基于雨课堂混合式学习的C语言课程教学设计

张翠平，赵 晖

（1. 北京信息科技大学 计算机学院，北京 100192；2. 北京交通大学 交通运输学院，北京 100044）

0 引言

随着互联网技术的飞速发展，基于网络的新学习方式正在改变着高等教育，充分运用在线教育也成为高等教育的大势所趋。但在带来教育发展的同时，MOOC等在线教育的局限性也逐渐凸显。2013年，斯坦福大学著名教育学家Devlin教授指出：“MOOC终将消失，留下的将只是在线学习资源。”这说明MOOC的局限性正在阻碍着在线教育的良性发展。为了解决此问题，教育学家们提出了混合式教学的新范式。混合式教学能够在保留传统课堂优势的前提下，采用更加先进的教学理念和更加灵活的教学方法，不仅能够发挥课堂教学与在线教育各自的长处，还能够更加明确地体现“以学生为中心”的现代教学理念，逐渐发展成为现代高等在线教育的主流。

近10年，世界各国教育学家针对混合式学习理论展开研究，取得了长足进步。美国国家信息技术研究所（NIIT）的教学设计专家Purnima Valiathan将混合式学习模式创造性地划分为技能驱动型模式、态度驱动型模式、能力驱动型模式3种模式；文献[1]提出混合式学习能够吸纳传统学习方式与在线学习方式各自的长处，从信息角度实现学生和教师之间更加和谐的良性交流和互动；文献[2]从学生的角度研究混合式学习，发现学生喜欢在线学习的灵活性与便利性，并能够借此实现个性化学习和自主学习两种模式彼此渗透，并驾齐驱；文献[3]在对混合式学习的研究中特别关注了此模式的创造性和主动性，发现混合式学习的效率和质量优于在线学习。在我国，“混合式学习”这一概念在国内是由何克抗教授正式提出的[3]。何克抗教授认为，混合式学习能够在充分发挥教师主导作用的基础上，加强学生的自主学习和自我管理，从而达到培养学生创新性思维的目的。文献[4]对混合式学习的相关特点进行了总结，并指出其存在的问题和弊端；文献[5]则着重关注了混合式学习过程中教师对学习的引导和组织作用。

2016年以来，一款新型混合式学习工具——雨课堂，由清华大学与学堂在线共同推出。雨课堂能够连接教师和学生各自的智能终端，让教师和学生最大限度地发挥各自的主观能动性，学生在课前利用教学视频学习，课堂上交流讨论，课后完成答疑解惑，使教学每一个环节都能够获得全新的学习体验，激发教与学的巨大能量，并最大限度地培养学生的自主学习、动手操作、工程师化思维和创新能力。

1 混合式学习理论的基础

“混合式学习”的概念可以追溯到传统的课堂教学。在网络学习的发展由盛转衰、进入低潮后，世界各国教育学家对纯技术环境进行了深刻反思，在总结网络教育的经验与不足以后，逐渐形成以下两个主流观点，即“网络学习能很好地实现某些教育目标，但是不能代替传统的课堂教学”与“网络学习不会取代学校教育，但是会极大地改善课堂教学的目的和功能”。这些观点的形成为混合式学习这一新范式的提出和发展奠定了基础。

混合式学习基于Web技术，有机融合多种教学方法，因而需要根据学习内容和教学目标对教学要素进行重新优化与梳理，从而提高学习质量和效果。

混合式学习的理论基础来自以下4个方面：①从建构主义理论层面来说，教师在混合式学习过程中引导学生对所学知识进行有意义的建构，进而产生新的思想和理解方式，其目的是促进和帮助学生进行自主学习；②从情景认识与学习理论层面来讲，学生在混合学习过程中需要借助现代教育手段进行主动学习，并通过与教师的互动建构自身的知识体系，从系统层面获取知识；③从联通主义学习理论层面来说，混合式学习强化信息连接和辨别的能力，强调知识的理解、加工、运用和传播，使教育的参与者能通过动态知识传播来完成学习过程；④在人本主义学习理论层面，混合式学习更加确立学生在学习过程中的主要地位，鼓励学生的个性化发展，充分挖掘学生自身的各种可能性与潜力，既能培养学生的创新精神，又能培养学生的开拓进取精神。

2 基于雨课堂平台的混合学习模式设计

作为混合式学习的新型工具，雨课堂能够将信息技术融入教师群体广泛使用的Power Point和微信中，通过师生在课前预习、课堂教学与课后复习的有效互动，提升学生的自主学习能力，培养学生解决复杂工程问题的能力。为了突出雨课堂平台在C语言教学中的优势，设计其混合学习模式，见图1。事实上，混合式学习模式可以从教师和学生两个层面进行设计。针对不同的设计对象，都可以借助系统分析的方法论，从分析、设计、评价3个阶段进行模式设计。从教师层面来说，首先应该综合考虑教学内容和学生情况，对教学内容进行分析，并借助于微课、思维导图、PPT、雨题等教学工具进行预习资料的推送，并针对学生的预习情况进行分析；在设计阶段应该对共性问题进行重点讲解，利用多媒体环境采用OBE教学方法进行课堂讲授，在此基础上布置适当的编程任务，结合编程任务提供如搜索引擎、公共网络资源等有效的参考资源，并在此阶段进行师生交流、互相评价；在评价阶段应该以雨课堂班级为对象重点分析学生作业的完成情况，对学有余力的学生应布置补充作业，并结合课后答疑、微信群反馈、个别辅导等情况进行教学反思和评价，同时注意评价阶段的师生交流。

图1 基于雨课堂平台的C语言混合学习模式

借助雨课堂平台可以实现课程面对面教学和网络化教学的有机结合，将需讲解的重点、难点等相关材料汇总到课件里展示，实时了解并跟踪学生对知识的掌握情况，从而可以及时进行调整，让学生更牢固地掌握课程内容。在充分吸收混合学习模式优点的基础上，通过雨课堂将课前预习、课中讨论、课后作业自然地融合在一起。结合C语言程序设计的课程特点，使用雨课堂平台，在课前预习阶段，通过电子邮件、微信、QQ等方式对教学内容进行分析，设计课程学习资源，发布知识点思维导图，讲解视频，预习课件、习题测验等资料。根据学生预习情况，在课堂上针对重点、难点进行讲授、探讨，采取研究学习、小组合作、交流讨论、成果展示等模式，对学生进行多层次、差异化教学；在课后针对学生没有听懂的地方进行解惑答疑，保证学生掌握所讲内容。通过教学反思，对教学任务的设计、学习资料的选用进行反思，通过全程化、多元化和综合化的动态评价方法对学习效果进行识别，对课堂中表现特别优秀的学生发布进阶练习，构建浓厚的学习气氛。

3 基于雨课堂平台的C语言混合学习模式实践

本研究的对象为某高校的理工类本科生，通过雨课堂平台进行混合式教学，对实验组学生共65人进行学习干预，另有对照组学生63人未进行干预。对于实验组班级，教师通过雨课堂平台完成教学任务，推动实验组学生参与互动，在课后向学生手机端推送复习资料，并接收学生通过雨课堂平台完成的作业情况；对照组班级则根据教学需要采用传统方式进行讲授，未使用雨课堂等混合式学习平台。

经过16周的学习，从学习内容（Contents）、组织形式（Organization）、技术方法（Technique）、参与互动（Interaction）4个方面对学生的学习效果进行综合评价，并最终采用学习满意度（Satisfaction）作为评价指标对学生的学习效果进行评价，其公式为

通过对C语言教学课程组22位教师进行专家打分，得出各权重值为：w1=0.45，w2=0.25，w3=0.15，w4=0.15。

学习满意度的描述性统计结果见表1，实验组的学习满意度均值（约为0.88）大于对照组的学习满意度均值（约为0.84）。两组学生对于学习满意度的标准差分别为0.75和0.64。此结果表明学生学习满意度虽有一定的弥散，但均质仍能如实反映雨课堂教学对学习满意度的影响作用。

为了深入理解实验组和对照组数据的差异，方差分析（ANOVA）结果见表2。学习满意度的总离差平方和为31.992，如果仅考虑“雨课堂教学”单个影响因素的影响，则学习满意度的总变差中，雨课堂教学可解释的变差为12.255，抽样误差引起的变差为19.738，它们的方差（平均变差）分别为0.438和0.199，相除所得的F-统计量的观测值为2.195，对应的概率p值近似为0.002。如果显著性水平α为0.01，由于概率p值小于显著性水平α，则应拒绝零假设，认为“雨课堂教学”对学习满意度产生了显著影响。

表1 学习满意度的组描述统计结果

以上统计结果表明，实验组在16周学习活动中的满意程度超过了对照组，便捷的学习方式促进了良好习惯的养成。学生认为通过雨课堂混合式教学手段取得了良好的学习效果，产生了学习兴趣。此外，基于雨课堂的混合式学习方式对提高同学自主学习、小组协作能力同样有所提升，但是这些能力较难量化，未能取得实际数据进行进一步的统计分析。

4 结语

雨课堂学习不仅能使学习内容有良好的表现形式，还能使学生有更好的学习体验，并从学习内容、组织形式、技术方法、参与互动4个方面促进高等学校教学改革。将雨课堂学习应用于混合学习，其优势明显。

当前各高校教学改革对部分基础课程教学学时进行了压缩。C语言程序设计这样难度较大的课程上手较为困难。采用雨课堂混合教学模式，能够缓解C语言程序设计课程内容丰富与学时不足之间的矛盾，并同步监控课堂教学效果，实施多层次、差异化教学。此外，针对当前在线教学方式存在的问题与不足，雨课堂能够构建以学生为中心的混合式学习模式，强调学习内容为主，优化组织形式，利用先进的技术方法，激励师生共同参与互动，在一定程度上能够解决当前网络教学平台利用率低、效果不尽人意的问题。