互联网技术助力的轻量级混合教学模式研究

张华 黄文斌 关焕梅 高建华 王先兵

摘要：针对高校非计算机专业的程序设计类课程课时少、内容多、实操强度大和学生专业背景复杂的实情，借助互联网教学工具、学习平台和线上课程，设计一种教师易操作的轻量级混合式翻转课堂教学模式。该模式以面授课堂为重点，线上学习作为辅助手段，采用参与式教学方法，课内既讲重要知识点，又增加交流互动环节，激发学生积极思考和大胆提问。教学实践证明教师可以采用该模式实现个性化教学，教学效果好于传统教学模式，教学方法也得到了学生的认可。

关键词：混合教学;翻转课堂;教学模式;程序设计;互联网

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）12-0185-03

1引言

计算思维能力是大学计算机基础课程教育过程中一个重要的培养目标，而编程实践在培养大学生的计算思维和信息素养中起到重要作用，因此许多高校在理工科类新生入学后开设了1门计算机程序设计课程（采用的语言包括C、C++和Python等）。这类课程的内容较多，要求学生进行大量实际编程训练，而且面向全校不同专业的学生，学生的信息技术基础参差不齐。近年来，学时还在不断被削减。传统的灌输知识型的教学模式已不适应新时期程序设计课程所面临的形势。那么，如何在程序设计类课程的教学中引入新的教学模式受到了广大相关教育工作者的关注。

2混合教学模式研究

2019年2月23日，中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》，强调要加快推进信息化时代的教育变革，利用现代技术加快推动人才培养模式改革，重塑教育教学形态嘲。“互联网+”催生了一种新的教育生产力，打破了传统教育的时空界限和学校围墙，引发了教育教学模式的革命性变化。

慕课作为一种网络学习平台，自引入我国后，以其开放式资源、自主式学习、交互式教学等特点备受国家相关部门广泛关注。2019年4月9日，“中国慕课大会”在北京举行，会议公布我国已建设1291门国家精品在线开放课程，12500门慕课上线，超过2亿人次学习慕课。这些优质的资源为学生提供了一个自主学习的平台，很大程度上培养了学生的自学习能力，同时也给学生提供了独立思维的空间，使学生得到创新思维意识的训练与培养。

充分利用慕课和微课资源，积极地变革大学教育的教学与管理模式，把传统的线下面对面授课和线上资源相结合的混合教学模式成为当前大学教育研究的热点，慕课线上教学与传统课堂教学结合的混合教学模式随即产生。

这种混合教学模式将整个学习阶段分为课前基于任务的自主学习，课内师生互动的指导学习，课后巩固和评价。课前教师布置学习任务，学习者通过在线视频进行学习，互相交流学习心得并通过在线测试练习巩固，掌握知识点;教师在课堂上主导研讨，进行课程实践和解析，对知识进行升华，对学习成果进行点评;课后教师布置实践任务，学习者拓展知识，深化理解和掌握，提交成果，教师进行点评。

基于慕课平台的混合教学模式属于重度混合模式，在教学过程中要求课前线上学习知识点、做习题，课堂上运用，课后线上巩固。学生在课外要花大量时间去完成线上的学习任务，通过专门设计的课内教学活动，学生能充分理解运用和建构新知，效果好。但是，实践显示比较适用于40人以下的小班，重点学生或者重点课程。然而，非计算机专业的程序设计类课程不是学生培养方案中的重要专业课，班级人数一般大于40，也没有助教。

因此，针对不同课程的特点和具体教学环境设计相应的教学模式，才能充分利用好线上资源和线下课堂的优势，这是需要教学工作者在实践中总结经验和进一步深入研究的。

3面向程序设计类课程的轻量级混合式翻转课堂教学模式

在全球教育信息化时代背景下，互联网不断赋能全球教育，涌现了微助教、雨课堂、云班课和学习通等信息化教学工具，以及EduCoder、拼题A、Python123等线上实训平台。通过在实际教学中不断摸索，针对非计算机专业程序设计类课程设计了一种轻量级混合式翻转课堂教学模式。

3.1教学模式设计

轻量级混合教学模式的设计理念是线上线下轻度混合和轻度翻转本地课堂，把面授课堂作为建设重点，线上学习作为辅助手段，充分利用课内学时，尽量占用学生较少的课外时间。在教学过程中充分利用基于互联网的教学平台（EduCoder和微助教）和移动APP（微助教的微信公众号和QQ）的便利性，在课前进行线上预习，课堂上借助工具加强交流互动，课后自主完成线上扩展练习和巩固。特点是提升学生的课堂参与度，提高课堂效率;扰动较小，容易操作;适用于40人以上的大班。

在课程的一次開课过程中，教师的活动主要包括分析课程背景，设计线上线下教学内容，制定教学计划，收集和制作学习资源，设计教学活动，设计学习环境，开展教学，总结与反思等;学生的活动包括了解课程学习方式，在老师的指导下线上自主学习，查阅学习资料，积极参与本地课堂交流互动，分享和汇报小组项目，总结与反思等。

轻量级混合式翻转课堂教学方案围绕课前一课中一课后教学和学习环节设计，如表1所示。通盘考虑理论课和实验课，把两个课堂都纳入混合式教学过程的课中环节，设计各环节的主要任务。

下面假设在教学资料准备好的情况下，以一周内的一次课为例，介绍各教学环节的具体教学任务和实施方法。

（1）课前准备。教师在上课前的2-3天就要开始课前的准备工作，包括推荐（不强制要求）微课视频（微课版教材提供）或慕课;通过微助教发布课件，供学生预习，以便学生了解即将学习的内容;通过微助教发布少量测试题;教师在上课前在微助教中检查学生的预习情况，包括浏览课件的人数和测试题答题情况，微调课中教学安排。

（2）理论课堂。把一节45分钟的课划分成3个左右的主要教学块，每个教学块先由老师讲解重要知识点，然后是互动，互动可以是微助教中的测验，或者是讨论程序设计和编程方法。理论课的师生互动时间占比在1/2-2/3。利用微助教的答题和课堂反馈功能，教师可以收集学生对本次课堂中的各知识点的理解情况和对教学方式的感受，然后立即进行针对性的答疑。

（3）实验课堂。在课前准备阶段，提前布置实验课上要做的练习和作业。把90分钟的实验课分成两个部分，分别是合作编程练习和独自完成作业。教师发布小组任务，学生分组进行编程练习，然后各小组汇报结果，学生通过微助教进行相互间的评价。实验课上随时解答学生的问题，并针对共性问题向全班进行讲解。学生把程序的源文件提交到互联网上的作业系统，教师在作业系统中可以查看每位学生的提交情况和作业答题情况，在机房内及时进行一对一的交流。由于非计算机专业程序设计课程的学生的信息技术基础参差不齐，针对学生的理解程度和学习速度不同的实际情况，每次作业中设置了多个层次的编程题，以必做题、选做题和拓展训练题的形式发布。既可以让每位学生都能完成足够的训练，也满足了能力较强的学生对编写程序解决更复杂或更接近现实问题的需求。

（4）课后巩固。通过QQ这种人人都会用的即时通讯工具，学生可以随时把学习中遇到的问题发布出来，学生和教师都可以帮忙解答。程序设计课程的实践性很强，需要大量练习。教师在EduCoder（对高校免费开放的互联网技术教育实训网站）上发布课外编程练习题，学生可以自主安排实践，在线进行训练，并由系统自动检查提交的程序代码。

这种轻量级混合式翻转课堂教学模式具有以下特点：

（1）课堂上讲重点，留出时间让学生参与和扩展课堂教学;

（2）注重互动、激发学生思考;

（3）实时获得教学反馈，可以随时调整授课内容，实现个陛化教学;

（4）把提升学生综合能力作为主要目标。

3.2教学实践效果

近几年，在《C语言程序设计》《C++程序设计》和《Python程序设计》课程中进行了混合教学实践，教学效果相较于以前传统教学模式的课堂有明显的改善，特别是课堂氛围和学生的学习热情。主要体现在以下几方面：

（1）学生到课率一直保持在较好的情况。

（2）在课堂上能够一直保持较高的关注度，积极参与教学活动的学生比率很高。

（3）在课堂上响应教师提问的学生越来越多，能够主动提问的学生也在增加。

（4）能够在规定时间内完成编程作业的学生人数也增加了。

（5）有更多的学生主动去完成更多的选做和扩展编程题。

（6）学生提交的程序源代码的质量也有提高。

（7）有更多的学生参与小组项目，并在课堂上分享和汇报。

下面介绍在最近结束的程序设计课上通过问卷调查了解到的学生对新教学模式的认可度和满意度情况。其中，参与调查的学生人数为65。

問题1：本课程采用的几种教学工具和平台中，你认为哪几种有助于学习？

设置4个选项：[A]微助教;[B]QQ群;[C]作业系统;[D]Edu-Coder。学生选择的结果如图1（1）所示，显示学生认可教学中采用的几种教学工具和学习平台。

问题2：你喜欢本门课采用的哪几种课堂教学方式？

设置4个选项：[A]微助教课堂练习;[B]在纸上写程序;[C]老师和同学们以讨论方式设计和编写程序;[D]老师和同学们一起读程序。学生选择的结果如图1（2）所示，显示学生更倾向师生互动方式的C和D。

问题3：学完这门课，你的收获达到预期了吗？

设置4个选项：[A]达到了;[B]收获超出预期;[C]有收获，但是不多，没达到预期;[D]没有收获。学生选择的结果如图1（3）所示，有78%的学生满意教学效果。

问题4：在本课程的学习过程中，你还同时看哪些资料？

设置4个选项：[A]中国大学MOOC课程;[B]教材配套的微课视频[C]国外的在线课程[D]没看上述资料。学生选择的结果如图1（4）所示，显示有75%的学生通过1种或多种线上课程在课外自主学习。

4总结

非计算机专业程序设计类课程采用轻量级混合式翻转课堂教学模式，借助互联网教学工具和学习平台把面对面课堂和线上学习有机结合，在很大程度上克服了传统教学模式的不足，激发了学生学习的兴趣，大部分学生都能够积极参与课堂的教学活动，培养了学生自主学习的能力，还解决了传统师生和生生交流受空间和时间限制的问题。教学实践证明这种教学模式适应程序设计类课程教育变革的新形势，教师可以灵活操作和实现个性化教学，教学效果也得到了学生的认可。