计算思维课程混合教学模式的改革实践

陈小燕　陆淑娟

摘要：“互联网+”教育是党的十九大关于深化教育改革、加快教育现代化、建设教育强国的重要内容。线上线下混合式教学是当前教学改革的热点。它结合了传统教学和网络教学的优势，重塑教学组织、教与学关系，是以教学资源建设和以学生为中心的“泛在、移动、个性化”的学习方式的变革，也是当下“互联网+”时代网络信息化教学的必然趋势。该文结合南京工业大学计算思维课程的教学实践，就线上线下混合式教学进行了探讨。

关键词：互联网+;混合式教学;线上线下;计算思维

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）03-0142-02

教育部在2019年10月发布《关于一流本科课程建设的实施意见》，《意见》提出我国要用三年时间建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程，简称一流本科课程“双万计划”。[1]可以看出，“互联网+”教育已经上升为国家战略，并且绘制了明确具体的发展蓝图，这与近年来教育信息化建设成果的积累是契合的，同时制度层面的构建必将进一步推动信息技术与教育教学的深度融合。

线上线下混合式教学模式结合了传统教学和网络教学的优势，是以教学资源建设和以学生为中心的“泛在、移动、个性化”的学习方式的变革，也是当下“互联网+”时代网络信息化教学的必然趋势。计算思维是大学生入校第一学年的计算机类基础课程，内容较全面地覆盖了计算机领域的各个知识点，目的在于使学生能拥有技术鉴别、技术应用的能力，即能够结合学生所学专业理解计算机技术的能力以及能够用计算机技术来解决所学学科专业的能力。学生可以主动使用计算机技术来解决所学专业中的相关问题，能够使用恰当的计算机技术解决所学专业的问题，并为将来创新应用计算机技术来解决所学专业中的问题奠定基础，从而培养学生的数字素养。[2]某种意义上可以说，这是新工科背景下的学生最应该了解和掌握的一门课程。基于此，我们在此课程中尝试采用线上线下混合式教学，利用翻转课堂、微课、讨论群等多元化的教学手段，使学生能主动地运用和获取新知识，切实改进和提高课堂学习效果，提高学生的自学能力，建立学生的计算思维，从而为将来理解技术、用技术来解决本专业的问题课程的学习打下良好的基础。

1 研究发起的背景

在传统的课堂教学模式下，学生普遍反映对计算思维课程学习兴趣不浓，教学效果欠佳，经过笔者调查研究，其主要原因有二：

一是受制于课程本身特点的局限性。作为一门信息科学基础课程，突出特点是教学内容多，知识覆盖面广，专业词汇集中，对于广大非计算机专业、甚至非理工科专业学生而言较为艰深晦涩，在短期内融入课程体系内的难度极大，形成了不想学——学不进去——测试通不过——更不想学的恶性循环。

二是受制于传统授课方式的局限性。传统授课方式的重大缺陷是学生只是机械地记忆而不是真正地理解，被动学习，很容易失去学习的兴趣，这在本课程教学中表现突出。在有限的45分钟教学时间内，教师与学生在现实的课堂空间内互动，授课内容不能暂停、重播和回放，考虑到整体进度，对于没有理解的内容学生无法重复讲授，并且受课时限制，最新最热的内容只能一带而过，没有更多时间深入讲解与讨论。

那纯慕课的形式是否就完美无缺呢？答案同样是否定的。“课堂教学过程中师生多元、多向、多层、多种方式的互动贯穿并组成全程，它也是推进教学行程的动力。”[3]而纯慕课相对而言缺乏监管和协调，对于自觉性很高的学生不是大问题，反而能够充分发挥其自学能力强的优势，避免因为整体进度问题而拖后腿;但是对于自觉性不高的学生而言，一个孤立的学习空间（可能是在图书馆、宿舍甚至家里）意味着脱离了集体而无人监督帮助，其在课堂教学中的不足之处会被加倍放大，更难实现预期效果。

2 混合教学模式的改革实践

教师、学生、教学内容构成了课堂教学的基本要素，但是区别于传统“满堂灌”的教育模式，现代技术条件下的高等教育更提倡“教”与“育”的有机结合，教师通过信息化平台传递知识要素，学生通过多样化、有趣味的方式接受并消化、吸收，培育自我学习和自我时间的能力。在上述背景研究的基础上，南京工业大学在计算思维课程中重构了教学内容和组织形式，引入微课、翻转课堂和讨论群等多样化的教学手段，采用了将线上学习和线下课堂上的翻转与讨论相结合的方式，以及实施课程评价方式的改革等举措，充分调动学生学习的积极性，让学习更具有可持续性。具体做法包括以下方面：

1）对于传统的课程内容，我们结合学生现阶段的认知水平，设计短小精致的教学视频，每个视频大概10分钟左右，以微课的形式放在超星平台，让学生可以利用碎片时间随时随地可以学习，要求学生课前看完并完成相应的习题。课程相应内容除了本校超星平台外，还可以在中国大学慕课网上观看、参与学习。实践中，我们还积极应用手机在超星平台组织课前测、抢答、投票、评分等环节，课程气氛明显活跃，学生都能积极主动地参与到课程中来，课堂上极少出现“低头族”和其他脱离教学进程的情况。

2）在线下课堂上我们将所有学生按3-4人一组进行分组，设计课堂翻转，以小组为单位就本周微课内容对应的当前热点问题进行课堂翻转与讨论，在保证基础内容掌握的情况下促进学生进一步地自主学习，充分调动学生的学习热情和兴趣。翻转的内容我们每学期更新，包括区块链、可视化、3D打印、AI视觉识别技术、人形机器人等等，这样既能加深学生对课程内容的理解，又能激发学生的兴趣，更大程度地发挥学生的主观能动性。成功的教学所需的不是强制，而是激发学习爱好。自主探究式的学习更能激发学生对本课程的兴趣，通过将计算思维的培养融入教学活动的各个环节中，促进学生对计算机技术的理解，培养学生用计算机学科的独特思維方式来求解问题的能力，提高学生的数字素养和创新应用计算机技术的能力[4]。

3）课后以小组为单位完成课后作业。对于每一节课程，教师都会事先设计若干问题，要求学生在课上和课外的规定时间内完成并通过网络提交，及时评出成绩、确定不同问题的分值比重，学习通平台自动生成Excel表，利用折线图、柱状图、数字表格等方式直观地展示班级内每个学生的学习进度和学习效果，极大增强微课考核的公信力，相关成绩公布后起到了奖优罚劣的作用，不断提升学生的学习意识和学习积极性。

4）实验环节同样采用线上线下混合式教学方式，包括传统的Office实验和机器人实验两个环节共12个学时，六个实验任务分别为Word、Excel、Powerpoint、机器人基础、碰碰车、巡线，内容多时间紧，如果都用传统方式在课堂时间来讲解、实验、总结，实验任务是根本不可能在限定课时内完成的。所以我们要求学生在上课前先观看对应实验的视频，对即将到来的实验课内容做到心中有数，动手实操时就可以提高效率，及时完成相应的任务，同时对产生的问题也可以在实验时同步解决。四个学期的实践表明，基本所有同学通过课前自主学习都能够在实验课上完成实验内容，达到实验课的学习目标。

5）除此以外，我们还建立了课程讨论群，完善在线答疑体系，引导鼓励学生开展线上讨论，而且讨论的内容不限于课堂内容、也不限于师生问答，特别鼓励学生之间互相回答问题。对于整个课程来说，我们还制订了新的课程评价标准，突出应用能力考核，学期中增加3-4个综合作业，包括设计LOGO、新技术介绍、配电脑、视频制作等，占期末成绩40%，平时引导学生有意识地运用信息技术解决实际问题，培养逻辑思维和计算思維能力。

3 思考与总结

经过两年的持续实践与不断完善，包括六个章节的20节微课在内，我校计算思维微课程体系已经初步构建，选课学生近八千人，效果亦已经显现，主要表现在学生从传统的被动学习日益升级为主动学习，他们灵活安排课后时间，主动进行线下学习，参加线上测验检验学习成果，调查问卷反映课程评价良好，考核优秀率增加，选课学生人数亦稳步增加。

我们认为，采用混合式教学模式的突出优势之一就是解决学生计算机基础水平差异较大的问题。我校作为有一定影响力的综合性理工类高校，生源来自全国各地，受制于各地初、高中计算机教育普及程度不同，学生对于计算机的认知程度差别较大，甚至零起点的学生仍然存在。出于平衡差异的目的，合理的教学手段和完善的教学方法就显得更加重要。而线上线下混合式教学模式能够较好地解决这个问题，基础欠缺的学生可以在课前观看视频，不明白的地方可以暂停、回放、反复学习，不受时间限制;基础较好的学生通过简单学习就可以完成对应的习题。在课堂翻转与讨论的时候，学生们对相应的知识进一步加深印象并拓展深化，而无须再反复讲解基本知识点，也就可以有更多时间讨论最新最前沿的内容[5]。通过上述方式进一步完善补充线上学习的内容以及线下课堂上的翻转与讨论的设计，充分调动学生学习的积极性，既加深对课程内容的理解，又达到了对思维能力的锻炼。

当然，作为一种迥异于传统教学模式的新生事物，在实践过程中我们也发现了混合式教学模式的不足之处，突出表现在课外用时上。学生普遍反映课后在线下花费时间成倍增加，甚至影响了其他课程的学习。如何有效提高课后的效率，如何组织课堂的翻转与讨论，如何在保质保量完成教学任务的同时挖掘思政元素，这些都是在今后的教学实践中需要进一步探索的地方。

4 结束语

本次线上线下混合式教学新模式的实践，是学生从长期被动学习化主动学习的需求，更是教师在一线教学活动中的需求，是针对传统授课模式各种弊端进行的有益改革尝试，在当今疫情防控常态化环境下更具有特殊意义。根据我们了解的情况，其他高校及同类课程也在进行着各种改革，大家都在探索中前进，此次改革中总结的经验也会对后期本课程及其他课程的教学改革提供宝贵的参考和借鉴。

参考文献：

[1] 教育部.关于一流本科课程建设的实施意见[Z].教高〔2019〕8号，2019.

[2] 刘莎.基于信息化教学的高职思政“金课”打造途径探析[J].教育教学论坛，2020（13）：64-65.

[3] 叶澜.课堂教学过程再认识：功夫重在论外[J].课程·教材·教法，2013，33（5）：3-13.

[4] 孙丽君，杨志强，高枚.围绕计算思维培养的程序设计课程改革[J].计算机教育，2013（5）：29-31，38.

[5] 苏小红，赵玲玲叶麟张彦航.基于MOOC+SPOC的混合式教学的探索与实践[J].中国大学教学，2015（7）：60-65.

【通联编辑：谢媛媛】