基于网络资源的高级语言程序设计双语课程混合式教学改革.pdf

91计 算 机 教 育Computer Education第 8 期2023 年 8 月 10 日中图分类号：G642基于网络资源的高级语言程序设计双语课程混合式教学改革贺军义1，张 丽2，张 敏1，3，王 磊1，王 娜1（1.河南理工大学 计算机科学与技术学院，河南 焦作 454000；2.河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 4540003；3.河南理工大学 教务处，河南 焦作 454000）摘 要：针对培养计算机国际化创新型人才中存在的问题，以高级语言程序设计双语课程为例，提出基于网课的线上线下混合式教学方法，从教材和网课选择、课堂教学方法创新、考核方式多元化改造等环节介绍教学改革实践过程，说明该方法可有效提高学生的双语课学习效果和自学能力，提升学生创新能力。关键词：网课；双语；线上线下；教学方法；高级语言程序设计；网络资源；混合式教学文章编号：1672-5913(2023)08-0091-04基金项目：河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目“双一流背景下中外合作办学国际创新人才培养模式与实践以计算机专业为例”（2021SJGLX115）；河南省高等教育教学改革研究与实践项目“新工科深化建设下联动打造三电 系列金课的教学模式改革与实践”（2021SJGLX374）。作者简介：贺军义，男，副教授，研究方向为大数据、物联网及其应用等，；张敏（通信作者），女，助教，研究方向为计算机应用技术，。0引 言习总书记在二十大报告中指出“加快建设教育强国、科技强国、人才强国”，人才是第一生产力，高校作为培养人才的重要基地，伴随着世界全球化飞速发展，社会对具有国际战略的复合型人才需求急剧增加，培养出国家需要的国际化、复合型创新人才是社会保障1。人才培养质量的保证是以每门课程具体实施为基础前提的，在国际化和复合型人才培养过程中，课程的双语化教学起到重要作用2。双语课程已经成为各个高校培养国际化复合型人才的重要手段2。另一方面随着信息化的飞速发展，以开放式网络课建设为特征的新型课堂正在改变传统的教学模式，慕课、金课等建设为高校教学提供了丰富优质的教学资源3-4，云班课、雨课堂等信息管理平台提供了创新教学方法的有效保障。1计算机专业双语课和双语课堂情况分析信息技术的发展速度决定了计算机课程具有与时俱进的特点，社会对计算机高层次人才的需求也与日俱增，用工荒、人才荒成为当今社会发展的一个矛盾，而另一方面，计算机专业几乎每个高校都有开设，计算机专业就业率普遍不高，两者之间的矛盾说明高校计算机人才培养没有满足市场需求，其主要原因是计算机专业人才的创新能力不足，不能满足社会对国际复合型人才的需求5。解决这一矛盾的人才培养目标改革，直接途径是课程，课程教学是保证人才培养的重要环节，以高级语言程序设计双语课为例，在培养计算机国际化创新型人才中，存在的主要问题如下。教材和教学手段单一，知识获取途径少，参考资料有限。传统的教学指定一门经典教材，一本书贯彻一门课，对于双语课，一中一英两本教材，学生学习参考相对单一，缺少知识获取途径，难以自学，尤其双语的学习效果不太明显，达不到双语教学目的。重理论、轻实践，动手能力差。高级语言程序设计是一门实践性很强的课程，但大部分学校重理论讲解，轻实践能力培养，在课程安排中以理论为主，比如 72 个学时中仅仅安排 16 个学时的实验课，很多学校没有课程设计，对学生的能202392计 算 机 教 育Computer Education力培养较少，导致很多学生会考试，但不会编写稍微有点规模的程序。双语课重形式、轻实质，学生英语能力差。对双语课的教学检查监督，很多学校仅仅检查教师是否使用了英文的课件，仅注重双语课的形式，而忽略了双语课锻炼学生外语能力的实质。教学方法落后，教师讲为中心。该门课大部分课堂时间都是以教师讲解、“满堂灌”式授课为主，由于该门课具有繁琐的语法结构，对很多刚开始学习编程的学生来说，记忆这些繁琐的规则很容易让学生失去兴趣，从而失去动手锻炼机会，导致学生会考试，而不会编程，动手能力弱。课程考核形式单一。传统的考核多以考试结果为主导，忽略了课程的过程考核，尤其对双语课的考核，多用中文试卷，缺少对双语课教学效果的准确反映，难以提升学生的综合素质。2基于网络资源的高级语言程序设计双语课教学方法与措施为了满足社会对计算机专业国际化创新人才的培养需求，从课程教学出发，结合在线开放课程、慕课等优质的网络学习资源，尤其选择优秀的外文教材和世界名校的教学视频，利用云班课、雨课堂等信息化管理平台，对传统的以教师讲为主的教学方法进行一系列改革，真正落实“以学生为中心”的教学理念，培养学生团队意识和自学水平，提升学生国际化创新能力。2.1优选网络课程，优化教学大纲，突出双语学习能力（1）为了培养学生的英文学习能力，丰富教材和学习途径。随着在线课程的开发，以慕课、金课为代表的网课资源，为教学过程的实施提供了丰富的资源，尤其是计算机科学与技术专业课程网络资源最为丰富。高级语言程序设计这门课相关的课程学习资源极其丰富6，大部分都配有视频学习资料，为双语课的教学改革奠定了良好的基础。（2）为了突出实践创新能力的培养，对课程教学大纲进行优化。在原培养方案基础上，增加实验室动手实践学时，让很多编程教学内容在实验室里完成。加强课程设计，进一步增强学生的创新能力，突出动手能力，让学生真正在学习过程中做到学以致用。2.2基于中外网课的线上线下混合式对分翻转课堂，突出自学和团队合作能力为了突出学生创新创业能力，从过去以“教师教”为主的“满堂灌”形式，突出以学生为中心的“学生学”为主的混合式对分翻转课堂。将网络作为第二课堂，尤其选用中外网课，提升外语知识，加强自学能力，上课教师重点把控学习质量，答疑解惑。（1）课前线上网课自学。教师根据课堂重难点，课前设置作业驱动，给出网课学习链接或视频，要求学生课前自学完成所有学习任务。为了保证学生学习情况，采用分组组长负责制，借助云班课管理平台，追踪每个学生学习情况，记录自学视频分和完成作业分、问题收集分、学习效果分等平时分，该过程中强化了学生自学能力、团结和互帮互助精神。（2）课堂答疑解惑。课堂教师转变传统的主讲角色，重点以答疑解惑为主，把控学习质量，确保每个学生学习效果。该过程针对学生遇到的问题，提高了课堂教与学的效率。（3）课堂把控质量，确保知识内化。完成对每节课的重点难点知识考查，确保每个学生的学习质量。结合最新技术，围绕知识点，助学生知识内化，提升能力，融入思政，育人同行。2.3利用信息化手段，改革考核方式，突出平时成绩和综合素质（1）加强平时自学管理。通过云班课、雨课堂等信息化管理平台，对学生学习情况进行实时高效管理，及时发现并解决问题；通过作业完成情况和提问记录，分析学生学习情况，并鼓励学生自学与提问。（2）增加创新能力考核。基于科研和竞赛引领，重视创新能力培养，在课程中，设定多个项目让学生完成；同时鼓励学生积极主动参加各类学科竞赛，让竞赛反哺课堂，以赛促教，提升学生学习兴趣，增加创造力。（3）多元化考核结构。对考试考核方式进行改革，注重知识学习和创新能力，从传统单一的试卷考试，到采用“平时课堂表现+动手实验能力+学科竞赛能力+期末考试”等形式多样的考试考核制度，提升学生对课程的理解，促进学习常态化，提升积极性，做到学以致用。教改纵横第 8 期933案例分析与实施效果1）教材等学习资料选择。教材是一门课的基础，尤其对双语课而言，选择好的教材能事半功倍。中国 MOOC、bilibili网站等网络资源丰富，高级语言程序设计课包含了来自清华、北大等著名高校的知名教授主讲课程，根据学校培养要求，选择内容相近、具有知名度的程序设计课程、中英文教材或视频建立自己的高级语言程序设计双语 SPOC 课堂。视频学习资源选择斯坦福大学的High level programming language 和山东理工大学马新娟老师的网课作为基本学习视频，形成一中一英的双语课程体系，建立双语线上课堂。山东理工大学的课程难度相当，且网课较为完善，有完整的视频学习资料，如课件 PPT、习题作业等。同时，为更好地提升学生英语口语能力，增加 bilibili 网站上 myCodeSchool 的C Programming Tutorial公开教学视频作为补充，该教学视频口语清晰、讲解细腻，非常适合学生英语口语练习。2）实践改革。为突出实践能力培养，对大纲学时进行重新组合，将理论学时减少，加强实验和课程设计。该课一般 72 个学时，其中 56 个理论学时和 16个实验学时，大部分没有课程设计。进行重新调整后，改为 40 个理论学时，32 个实验学时，让很多编程教学内容在实验室里完成。另配有相应的 16 学时课程设计，增强学生创新设计能力，突出解决实际问题的能力。以学生信息系统管理软件设计为例，3届学生完成该课程设计作业学生信息管理系统的情况记录见表 1，参与课程设计人数、完成各个功能模块人数、参加学科竞赛人数逐年增加。3）教学方法实施。从 2018 年春季开始，通过对计科合高级语言程序设计双语课课堂教学方法进行改革，2019年开始逐步探索“课前线上网课自学、课堂答疑表 1 学生课程设计作业的完成情况统计年级参与人数信息建立查找删除全功能参加竞赛20193198122020302522101420213231302828解惑、课堂把控质量知识内化”三步走的混合式对分课堂，突出学生自学和创新能力培养。具体实施过程如下。（1）课前，将全班 30 名学生分为 6 组，每组 5 人，组长负责，为自学管理奠定基础。教师根据课程重难点，对每一章节、甚至每一小节课都课前做好精心设计，线上布置好问题和作业，要求学生通过自学并按时完成；给出每一部分要学习内容的网课链接或相关视频，包括建立的补充学习视频等材料；借助云班课管理平台，发布作业和任务、要学习的视频、学习时间要求等。利用云班课管理平台中的视频学习时长、学习次数、作业完成情况等来管理学习情况，帮助学生自学完成所有的学习任务，辅助教师精准掌握每个学生的学习实时情况。（2）课中，教师主要根据云班课上收集的每组学生存在的问题，重点答疑解惑，帮助学生解决自学过程中的问题。以“循环语句双重 for 循环”为例，根据布置的作业任务，云班课上收集的问题有三大类，一是关于英语词汇不足，感觉学习吃力；二是对 while 语句和 for 语句区别不是太明白；三是双层循环的实际应用能力不足。课堂上重点先围绕这 3 个问题通过答疑和实例让学生消除掉困惑，这个过程占了课堂 1/2 左右时间；当学生都明白后，简单回顾总结重难点双层循环的应用方法。通过实时抽查，让学生来讲解作业或实例，比如绘制一棵圣诞树。并给出每组完成分、课堂表现分、测试分等课堂分。（3）课后，教师完成对每节课的重难点知识考查后，根据本节课内容，进行作业巩固练习以及下节课的重难点、视频、学习任务、习题等云班课布置，返回到（1），形成良性循环。4）多元化考核。（1）通过云班课信息化管理平台，记录每个学生的中英文慕课学习情况，如观看视频的时长、作业完成的时间及学习课件的情况等；每周进行一次总结，对个别学生及时干预，发现并解决问题；通过作业完成情况和提问记录，分析学生的自学情况，帮助学生及时调整，学习情况记录作为平时考核一部分。（2）过程中增加创新能力考核，重视科研和竞赛，为重难点内容设定项目让学生完成，如在第一章流程图讲解后，设定“鸡兔同笼”小项目，202394计 算 机 教 育Computer Education让学生分组来完成；数组部分学习后，学生已可尝试工程量较大的程序开发，根据科研项目情况，鼓励学生参与到科研项目，了解大型程序设计。（3）对考试考核方式进行量化处理，利用云班课管理，该课程的成绩=平时课堂表现（20%）+动手实验能力（20%）+学科竞赛能力（20%）+期末考试（40%）（如图 1 所示），这种分配很好地提升学生对该课程性质的认识，注重动手能力。人，参加学生几乎涵盖了学生的 70%以上，学生的创新能力得到明显提升。近几年来，河南理工大学与爱尔兰利莫瑞克大学在教育部的管理下，2013 年开始通过中爱计算机合作办学项目招生，每年计划招生 120人，迄今有 7 届近千名学生毕业，计算机专业学生毕业情况明显得到好转。依托学院计算机合作办学这一平台，42 名学生出国学习并获得国外学位，20 余名学生继续选择在世界 500 强高校继续攻读硕士或博士学位，有多名学生归国后在世界 500 强企业上班。通过保研或选拔考试，近百人进入国内一流大学或研究院继续硕士深造，如从 2019 年开始，每年都有考入到同济大学、西安交通大学、中科院计算机研究所等重点大学读研深造。在参加科研或学科竞赛方面，计科合的学生参加竞赛并获奖人数逐年增多，获得省部级以上的奖励近百项，其中计科合 2021 级学生负责的产品参加第 8 届国际互联网+创新创业大赛并获铜奖。4结 语基于网络资源的高级语言程序设计双语课程围绕以学生为中心，提升学生创新能力而进行了一系列教学改革，从培养方案课程参考教材选择开始，到课堂教学方法创新，与时俱进，线上线下混合式教学，注重能力培养，实践驱动创新；最后到培养效果考核上，采用从单一考试到多元化考核改革，突出过程重要性。鼓励学生积极参加国际“互联网+”等大学生创新创业竞赛，有效地提升了学生的团队精神和创新能力，为解决用人单位对高素质计算机人才需求和大量毕业生就业较低之间的矛盾奠定了基础。计算机专业学生的创新创业能力得到大幅度提升，实践证明，这一系列措施和办法是有效可行的。图 1 高级语言程序设计双语课考核组成各项占比00.050.10.150.20.250.30.350.40.45平时表现 竞赛科研 实验动手 期末考试参考文献：1 程谊.学科竞赛背景下的创新创业人才培养模式探讨J.创新创业理论研究与实践,2019(18):107-108.2 杨珏,张文明.以科技竞赛为载体提升大学生创新实践能力J.中国高等教育,2014(20):30-323 谢正兰.“互联网+课堂”线上线下融合教学模式改革研究与实践J.科学咨询(科技管理),2018(5):132-133.4 温柳英,方宇,何玉婉.基于SPOC+翻转课堂的国际生计算机基础课程混合教学方法探索J.计算机教育,2019(12):93-96.5 王利娥,刘红翼,吴璟莉,等.慕课背景下的大学计算机基础课程混合教学模式J.计算机教育,2019(8):51-54.6 徐昊.C 语言程序设计双语教学探究J.电子测试,2013(14):167-169.（实习编辑：欧 阳）5）实施效果。通过以上各个阶段学习和考核后，学生参与学科竞赛的主动性和积极性得到明显提升，双语课学习效果显著。改革之前，学院鲜有队伍参加各类学科竞赛，每年参加四六级考试热情不高，雅思托福考试更少，对学科竞赛参与度不大，每年获奖省部级以上的学生寥寥无几。近年来，通过改革，学生报考四六级达到 80%以上，每年雅思报考人数也超过 20 人，通过率提高明显，去国外学习人数增加，就业外企人数增加；学校每年组织学生参加比赛千余项，在“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生数学建模竞赛、ACM-ICPC 国家大学生程序设计竞赛、全国大学生智能汽车竞赛等赛事中成绩显著。从截止到 2022 年底的统计情况来看，近 3 年，计科合专业学生参赛并获得省部级以上奖励的学生近百