基于智慧课堂的高级语言程序设计课程教学研究

陈岚 屈磊 张红伟

摘  要：以信息技术为基础的智慧课堂较传统课堂有着明显优势，本文介绍了智慧课堂的概念及程序设计课程的特点，构建了基于优慕课教学平台的高级语言程序设计的智慧课堂教学模式，阐述了基于智慧课堂的高级语言程序设计的教学活动设计和多元化的教学评价体系。教学效果表明，智慧课堂可提供丰富的学习资源、全面的学习数据分析、实时的学习效果反馈，能够实现“以学生为中心”、高效、智能、个性化的课堂教学，有助于培养学生进行自主性学习和探究性学习。

关键词：智慧课堂  程序设计  优慕课教学平台  学习数据分析

中图分类号：G642                            文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）06（a）-0134-03

Teaching research of High-level language programming course based on Smart Class

CHEN Lan  QU Lei  ZHANG Hongwei

（School of Electronics and Information Engineering， Anhui University， Hefei， Anhui Province，

230601  China）

Abstract： Smart class based on information technology has obvious advantages over traditional class. This paper introduces the concept of smart class and the characteristics of high-level language programming course， and constructs a smart class teaching mode of high-level language programming course based on Youmooc teaching platform. This paper expounds the teaching activity design and diversified teaching evaluation system of high-level language programming based on smart class. The teaching effect shows that： smart class can provide rich learning resources， comprehensive learning data analysis， real-time learning effect feedback， can achieve "student-centered"， efficient， intelligent， personalized classroom teaching， and can help to cultivate students' autonomous learning and inquiry learning.

Key Words： Smart class; Programming; Youmooc teaching platform; Learning data analysis

随着人工智能、大数据等信息技术的不断发展和更新，传统的教学方式面临着前所未有的机遇和挑战。在传统教学方式中，教师往往根据自己的教学经验进行授课，无法对教育教学活动和学生的行为数据进行完整且精确的收集、分析和反馈，而实现信息技术和教育教学深度融合，是教育信息化的关键和发展方向。

智慧课堂是以“互联网+”的思维方式，借助大数据、云计算等新一代信息技术打造的智能、高效的课堂，其实质是基于动态学习数据分析和“云、网、端”的运用，实现教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化，创设有利于协作交流和意义建构的学习环境，通过智慧的教与学，促进全体学生实现符合个性化成长规律的智慧發展。

高级语言程序设计是理工类本科生的必修基础课程之一。学生的程序设计基础知识水平和编程水平参差不齐以及对问题的理解呈现多元化等现象，贯穿在教学的整个过程中，培养学生的自主学习能力和综合能力、探索个性化的教学模式尤为重要。本文以当前的智慧课堂教学模式为基础，依托清华大学优慕课教学平台实现对课前—课中—课后全过程的动态数据收集和分析，探索基于智慧课堂的高级语言程序设计课程的教学研究与应用。

1  智慧课堂教学模式的构建

传统的教学模式中，教师是课堂教学的中心，课堂教学的侧重点是对教材知识点的讲授[1-2]。学生被动地接受教师讲述的学习内容，课堂上的互动性较差，且教师更多是按照自己的教学经验来授课。通过翻转课堂的改革，教学的中心由教师转变为学生，除了进行教材知识点的讲授，翻转课堂要求学生在上课前或者课外观看教师提供的微课视频，对学生学习的自主性提高了要求，学生的学习主动性有所提高，但是“灌输式”的教学方式只是从课中转变到了课前，教师仍然按照自己的教学经验授课，而没有更多地考虑到学生自身的学习能力和实际水平。智慧教学模式则在翻转课堂的基础上进行了较大的变革，利用信息技术和教学平台作为教学的有力辅助，学生成为课堂教学的中心，除了以学生为中心外还注重对学生实践能力进行培养，信息化的教学平台提供了丰富的学习资源供学生选择，学生可根据自己的喜好和实际水平自主选择学习资源，进行探究性学习，并培养学生的创新能力。智慧课堂可以实时收集教学活动全过程的学习数据作为教师进行教学时间分配与教学活动安排的依据，有助于教师针对学生的实际情况，开展个性化教学，高效地完成教学任务[3-4]。

智慧课堂教学模式的设计包括课前、课中和课后3个环节，每个环节中都进行了充分的师生互动，可以有效地培养学生的自主学习能力和探究学习能力。采用“云+端”的服务模式，通过云计算、云存储和云服务等为课前、课中、课后3个教学环节提供信息服务支持[5]，通过采集动态学习数据、及时汇总与分析实现全方位的教学互动和反馈，体现了“以学生为中心”的教学理念，实现了智能、高效的智慧教学模式。

清华大学优慕课教学平台是一款功能齐全的网络教学平台，可为课前、课中、课后3个教学环节提供全面、详尽的动态数据收集和分析。

教师可以在平台上通过教学管理、课程建设和学习分析等模块完成智慧课堂的构建。在教学管理模块，教师可以维护课程信息、发布课程通知、进行邮件答疑。在课程建设模块，教师可以提供课程的基本信息，如课程介绍、教学大纲、教学日历和教师信息等内容供学生了解课程和教师的基本情况。教师可以按照章节来发布导学信息、视频讲解、课程作业、随堂测试、课后测试和问卷调查，还可以针对学习过程中出现的问题开展线上讨论答疑，突破线下教学时间的限制，给生生互动和师生互动提供线上平台，保证及时解决学生在学习过程中遇到的问题。在学习分析模块，教师可以按照课程统计查看全体学生浏览学习资源的时间和次数，完成对全体学生作业和测试的统计分析，有助于教师总体把握班级整体的学习情况。也可以按照学生统计查看每个学生登录网站次数和时长等信息，提交作业和测试的具体信息，有助于教师了解每个学生的学习习惯和学习状况。通过优慕课教学平台教师可以在不同的教学环节全方位、多角度地了解学生的学习情况和学习效果，实现智能、个性、精准的智慧教学。

学生选修了高级语言程序设计课程之后就可以登录优慕课教学平台，通过平台接受教师推送课程信息，浏览基本信息模块，了解本门课程的课程介绍、教学大纲、教学日历等课程信息。在单元学习模块可以浏览导学信息，观看课程视频。在课程活动模块完成课程作业、随堂测试、问卷调查、讨论答疑，每次测试后学生都可以看到自己在班级的排名，以及答案的对错和习题的详细分析，了解自己的学习情况，修正自己的学习计划，提高学习效率。

2  基于优慕课教学平台的智慧课堂教学设计

高级语言程序设计是安徽大学电子信息工程学院在大一上学期开设的专业基础课，学生的计算机操作水平和程序设计能力差别很大，如何进行个性化教学[6]、互动型教学、分组研究型教学、个人自主探究性教学，提高学生学习的主动性和创新性就尤为重要。基于优慕课教学平台的智慧课堂教学可以较好地解决上述问题。

2.1 教学活动设计

2.1.1 课前环节——自主学习，深入讨论，以学定教

传统教学方式中教师无法及时了解学生的自学情况，也没有有效的手段督促学生进行课前预习。智慧课堂的课前环节中，教师在上课前两天提前发布导学PPT、微课等学习资源和预习作业。学生通过教学平台提供的丰富的学习资源进行自主学习并完成预习作业，预习作业要求进行课前讨论并以小组为单位提交。教师在课前批改预习作业，了解学生对基础知识的掌握程度和差缺，在课前根据学生的自学情况进行有针对性的教学设计。

2.1.2 课中环节——深度互动，实时反馈，有的放矢

传统的教学方式中，课中环节主要是教师根据教材进行知识点的讲授，学生被动地接受知识。而在智慧课堂的课中环节中，教师根据课前学生的预习情况有针对性地导入新课，讲授难点和重点。教师可以在课堂组织分组讨论，学生进行分组汇报，通过生生点评和师生点评对问题进行全面而详尽的分析，引导学生进行探究式学习。在随堂测试阶段，根据学生的测试结果分析进一步了解学生对知识点的掌握情况，通过提问和点评的方式提升学习效果。

2.1.3 课后环节——分析总结，个性化推送，巩固提升

传统教学方式中，从布置作业到教师点评作业间隔时间很长，无法及时暴露并解决学生在学习中遇到的问题。在智慧课堂的课后環节，学生在截止日期之前提交作业，客观题系统自动批改，主观题由教师批改，系统会自动生成学习分析数据，教师通过学习分析数据可以及时进行个性化的习题推送、知识点的拓展和课后讨论，并通过问卷调查及时了解学生对知识点的掌握情况，可以量身打造适合学生的学习规划，帮助学生全面地掌握知识点，学有余力的学生可以在课堂教学的基础上进行巩固提升，更加透彻地了解知识点并进行应用。绝大多数学生都能圆满地完成学习任务。

2.2 教学评价

教学评价是教学活动中很重要的一个环节，可为教学决策提供依据。传统的教学方式中，教学评价方式单一，无法做出精确的教学评价。智慧课堂可提供全面的评价指标，既可以对学生的作业成绩和测试成绩进行精准的量化评价，也可以对学生参与讨论的次数、观看微课视频的时长等学习能力和学习习惯进行评价。收集课前、课中、课后3个环节中，学生的学习情况和学习效果的所有数据，教师可以根据实际情况进行筛选和权重的设置，实现多元化的教学评价，为后续的教学决策提供有力的数据支持。

3  教学效果

针对安徽大学电子信息工程学院2018级、2019级和2020级本科生的《高级语言程序设计》课程，进行了智慧教学试点，并从学生的课前、课中、课后参与智慧教学的程度，以及课后反馈及期末成绩等多方面进行了分析评估。

通过优慕课教学平台，学生的学习兴趣有了很大提升，97%以上的学生都喜欢智慧教学方式。与传统的教学方式相比较，学生认为智慧课堂的教学方式更具有吸引力，能够提升他们的学习兴趣。在2018学年、2019学年、2020学年的期末考试中，智慧教学班级的成绩都明显高于普通教学班级的成绩。

4  结语

本文研究了基于优慕课教学平台的智慧课堂教学模式构建，并在高级语言程序设计课程中运用智慧课堂进行教学，学生普遍接受并喜爱智慧教学方式。在智慧教学的过程中，实现了个性化、智能化的智慧教学，学生的自主学习能力、探究学习能力都有所提高。

参考文献

[1] 王晶，孙钏洲.基于微信公众平台的大学智慧课堂构建及案例研究[J].计算机教育，2018（6）：135-139.

[2] 高涛，冯兴乐，孙朝云.基于案例驱动的程序设计课程智慧课堂教学研究[J].中国教育信息化，2019（12）：48-51.

[3] 蒋雯音，杨芬红，范鲁宁.雨课堂支持下的智慧课堂构建与应用研究[J].中国教育信息化，2017（10）：14-17.

[4] 陈瑞丰.对分课堂：生成性课堂教学模式探索[J].上海教育科研，2016（3）：71-74.

[5] 张燕，孙光灵.新工科背景下智慧课堂教学模式研究[J].软件导刊，2019，18（3）：206-209.

[6] 李薇，黑新宏，王磊.“智能+”教育时代个性化教学方法探索与实践[J].计算机教育，2020（10）：169-173.