基于“互联网+”的生态化学习空间实现途径研究——以C程序设计课程为例

武晓琴，徐 喆，于志婷，杜 华

(1.河北北方学院 信息科学与工程学院，河北 张家口 075000；2.河北北方学院 国资处，河北 张家口 075000)

2019年10月，教育部印发《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》，提出要在3年的时间内建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程，即“金课”双万计划，特别要大力推进现代信息技术与教学深度融合，尤其要运用“互联网+教育”，从观念、课程、师资队伍和课堂等7个方面开展建设，树立课程建设新理念，推进课程改革新思维，实施课程评价新标准。利用“互联网+教育”的信息传递性、资源共享性和发展动态性等特点，整合教学优质资源，积极引导学生进行主动性和探究式的学习，增强教育教学的自然态、互动性和情感力，满足学生个性化学习需求，实现开放协调和以人为本的生态化学习环境。

C程序设计课程是国内外高等院校信息科学领域及电子电气类相关专业本科生的专业必修课。一直以来，该课程沿袭传统的教学模式，过于注重语法细节讲授，导致学生的学习积极性不高，自主学习能力差，形成“重视理论，忽视实践”的学习局面，这与学科发展背道而驰[1]。基于“互联网+”的生态化学习空间，将“互联网+教育”与生态化学习有机融合，学生在生态化的互联网环境下获取、传递信息并交流互动，在虚拟的个人空间中独立学习，从自身条件出发进行自我控制和自主选择，完成一系列自然状态的学习，能够增强理论知识，提高操作技能和解决问题的能力[2]。同时，在实践教学中运用生态学习空间，提高了C程序设计课程的教学质量和学生程序设计的综合能力，满足了市场和社会的发展要求，这对学生学习、学科教学和社会发展都非常重要。

一、国内外相关研究现状分析

目前，以“互联网+”为基础的生态化学习空间在教学模式中的构建研究尚在起步阶段。关于生态化学习空间的界定，学界并未给出学术性的阐述，不少学者对“网络学习空间”“生态化空间”与“个人学习空间”进行了不同程度的研究，对生态化学习空间进行概念界定。国际上关于学习空间的研究始于2003年，个人学习空间这一概念的提出最早源于2005年Pebble Learning公司发展部主任Sutherland，他将Pebble Learning公司开发的一款名为Pebbelepad的基于网络的学习系统描述为个人学习空间。该学习系统作用于教学系统和社会化学习系统之间，支持用户生成和存储学习目标、学习过程和学习结果[3]。

国内对个人学习空间的研究处于起步阶段。祝智庭教授从虚拟学习环境和个人学习环境整合研究的视角引出了个人学习空间的概念；钟绍春教授认为，个人学习空间是一种网络上为不同学习者提供个性化服务的场所[4]。“生态化”学习空间是由学习者及其学习环境共同组成的生态圈，包含学生、教师和学习空间3方面。学习者在个人学习空间中根据个人需求自主选择学习内容与学习方式，通过相互合作、协助与竞争完成预期的学习目标，达到生态学中和谐发展和有机统一的境界。生态化学习空间可以突破传统教学模式的边界，实现正式学习和非正式学习的结合、个体学习与小组学习的结合以及教师主导和学生主体的结合。

二、生态学习空间的设计与教学模式

该项研究的理论基础是互动理论。在教学中，互动是指教学行为产生的联系和交流。通过互动，学习者可以获得学习结果的反馈并增强文化和社会信仰。摩尔提出了学习互动距离理论，并指出了学习过程中的3种互动形式：学生与教学内容，学生与教师以及学生与学生。其中，教学内容是必不可少的，也是教学的基础，学生与内容之间的互动将重建学生的认知模式。萨巴格指出，学生与内容之间的互动在所有互动模式中对学生的学习影响最大。师生互动是教学过程的根本，也是使学生与学习内容形成有效互动的关键，同时也是提高教学质量的重要途径。学生与学生之间的互动越深入，学生的学习热情就越高。

(一)生态学习空间概况

在构建用于C程序设计课程的生态学习空间之前，必须了解学习空间与生态学习空间之间的差异，生态学习空间具备生态性，学习空间中的个体与公共学习环境相互依赖且共同发展[5]。生态学习空间包括两个部分：具有个性化的个人网络学习空间，它对每个学习者都是私有的；公共学习空间，它为所有学习者提供公共服务(图1)。两种学习空间都应该具备良好的生态，且健康地发展和运行。

图1 生态学习空间

(二)生态学习空间设计

用于C程序设计课程的生态学习空间的设计主要包括6个关键元素(表1)。该设计从生态学习空间设计的原则出发，结合生态学习空间的学习活动要素，确定生态学习空间的学习活动的主体和对象，明确用于生态学习空间的工具，设计分工、合作与交流，形成学习社区。

表1 C程序设计生态学习空间的设计

(三)基于调查研究的生态性教学体系

开展网络教学和建立生态化学习空间要基于现代信息技术，教学的健康运行还需要有良好的生态性教学体系。在教师的指导下，学习者可利用生态学习空间中共享优化的学习资源，自主设定学习目标，合理运用调研探究的方法，自发地选择、整理、分析和组合学习内容，挖掘出有用的营养资源，吸收消化，为我所用，并反哺于生态学习空间，从而形成良好的循环。以C程序设计课程为例，其教学体系涉及课前，课中和课后3个阶段，每个阶段包含重难点说明和实践两个方面。在重难点的说明方面：上课前，学生通过生态学习空间自主学习该课程，包括知识点学习和视频观看，教师测试关键点和难点，并根据获得的反馈确定教学内容的安排；在课堂上，教师安排任务，学生通过生态学习空间进行学习和交流，教师回答学生提出的问题；下课后，学生扩展生态学习空间中的知识，师生讨论并总结问题。在实践方面：上课前，教师根据教学内容制定教学目标，提供多项C程序设计案例供学生在生态化学习空间中学习和操作，学生利用案例练习；课堂上，教师根据教学目标设计教学问题和教学情境，组织学生在生态化学习空间中进行讨论和实践，并对讨论结果进行总体评价；下课后，教师帮助学生加深巩固课上无法及时掌握的知识点。

三、教学实例与教学效果

将上述C程序设计课程的教学模式用于某高校计算机专业学生的教学实践，采用问卷调查和访谈相结合的方式研究实证该教学模式的效果。

(一)教学实例

该研究的对象是某所大学的40名计算机专业低年级学生，其中包括28名男生和12名女生。实验课程是C程序设计。研究期间为2020年3月至2020年7月。该课程每周授课一次，每次授课2个小时。基于调查研究和互动学习理论，对该课程进行了生态学习空间设计。

首先，创建C程序设计课程。教师在生态学习空间中创建C程序设计课程，选择班级和学生，并编辑课程信息，如课程性质、特征、目标和培养方案。其次，设计课程内容。在每堂课之前，教师将相关的学习材料、PPT、大纲和练习题等学习内容上传到生态学习空间，对学生进行测验，并接收反馈。再次，设计课程教学过程。课程教学过程包括课程介绍、课程内容说明和自主学习过程。课程介绍应注重实践，以训练学生的操作技能和能力，将理论知识与具体案例相结合，并通过案例来解释知识点。课程内容说明应运用多媒体教学调动学生的积极性。在自主学习过程中，应将教学内容上传到生态学习空间，使学生可以亲手操作，以便巩固知识。同时，应提供其他类似的案例，以便学生可以从一个实例中推断出其他案例，切实提高操作技能。最后，测试和反馈课程。除课前对学生进行判断和测试外，教师应在课后布置作业，指定完成时间，纠正和评估学生的作业，并通过生态学习为学生提供反馈和建议空间。

通过问卷调查和访谈相结合的方式对40名学生的实际感受进行了调查。问卷包括10个问题，并用李克特量表的5分评分法进行评分，调查了学生对空间教学模式的态度。访谈包含3个问题，用以调查学生对课程的总体感觉、对课堂交流的感觉以及选择生态学习空间的原因。

(二)教学效果

通过对问卷调查结果的统计分析发现，学生接受基于调查研究的生态学习空间教学模式，每个问题的平均分均在4.01以上。大多数问题的平均分数在4.2～4.6。学生对“该模式可以促进课堂交流与合作的满意度”的评分最高，为4.7。认可度最低的是“该模式可以帮助我独立管理学习”，平均得分为4.01(表2)。

表2 基于研究性学习的学生对生态学习空间教学模式的态度

根据访谈结果，学生们认为该模式科学合理，不仅能提供更多的课前和课后学习机会，还拓宽了其学习思维。在回答“基于调查研究的生态学习空间教学模式是否能促进您与教师之间以及您与同学之间的交流”这一问题时，学生们给出了肯定的答案，并认为这种模式比面对面的学习更好，能提供独立思考的时间，增加了交流机会，增进交流深度。在回答“选择生态学习空间教学模式的原因是什么”这一问题时，学生表示教师上传的课前学习资料可以清楚地展示学习目标，课后的作业反馈可以明确地解决学习问题。此外，由于学生可以在生态学习空间中独立学习，避免了面对面交流的尴尬，因此也更愿意表达自己的观点，并且可以再次学习巩固无法及时消化的知识。

该研究选择C程序设计课程作为教学案例。在调查研究的基础上，开展了基于互动理论构建的具有生态学习空间教学模式的教学实践。通过问卷调查和访谈相结合的方式得出以下结论：基于调查研究的生态学习空间教学模式应明确学习空间与生态学习空间之间的差异，并注意生态学习空间设计的合理性以及基于调查研究的教学体系的适用性。同时，为了生态环境健康运行，应注重学生与内容之间、学生与教师之间以及学生与学生之间的互动。教师应深入了解学生的自主学习能力，科学合理地组织、管理和监督学生学习情况，以最大限度地发挥生态学习空间教学模式的作用。