教学知识内容基于OBE教学理念7，重构计算机程序设计课程内容体系，采取以学为主、集中训练、强化产出的方法加强计算机实践能力训练，鼓励学生结合自己的专业参与项目驱动实践教学与科研活动。着重注意课程体系的结构划分，在内容设置上不仅要兼顾计算机教育的基础课特点，还要重视培养学科专业的计算机技术应用特色；不仅要考虑计算机运用能力的训练，还要兼顾计算思维的培养。C语言程序设计教学内容知识点琐碎，学习起来单调枯燥，学生刚开始就接触基本语言规则，无法感受到其具体的应用价值，极易产生厌学心态。通过重构教学内容体系，紧扣教学与实际开发需要。按照程序设计概论、基础语言、分支构造、循环构造、数组、函式、构造体、链表和文档等的使用顺序，按照认知规律巧妙设计实验教学活动，突出来龙去脉，环环相扣、循序渐进。重构后的课程通过分层递进的计算机程序教学体系，将基本语法规则渗透到各个知识点的教学过程中，并根据项目开发的逻辑关系在教学过程中围绕做中学、高阶性和挑战性的教学标准创设生动有趣的案例和真实项目。通过复原认知系统，诱导学习者积极探究问题的处理思路，从而充分调动学生学习兴趣，增强学习自主性，帮助其利用所学知识点解决实际问题8。2.2开发立体化网络学习资源精心构建立体化网络教学资源体系即是对教材所有知识点进行系统性的总结和分类，并根据教学大纲和教学目标，选择具有时代性、抽象性、层次特征的知识点，建立体系完备的教学框架，并由此形成整体意义上的知识框架。首先根据教学课程目标按照专题种类对教学内容进行分类，主要分为基础语言专题、程序结构专题以及常用算法专题；然后在充分考虑学习者个体化与持续性等学习因素的基础上，围绕各个专题建立网上课程框架目录；最后按照网络课程框架目录制定配套的微课、MOOC等各类数字化案例资源。案例教学包括创设问题情境、独立思考以及案例讲解等9，例如围绕素数判断制定系列专题，包括原理介绍、代码转换、代码构建、应用实例以及与素数判断相关的拓展学习资源。采用围绕主题、层次递进的教学方法，使学习者首先了解知识点、熟悉原理，进而逐步写出代码、总结代码架构，并运用于实际问题的处理。利用立体化的网络教学资源，自由制定个体化教学方法，以此充分调动学习者的强烈兴趣，进而提高教学效率，并取得优异的教学成绩。2.3完善个性化网络课程平台网络课程平台是各种教育资源的载体。完善的课程平台不仅可以承载教育资源，还能够追踪并控制学生的学习进度，为教师更好地掌握学生的学习状况提供数据支撑10。伴随数字化课程资源使用规模的迅速增长，知识点过载和教学迷航等诸多问题凸显，严重影响学习资源的推荐精度和效率，学习者在海量学习资源中挑选合适自身信息资源的难度随之加大11。通过逐步完善现有教育资源平台，积极引入人工智能、自主学习数据分析等新技术，形 1852023 年软 件 导 刊成高效的个性化推荐服务，为学习者提供有效的自适应学习诊断和个性化教学建议，并协助学习者寻找理想的同伴、专家和资源，形成学习者共同体，推动学习者实现深度自主学习。网络课程平台所具有的方便性与实时性在一定程度上可以培养学生的学习兴趣，增加与同伴间的互动频率，并推动信息化教学的普及；丰富的大数据分析支持能够通过跟踪记录学生的学习流程，为教师提供更多学情数据，使教师能够在第一时间内了解学生的参与度、回看率、学习时间段等，以便更加科学合理地调节教学方式；基于学生的登录数据、教学活动轨迹等历史数据进行聚类分析，从而调整教学流程，针对性制定教学规划，进而更加精准的推荐课程内容。2.4嵌入精准化教学评价环节监督评价作为课程重要的后置环节，是课堂教学的延伸。阶段课程结束，教师通过教育网络平台获得的学习数据分析结果和可视化报告评估学生的学习过程与学习结果，学生们也可以利用网络平台的学习数据分析对教师的教学效果进行反馈评估。通过教学评价环节，学生能够反思阶段学习的收获与不足，感受传统教学不具备的乐趣与优势，可以时刻保持警醒并积极主动参与学习，促进学习目标的达成。教师利用在线教育平台进行的大数据挖掘与分析能够掌握学生的学习状况，以更好地实施教学监测与评价。基于在线管理系统形成的智能教学环境可以即时追踪课堂教学流程，并监测学生的学习进展，了解阶段性教学效果，从而增强在线教学效果评估的精准性，为后续教学改革提供数据支持。3 实践效果与评价C语言程序设计课程在江苏师范大学已开设十多年，以往采用传统的线下教学模式。为顺应时代发展和教学改革趋势，2020年开始采用混合式教学完成教学任务。经过两年的改革探索，该模式的教学效果得到了有效验证。3.1学生成绩大幅提高，高分比例明显增多以我校数学与应用数学专业学生为研究对象，选取同一任课教师连续 3年所带的不同班级学生的测试成绩进行分析。该专业学生入学后随机分配到不同班级，学生知识基础基本相同，初始条件不存在显著差异。2019级学生采用传统教学，2020级与2021级学生采用混合式教学，学期结束后采用同一题库随机抽题完成测试，测试成绩按照优秀（100，85）、良好（85，70）、及格（70，60）和不及格（59，0）进行分段统计。2019-2021 级学生测试成绩分布见表1。可以看出，线上线下混合式教学模式在提高学习效果方面作用明显，2020、2021级学生相较2019级学生测试成绩平均分提升5分以上，优良率显著提高，不及格率大幅降低。3.2人才培养成效明显，综合素质显著提高学生通过平台可以方便获取教学大纲、上课 PPT、题库以及教学视频等所需资源，课程结束以后，学生的专业实践和创新能力进一步提升，在全国计算机能力挑战赛、江苏省大学生计算机设计大赛及领航杯江苏省信息技术应用能力大赛等赛事中屡屡获奖。同样以上述 3年学生为研究对象，在学生数量相当的情况下，各学年学生获奖统计情况见图 1。可以看出，接受混合式教学的 2020、2021级学生获奖率显著提高。3.3团队建设稳步推进，教研能力显著增强在后疫情时代，翻转课堂、混合式教学等创新教学模式将成为常态化应用。作为教师应当主动探究基于新技术和新理念的教学方法。混合式教学改革过程中的资源建设、信息化手段技术运用对于教师自身对程序设计技术的掌握、互联网思维的理解以及教学技能的运用都是一次洗礼和提升12。江苏师范大学计算机公共课教研室积极探索计算机公共课程的混合式教学改革，获得江苏省一流本科课程1门，教育部产学合作协同育人项目2项，还有10余项成果在江苏省教育技术作品大赛中获奖。未来将持续推进混合式教学改革，争取获得更多标志性成果。4 结语对高校计算机公共课程实施混合式教学改革有助于弥补传统教学模式的弊端和缺陷，为学生创建更加专业的学习平台，满足其多元化学习需求。随着教学理念的不断转变，混合式教学也面临新的挑战，如教学资源形式化、考核形式单一化、网络平台复杂化等13-14，今后必须从学校、教师、学生和平台多方面进行优化，以期实现混合教学效Table 1Distribution of students test scores表1学生测试成绩分布学年2019级2020级2021级学生人数969398平均成绩72.378.681.7所占比例（%）优秀21.8825.8127.55良好45.8355.9158.16及格18.7510.758.16不及格13.547.536.13 969398820238.3%21.5%23.5%0%5%10%15%20%25%0204060801002019年2020年2021年获奖率总人数获奖人数获奖作品统计总人数获奖人次获奖率Fig.1Statistics of award-winning situation图1获奖统计情况 186第 2 期聂黎生：高校计算机公共课混合式教学改革研究与探索果的最优化。此外，面对国际竞争日益激烈的当今时代，大学生群体的主流价值观受到西方意识形态的不断冲击，在教学过程中适时融入课程思政元素，不仅能提升学生对教学内容的兴趣，还可实现立德树人的教育目标15-16。今后将通过巧妙构思课程思政教学案例，充实和丰富课程资源，培养学生的家国情怀、文化自信和社会责任感等，将思想政治教育贯穿于人才培养的全过程。参考文献：1 CHEN Y Y，XIN J，YANG S Y，et al.Discussion on improving the students active learning ability by using blended experimental teaching J.Research and Exploration in Laboratory，2019，38（4）：205-210.陈友媛，辛佳，杨世迎，等.混合式实验教学提高学生主动学习能力的探讨 J.实验室研究与探索，2019，38（4）：205-210.2 YE C L，LI D C，TAN M，et al.Teaching reform and practice of blended teaching model for“database principle and application”course based on MOOCJ.Experimental Technology and Management，2020，37（7）：217-221.叶潮流，李德才，檀明，等.基于MOOC的“数据库原理与应用”混合式教学改革与实践 J.实验技术与管理，2020，37（7）：217-221.3 ZHOU X，ZHANG T P.Practice of online+offline mixed teaching mode of basic programming coursesJ.Computer Education，2021，8（8）：138-141.周翔，张廷萍.程序设计基础类课程“线上+线下”混合式教学模式实践J.计算机教育，2021，8（8）：138-141.4 GU C L，LUO J，LI X Y.Program design course reform driven by mixed teaching mode J.Software Guide，2021，20（4）：8-12.谷长龙，罗娟，李小英.基于混合式教学的程序设计基础课程改革 J.软件导刊，2021，20（4）：8-12.5 XU H Y，XU C.Practice of C+programming language mixed teaching reform based on network courseJ.Computer Education，2018（3）：100-104.徐红云，徐成.基于网络课程的C+程序设计语言混合式教学改革实践 J.计算机教育，2018（3）：100-104.6 QI H，LI Q，DI X Q，et al.Exploration of mixed teaching mode of first-class undergraduate course operating system J.Software Guide，2021，20（12）：207-211.祁晖，李奇，底晓强，等.一流本科课程操作系统混合式教学模式探索J.软件导刊，2021，20（12）：207-211.7 LI Y F.Teaching reform of application demands-oriented for programming course J.Software Guide，2021，20（12）：221-225.李运发.以应用需求为导向的程序设计课程教学改革 J.软件导刊，2021，20（12）：221-225.8 DONG W Y，SHAO Y L，LIU S B.Online and offline mixed teaching design of algorithm design and analysis courses based on in-depth learning strategy J.Computer Education，2020（2）：16-20.董文永，邵艳玲，刘树波.基于深度学习策略的算法设计分析类课程线上线下混合教学设计 J.计算机教育，2020（2）：16-20.9 LIU T，MA M R，NI W J.Exploration of mixed teaching mode of flipped classroom in data mining J.Software Guide，2021，20（8）：201-204.刘彤，马梦冉，倪维健.数据挖掘翻转课堂混合式教学模式研究 J.软件导刊，2021，20（8）：201-204.10 YANG L J，CHEN P，CHEN R，et al.Flipped classroom teaching mode：a teaching case of programming foundationJ.Computer Engineering&Science，2016，38（S1）：146-149.杨兰娟，陈萍，陈融，等.翻转课堂教学模式的研究以 程序设计基础 课程为例 J.计算机工程与科学，2016，38（S1）：146-149.11 NIE L S.Personalized recommendation of learning resources based on behavior analysisJ.Computer Technology and Development，2020，37（7）：34-37.聂黎生.基于行为分析的学习资源个性化推荐 J.计算机技术与发展，2020，37（7）：34-37.12 ZHANG G L，HUANG Q X，XING Y H.Exploration and practice of teaching reform in“number control programming and processing”course J.Experimental Technology and Management，2021，38（12）：192-196.张国梁，黄秋娴，邢义虎.“数控编程与加工”课程教学改革探索与实践 J.实验技术与管理，2021，38（12）：192-196.13 PAN X L.Problems and improvement methods in mixed teaching J.Computer Era，2020（6）：83-85.潘晓利.混合教学中存在的问题及改进方法探讨 J.计算机时代，2020（6）：83-85.14 QIN J.Problem analysis and countermeasure study of mixed teaching mode J.Hebei Agricultural Machinery，2017（11）：15-16.秦婧.混合教学模式的问题分析与对策研究 J.河北农机，2017（11）：15-16.15 DAI D D，TANG W M.Method and practice of the ideological and political course of Python programmingJ.Software Guide，2021，20（7）：203-206.代丹丹，唐万梅.Python程序设计课程思政方法与实践 J.软件导刊，2021，20（7）：203-206.16 JIA B M，KONG W B.Research on the curriculum ideological and political education of discrete mathematics teaching J.Software Guide，2022，21（2）：221-225.贾保敏，孔维宾.离散数学教学的课程思政探析 J.软件导刊，2022，21（2）：221-225.（责任编辑：尹晨茹）187