程序设计课程混合式教学模式的探索与实践*——以燕山大学《计算机应用基础与程序设计》课程为例

李贤善，赵逢达，穆运峰

（燕山大学 信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004）

一、引言

混合式教学是近几年兴起并快速发展的一种新型教学模式。所谓混合式教学是指各种教学方式的结合，即将多媒体教学方式与传统课堂教学方式相结合，将基于网络平台的多种资源共享方式与传统的教师传授方式相结合，将学生个体学习和分组学习方式相结合的教学模式。混合式教学不仅使教师在指导和启发中起主导作用，也能充分体现学生在学习过程中的主动性。[1]

软件工程专业是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的、高质量的软件的学科。[2]《计算机应用基础与程序设计》是燕山大学软件工程专业的第一门专业课。该课程对提高学生的专业认知水平、专业学习兴趣和信心都起到至关重要的作用。

多数软件工程专业的新生对专业知识、专业特点，特别是程序设计知识知之甚少，很多学生在第一门专业课的学习中被挫败，产生畏难情绪，有些甚至直接放弃专业。如何在第一门专业课中正向引导学生，培养学生自主的专业学习能力，让学生在了解专业的同时，顺利掌握第一门编程语言，从而对专业产生兴趣，这些问题始终存在并亟待解决。

传统以课堂授课为主的教学方式一般在多媒体教室授课，由于程序设计课程实践性要求较强，教师在课堂上演示之后，大多数学生课后都存在“忘了怎么做”的困惑，教学过程效率偏低，对实践能力的培养效果不够理想。

传统的教学方式中仅通过相互独立的实验来进行学生实践训练，学生学习之后只会做题，不知道什么是软件，缺乏软件整体设计概念和思路，遇到实际问题无从下手，实践环节效果欠佳。

要提高教学效果，必须充分发挥教师的主导作用和网络资源的作用。课堂教学有利于教师主导作用的发挥，有利于教师监控整个教学活动进程，系统地传授科学知识；而教育信息化环境在学生学习方式的变革中起到了中坚作用，它凭借丰富的数字化教学资源和各种交互工具、认知工具，促进了学生由被动接收知识到主动学习的发展。[3]

混合式教学融合了多种教学模式的优势，打破了传统的课堂教学模式，同时也突破了传统远程教学无法实施有效沟通和交流的局限。《计算机应用基础与程序设计》课程具有实践性强、与信息环境及互联网环境联系紧密等特殊性，非常适合开展混合式教学。

二、混合式教学模式下的课程设计

开展混合教学的目的不是要机械地翻新传统教学方式，硬性增加数字化网络教学平台的使用，而是希望通过不同教学手段的引入和有机结合，使初入专业的学生能够更好地开展学习活动，从而激发学生对专业知识学习的兴趣和热情。

针对国内外软件工程专业第一门专业课授课内容存在的问题和争议，结合燕山大学本科生源实际情况，课程选择弱化语法规则，方便图形用户界面设计的C#作为编程语言，引入简单易实现、多点覆盖专业知识的项目教学，让学生可以在第一门专业课中体验软件工程专业的概貌，让第一门专业课在传授给学生编程技术的同时，更好地完成专业导论的作用。

课程采用Moodle在线教学平台进行辅助教学，该平台是一款开源的课程管理系统，具有交互性强、模块化等特点，教师和学生可以通过Moodle在线教学平台进行教学互动。[4]

课程以学生为学习主体，将学生的学习分为课前预习、课内跟学和课后提升三个部分，从而实现网络资源、传统授课、平台交互和现场讨论几种教学方式的混合，《计算机应用基础与程序设计》混合式教学模式教学过程如图1所示。

图1《计算机应用基础与程序设计》混合式教学模式教学过程示意图

在教学过程中以学生为中心，教师起组织者、引导者的作用，除完成传统课内教学、Moodle平台上课程资源的设计及管理外，还应合理设计项目题目和实验内容，激发学习者的主动性、积极性和创造性，引导和鼓励学生利用现有技术文档和互联网资源解决自己遇到的问题。

三、混合式教学模式下的课程实施

在推进《计算机应用基础与程序设计》课程混合式教学的过程中，根据制定的教学内容设计多种与之匹配的教学方式和手段。

1.课内与课外的混合教学

在课堂教学中，采用了可视化的程序设计讲授方式，即当场在计算机上输入代码，从变量的声明到语句的流程，边编写代码边与学生共同探讨问题求解思路。

在课外学习中，引入Moodle网络教学平台。学生没有掌握的典型算法和例题，可以通过教学平台获得相关的资料进行自学。Moodle平台上的课程资源如图2所示，其所示课程网址为http://211.81.240.20/course/view.php?id=7。

图2 Moodle平台上的课程资源举例

教师通过该平台可以方便地发布教学要求、作业要求和预习要求，学生通过该平台可以方便地进行作业提交、查看教学动态、获得教师反馈。同时，学生可以通过该平台的使用，了解和体会成熟软件的风格、特点，还可以提出自己的改进想法。

这种混合教学发生在教学资源和教学环境的混合基础上，可以很好地发挥以教为主的教学模式的优点，同时又能体现以学生为主的教学模式的优势；既体现教师的主导作用又能突出学生的主体地位，使学生在教师的指导、帮助下积极主动地探究学习。

2.个人和小组的混合教学

为了平衡学生间的差异，培养学生的团队协作意识，把学生划分为若干个小组，每个小组4-5人，讨论课以小组为单位，课外学习也支持以小组开展。讨论课过程中引入竞赛积分机制，由教师在授课过程中抛出问题，各组限时讨论，给出解决方案，再互相评分。

在整个课程进入后期的时候，解散小组，转为个人学习方式。每个同学都要独立完成教师布置的实际项目，用学到的知识开发一个特定功能的系统，譬如一个小型管理系统或者一个小游戏。

小组的方式打破了学习的封闭性，加强了学生间的交流；个人完成项目方式避免了学生的依赖性，加强了学生独立解决问题的能力。

3.听课与自学的混合学习

除课内授课外，由教师录制教学视频，教学视频与课程进度保持一致，每个视频长度控制在15分钟左右，主题明确，每个主题要将相关知识穿插连接。在该课程中，教学视频分15个主题，采用录屏方式，视频主题如表1所示。

表1 录制视频主题

课程视频内容分三个部分，即环境使用和入门的初级阶段、编程基础知识讲授的中级阶段、软件制作要素的高级阶段。

课堂教学和这里的学习主体对象不同，前者是指教师，后者则以学生为主体。每个学生的学习习惯和注意集中时间各不相同，听教师讲课获得的知识量和理解程度偏差非常大。上课是不可取代的教与学的传统模式，但课外自学和作为课内学习的补充式自学也必不可少。与课程学习进度和内容直接相关的教学视频提供了一种互联网环境下的有益补充手段。

4．笔试、机考、讨论与项目的混合考核

多种考核方式能够更好地反映学生的学习情况，传统的笔试是考核学生的最根本手段，笔试考核可以让教师清楚地了解学生当前的学习状态和知识掌握情况；实验课中的随堂机考可以扩大考核内容和范围，自动评阅程序可以节省批阅时间，提高测试效率；讨论课的考核侧重于学生的团队协作意识和现场应变能力；项目的独立完成情况则能更好地反映出学生对专业知识的学习程度、综合问题求解能力和扩展自学能力。

我们的课程采用5+1+1+3的混合式考核方式，考核各部分所占比重如表2所示。

表2 混合考核模式说明表

四、混合式教学模式下的多种课程教学效果评价

无论什么样的教学改革都具有一定的探索性和试验性，改革的效果不仅要根据学生考试成绩，还要考虑多方面的因素。因此，每轮课程结束后都应对整个课程开展过程中的测验、问卷、学生作品、课堂反应等进行统计和分析。

1.传统的考核分析、学生成绩分析

通过该方式，可以较好地掌握学生对知识的掌握程度，分析出讲授知识与学生获得知识之间的差异。当然，这里指的考核分析，不仅仅是对试卷的分析，还有对学生项目实现情况、答辩情况、实验情况的分析。

2.对学生评教情况的分析

学生评教是对教师的课内教学质量和效果进行评价的一个重要途径，对于师生这种双边教学活动的效果评价是非常有益的。

由于《计算机应用基础与程序设计》是专业第一门程序设计课程，而且实践性很强，学生接受存在一定困难，很难对课程满意。混合式教改之后，由于多种教学方法和手段的引入，特别是在线教学平台的使用，使学生的学习变得条理清晰、生动有趣，因此，本门课学生评教环节获得优异成绩。

3.问卷调查

问卷调查是社会调查里的一种数据收集手段。问卷调查能够更好地反映出学生对课程的真实感受，可以有效地收集学生情况。

经过设计，我们针对课程中的一些问题设计了一份调查问卷。问卷调查在Moodle平台上向所有上课学生开放，如图3所示。图3中的问卷网址为http://211.81.240.20/mod/quiz/attempt.php?attempt=19319。共有215名学生完成问卷，回收有效问卷215份，有效率100%。

图3 Moodle平台上的调查问卷举例

通过问卷调查，学生对于程序设计课程有了比较明确的认识，教师对于学生的学习状态也有比较清楚的把握，同时对混合式教学的推进有了更好的把握。下面列举几个问卷问题及学生回答情况的统计图，如图4所示。

图4 调查问卷结果举例

通过图4可以看出，学生在课堂教学过程中更倾向于将传统教师讲授和自己实际操作结合在一起，学生更喜欢实验课，因此传统的仅有教师讲授形式的教学效果并不好。

此外，学生在课外自学的时候，有相当多比例的学生喜欢使用网络教学资源，且有大量的学生喜欢项目实践。这些调查结果充分说明单一式授课方式已经不能很好地满足学生进行程序设计课程学习时的要求，混合式教学模式收到更好的教学效果。

五、结论与思考

软件工程专业是与实践紧密结合的工科专业，程序设计课程是软件工程专业的第一门专业课，这门课在丰富学生专业知识、培养学生学习兴趣、建立学生学习信心等方面处于十分重要的地位。

本文将混合式教学模式应用于该课程，引入先进的网络化教学手段，引入项目式教学形式，引入讨论课，从而达到从课程内容到课程教学形式和手段的变革。在该类课程中采用混合式教学模式的初期，需要任课教师投入相当大的精力进行教学中的各种设计和准备工作。在教学实践中，教师必须对整个教学过程进行精心控制和灵活把握才能达到预期教学目标。

但是，在针对燕山大学软件工程专业的教学实践中，我们发现混合式教学模式在应用于该类课程时仍然存在一些值得思考和探讨的问题。提供网络资源时，应控制资源数量，过于丰富的网络资源对于刚入专业的新生来说无异于在增加学生的困惑。

本文认为，一门内容丰富的网络公开课和一份教师根据教学进度自己录制的教学视频已经足够，教师自己录制的教学视频适合用来查漏补缺，网络公开课适合学生自修提高。此外，讨论课的适用范围也值得教师思考，并非所有课程都适合开展讨论课，当课堂容量大于一个自然班（30人）时，由于人数过多，相当比例的学生会沦为旁观者，讨论课并不能收到良好效果。类似问题还有很多，针对不同的课程、不同的授课对象，这些问题都有待于我们继续研究、探索和思考。