计算机类课程参与式教学模式研究

2019-12-27涂文婕林秀珍

软件导刊(教育技术) 2019年9期

涂文婕，程敏，刘亮，林秀珍

(空军预警学院，湖北武汉 430019)

0 引言

信息化战争指主要使用以信息技术为主导的武器装备系统、以信息为主要资源、以信息化军队为主体、以信息中心战为主要作战方式，以争夺信息资源为直接目标，并以相应的军事理论为指导的战争。如何提高军校学生的信息化素养，使其掌握信息化手段、利用信息资源、打好信息化战争，是军校教学贴近实战化的需求。计算机类课程是信息类课程的核心，它与其它课程紧密相关，在工作和学习中的地位日益凸显[1]。如何提高计算机课程课堂效率，优化课堂设计，提升学生计算机知识水平和应用能力，是军校计算机课程研究的重要方向。参与式教学模式把过去传统的以“教师讲授”为主的教学模式转变为以“学生为中心”的模式，加强教师与学生之间的交流和反馈，使学生能深刻掌握并理解所学知识，有利于提高学生学习兴趣，提升课堂教学效果。

1 课程教学现状

1.1 课程教学情况

1.1.1 课程概述

目前空军预警学院开设的计算机课程主要有《大学计算机基础》、《计算机软件技术基础》、《计算机硬件技术基础》等。

《大学计算机基础》这门课程是新大纲中的公共基础课程，2018年秋季在学院大一年级首开，共48学时。以往的计算机文化基础课程以Office操作为主要教学内容，以培养学生操作技能为主要目标。而新开的《大学计算机基础》中涵盖了Python语言、计算思维、信息编码、计算机系统、计算机网络和数据库等方面的内容，以培养学生计算思维为目标。这门课程教学内容多，涵盖范围广，不仅包括计算机各方面的基础知识，还包括了Python语言程序设计，对于大一学生来说，难度有些高。

《计算机软件技术基础》与《计算机硬件技术基础》课程分别面向学院大二和大三学生，随着教学大纲的调整，这两门课课时都已删减至40学时(理论20学时，实践20学时)。《计算机软件技术基础》课程总目标是使学生掌握算法与数据结构、C语言编程、软件工程设计方法及数据库相关基础知识，掌握正确、规范的编程方法，培养学生通过编程解决实际问题的能力，初步具备独立编程与软件开发能力。《计算机硬件技术基础》课程主要任务是使学生获得计算机硬件的基础知识与基本技能，为进一步学习与应用相关的新知识、新技术打下基础。

1.1.2 存在的问题

(1)重软轻硬、动手实践能力弱。学院目前开设的计算机类课程，主要以计算机的基础知识与语言程序设计为主，而学生毕业后操作的信息化装备大多为软硬件一体的信息化装备，学生对知识的理解大多停留在书本上，对基本概念的理解及应用能力不足，当涉及硬件级编程或者解决实际问题时往往捉襟见肘。

(2)学时有限、实践难。课程的授课学时有限，而计算机课程除却理论知识外，还需要大量实践操作，这对训练任务繁重的军校学生而言，难度颇高。

(3)教学模式单一。在授课过程中，尽管采用了多媒体教学手段，引入了其它的教学方法，但仍然是以教师为中心，学生处于被动学习和接受知识的地位[2]。这种传统的教学模式不利于提高学生学习兴趣，不利于学生思维能力及创造力的培养。不仅学生难以理解复杂的计算机术语与原理，教师的教学计划也得不到保障。

1.2 学生学习情况

从若干期班的课程教学中发现，学生在学习计算机课程中存在以下问题：

(1)学习有片面性。由于学生的学位证与计算机二级考试的成绩直接挂钩，导致学生在计算机课程学习中只关注与等级考试相关的知识点，偏向“题海”战术，导致对计算机学习越来越“软化”。

(2)学习主动性不够。不少学生在学习过程中只依赖于教师的灌输，离开教师的指导，就会觉得茫然、手足无措，不会自主学习。

(3)知识掌握不牢固。课程涉及的知识点范围广，学生把握不了学习的重点，容易出现课上都听懂，课后都忘记的情况。

以上种种并不利于学生计算思维与动手能力的培养，不利于军队信息化水平提高。

2 参与式教学模式

2.1 概念

学习不是学习者被动接受的过程，而是学习者主动进行信息加工的过程，学习成果的优劣不仅依赖于教师的传授，更取决于学习者对知识加工的过程[3]。“参与式”教学模式最初起源于20世纪60年代的英国，直到90年代才传入中国。参与式教学是以学习者为中心，灵活运用多样、直观形象的教学手段，鼓励学习者积极参与教学过程，从而加强教学者与学习者之间的信息交流与反馈，使学习者更加深刻理解与掌握所学知识，并具备将其运用到实践中的能力。常用的参与式教学有如下几种方法：

(1)小组活动。将学生划分成若干小组，以小组为单位开展教学活动。采取一帮一、兵教兵的方式，让学生在讨论中解疑、辩论中求真、互助中提高。小组长是全组的灵魂，是整个小组学习的组织者、指导者和监督者。教师了解小组学情，进行辅导点拨。小组活动是参与式教学法的基础，它可以与其它方法配合使用，使组内每个成员都行动起来，这样可以扩大参与范围。

(2)头脑风暴。教师提出某个问题，要求学生根据所学提出自已的想法，通过随心所欲的联想，学生可以在轻松而有趣的氛围中吸取知识，这也是拓展思维的一种方法。头脑风暴法适用于有多个答案或多个解决方案的问题。教师采用头脑风暴教学法时，应鼓励学生畅所欲言，不要批评其想法。把所产生的想法记录下来，再进行归纳和剔除。

(3)角色扮演。将知识点写成剧本，要求学生在其中扮演特定的角色，表演结束后，进行全班讨论，评价表演效果。该方法可激发学生课堂参与度，在游戏中学习知识、掌握技能。这种方法能改变学生因教师的“满堂灌”而产生的疲劳感。

上文所述都是利用有限的课堂时间，充分调动学生积极性与主动性的方法。学生参与程度越高，对知识的记忆与掌握就越牢固。将这些方法与传统的教学方法相结合，能达到更理想的课堂效果。

2.2 优势

传统的教学模式以授课教师为核心，学习者处于被动学习地位，这不适合未来教育发展的方向。在学习过程中，学习者应有更大的自由度，这才有利于创造力与独立思考能力的培养。参与式教学通过设计课堂“活动”的形式，全面调动学生积极参与课堂教学，通过自我思考、自我表达，内化教学内容，不断实践提高运用知识的能力。参与式教学提高了课堂参与度，提升了学生学习热情，激发了其自主学习意识，变被动接受为主动探究，找到适合自己的学习方式。

参与式教学把学习者放在教育教学的主体位置，加强学习者对教学过程的参与，能够提高他们对教学内容掌握的程度，特别是知识记忆的持久性。学习者参与越深入，对教学内容留下的印记越持久。系统的设计学习者对教学过程的参与形式，有利于学生对学习内容的掌握，有利于教学目标的达成。

3 参与式教学模式应用

针对计算机课程教学中存在的这些问题，学院尝试在课堂上使用参与式学习理念，强调学生对课堂教学的参与，加深他们对知识的理解与内化。

3.1 小组活动

在课程教学开始前，将班级学生分组，每组人数不超过6个，每组设立一名小组长。小组长负责本组内教学活动安排，比如任务的分配、记录组员上课回答问题的成绩(组长成绩由课代表记录)、组织小组讨论、检查组员小任务完成情况等。每次课程中布置任务时，明确组内每个成员职责，让组内学生合作完成。这样既能督促组内成员参与，也培养了学生的团队精神。

例如在《计算机软件技术基础》的课前10 min环节，要求以组为单位，完成某个典型算法的流程图及程序代码实现。分配画流程图、代码实现、PPT展示、汇报任务，要求组内成员每人承担其中一项。让学生在设计过程中加深对知识点的理解和掌握，开展经验交流[4]。这样使每个学生都参与到任务中，组内互相督促，避免出现有人很忙，有人却很闲的局面。采用这种分组管理形式，不仅能够积极有效组织课堂学习，而且能实时掌握组内情况。

目前20人以上的期班，学院在课程中多采用分组方式进行课堂教学。

3.2 头脑风暴

为能了解学生知识水平、帮助他们系统地归纳知识结构，在讲解《大学计算机基础》中的“计算机硬件组成”知识点时，可利用便利贴开展“一分钟问卷”活动。“一分钟问卷”就是在每组分发一张便利贴，限时1 min让组员进行讨论，集思广益，写下自己所掌握的计算机硬件的组成部件。在这个过程中，学生根据个人理解、联系日常接触的计算机，积极发表观点，组内积极讨论，最后在便利贴上写下各组讨论结果。教师通过查看各组便利贴，实时了解学生知识水平，然后针对性的进行讲解。该活动调动了学生的思维，将学生知识掌握的程度与存在的问题全都清晰显示，为课堂教学开展营造了活泼的氛围。

有关系统组成、特点性能、解决方法等知识点，很适合采用头脑风暴策略。首先让学生提出自己的观点，教师再归纳总结。这样从单纯的教师讲转变成学生思考，从被动学习转变为主动吸收。

3.3 角色扮演

通过形式多样的活动，让学生在参与其中，在参与中学习、理解。教师在教学活动中植入知识点教学，学生通过教学活动加深理解。比如在《计算机硬件技术基础》课程中，“冯·诺依曼体系结构”知识点中的的五大部件——运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备的功能与协同工作的关系比较抽象，在以往的教学中发现学生难以理解。为此在课堂上设计了一个互动游戏，让各组模拟冯·诺依曼结构计算机的工作过程。组内成员分别扮演运算器、控制器、存储器、输入、输出设备，学生相互配合完成一段给定程序的输入、处理、存储、输出。最后通过展示输出结果检查各部件运行正确与否。通过扮演各个功能部件，学生不仅掌握了体系结构的概念，而且更深层次地理解了冯·诺依曼结构计算机工作原理[5]。

对于比较抽象的工作原理，可以通过设置相应情境，让学生分角色模拟操作过程，从而掌握复杂的工作原理。

3.4 平台应用

为了提高教学效果，有效利用课堂管理软件与实验平台配合参与式教学方法，提高课堂效果，在课堂教学中使用“博思特教学管理软件”对整个课堂进行掌控。除了电子点名、传递文件外，教师还可利用该系统将某学生课堂上的练习作业投到大屏幕或学生手机屏幕上，全班同学可对该学生的作业进行点评、学习，教师可实时掌握学生的学习情况。利用电子抢答功能，将课堂问题变为电子抢答题，采用计算机抢答方式调动学生积极性，活跃课堂气氛。

为了强化学生动手能力，在课程中引入了Educoder实训平台。教师在该实训平台上新建课堂，在课堂内添加实训任务，每个实训任务有若干关卡。学生每次课后可登陆实训平台课堂，通过游戏形式，完成教师布置的实训任务，每通过一关可获得相应金币奖励。教师可查看课堂内每个学生通关情况与成绩。利用该平台，可实时对学生的程序进行评测，提高学生上机实践的效率。游戏通关的形式，将知识点的检测变得生动有趣，激发了学生参与实践的主动性。交流反馈机制使教师能实时跟踪学生学习状态，把握课程节奏。