“互联网+”环境下程序设计类课程赛课结合教学模式的改革与实践

刘 刚

(吉林师范大学博达学院,吉林 四平 136000)

2020年春，新冠肺炎疫情在全球范围内爆发，国内的各所高校春季学期不得不延后开学并采取了线上教学的模式，在挑战和机遇面前，既面临着线上教学资源丰富、种类繁多的便利（如智慧树等平台丰富的慕课资源），同时也面临着计算机程序设计实践类课程资源相对缺乏的窘境。我院在进一步加强“互联网+”混合课程实践教学模式的实践性和研究探索的同时，对于突发疫情及正在进行中开展的平台和资源建设，迅速调整了思路，理清了课程实施和教学改革的方向，积极促进了专业课程实施和教学模式的创新发展，达到了高校计算机相关专业人才培养的新要求。

一、“互联网+”混合教学模式的改革策略

在实施改革中我们发现“重理论、轻实践”的理论知识教授在个别科目中仍然存在，结果直接导致了学生实践上机与教师沟通的不足，学生不“消化”，不“吸收”；个别课程考核形式单一，缺乏过程控制，完善或弥补考核方式也是待解决的问题之一。

（一）教学内容方面的调整

教学中融入算法使理论与实践相结合，拓展学生阅读理解能力，以竞赛题目作为练习。教师分类各章节知识点，重新进行整理，使学生更容易实施编程并极大提升学生的编程兴趣，增强大多数学生的学习获得感。

（二）教学过程方面的调整

在大型的教学平台上发布比赛题目，让更多的学生借助网络进行提前准备和预习并在班级里一改传统教师的主体地位，更多的是让学生上台进行讲解，老师和其他同学都负责给予批改和点评；在某些案例的教学中，首先对这个算法进行了分析，然后由教师组织全体学生进行分组探究和讨论，将该种算法运用到实例中，最后总结出这个案例的编程和实现。

（三）考量考核方面的调整

为了能够更好地引导学生选拔竞争者，提高学生的自主学习动力和积极性，培养学生利用自己所学的知识分析和解决实际问题的意识和能力，在考核中大大减少了一些死记硬背的基本知识，介绍了一些具有低难度和中等困难的模拟竞争问题；通过提高平时分数与成绩之间的比率，使得学生更多地注重自己的学习过程，而不是仅仅单纯依靠考试分数做定论，调整评定分数给学生造成的焦虑情绪和负面影响。

（四）建立课程资源体系

借助于互联网对所有有关计算机应用程序设计的影像、课件、检测题库、授课方案、习题等各类教学资源信息进行了搜集、梳理，结合不同单元的教学内容做出合理的划分，形成了实用的网上课程资源系统体系，使得课程的知识点和结构都得到了系统性呈现。通过大量的案例，来加强对于程序设计相关问题的深入讲解，将理论和实践更好地融入到一起，弥补了以往的课程教学中以理论研究为基础及主线的不足。

（五）科学设计导学环节

“互联网+”混合式的教学模式中，教师要认真做好指导各个环节的规划和设计，让学生积极查资料并积极参与到本专业的课程上。为此，教师还需要通过结合学生的兴趣来搜集导学材料，如利用网络游戏编程器设计导学软件内容，引导学生在网上完成相关软件下载，主动登入校园网对虚拟学习的各个环节进行互动和交流等操作，根据学生和教师自身所布置的学习任务，开展自主学习活动。

（六）组织线上互动学习

在这次的实践教学中，教师还要一改以往传统的单纯讲解相关知识点的教学模式，有效通过QQ、微信及各类学习平台，布置具有针对性的线下训练题，引导大班同学们自主完成对相关知识点的掌握和拓展。此外，学生们借助OJ程序设计的练习平台，也能够在课后进行线上学习竞赛活动，联合同班级的教师一起完成作业，在相互启发中加强了对程序设计内容的学习和应用实践，并且能够通过考试的成绩分析客观掌握和了解自己的学习状态。

（七）加强师生情感培养

在采用混合教学模式开展教学时，教师既要强化教学管理，更要利用互动的便利性加强对学生情况的了解。积极引导学生，掌握学生的实际能力及水平，避免因竞争产生的负面心理落差对学生其他方面的影响。

二、线上教学的探索

（一）在线授课准备工作

与传统的课堂教学不同，学生与教师之间无法面对面见到彼此，学生的注意力问题也是在进行课程准备时需要首先思考的，经过长期的调查和研究以及多年教学实践的经验总结，教师们把在线教学一小时上下作为最佳时间，所以在备课中一定要紧紧抓住主讲的精华内容。部分课程建立了回放机制并做了教学引导工作，同样为日后混合式教学授课提供了素材，也是教师监督和自我学习的有效途径。

（二）在线授课平台应用

实施在线教学的主要任务之一就是选择合适的在线教学工具，目前市面上开放的常用的在线教学工具有智慧树、钉钉、腾讯会议、腾讯课堂等。这些直播工具各有优势，例如钉钉直播除了可以充分满足网络直播，还能够很好的为用户实现网络上的在线点名和考勤记录，腾讯会议、腾讯课堂由于企业的技术支撑和网络后台强大的服务器支持，可以确保顺畅进行PPT教学，还能够同时共享网络桌面、互动、查听课时长等，并且还可以为用户提供一段网络视频，方便回看（即已授课，N小时后自动制作）。多数教师还使用了QQ群、微信群等进行互动讨论。

（三）问题总结与解决方案

通过对在线授课工具在一定阶段和一定时期运用中的总结与实践发现，目前在线程序设计中的在线授课仍存在着一些弊端：部分同学的学习主动性比较差，尽管按时参加了网课也顺利完成了作业，但只是为了应付交差，这就更加需要一个健全和完善的监督机制来检查和督促同学们在下课后学习工作的情况；由于本次疫情发生具有突然性，而且也都是在春节期间，在前期调查中我们发现部分学生只是携带了自己的手机回家而没有拿笔记本电脑，有的学生由于居住在一些偏远的地区，网络环境比较恶劣，导致这些学生不能正常进行视频听课，所以等到疫情结束回校时主讲教师还要把自己相应的内容再次重复，让大多数学生真正去了解和掌握。与传统课堂相比，教师工作量加大，除了要进行正常备课外，还要花时间去学习如何使用新的在线教学系统，这表明在今后正常教学情况下，教师也要对在线教学有所了解，掌握相关的在线教学工具。由此可见，特殊时期的在线教学模式在返校后更要重视课堂面授教学，补充必要的实践实验课。

三、OJ平台的搭建与使用

OJ（Online Judge）平台的特色和功能一是为高等院校学生提供了一个独立的、并具备巨额资金和数据的拥有庞大考试题库的在线检测平台以进行辅助性的教学理论实践和赛事训练，以学生群体为研究中心，帮助高等院校学生建构和树立“算法”观念；二是由于我们传统采用的实验室ftp客户端向学生提交课件和作业的直接传递方式，效率十分低下，且又不利于引导学生充分利用课外时间进行练习，影响学生与老师之间的互动，影响了课堂的教学效果。正是这样，把OJ引导添加到日常的教学中，辅助教师进行授课，将有机会帮助学生更加轻松的掌握应用程序设计的语言。因此，我院专业人员自主研制了一个OJ平台，不仅适合应用于对程序设计和赛事的培训，还能够将其应用于平时的实践性教学中，通过精心制定的多组测评用例来直接反映出应用程序中存在的问题，方便了教师及时寻找漏洞并对其做出正确的解答，也有利于学生课后的复习和巩固。在传统的教学中，OJ技术可以很好地弥补人工评估的缺陷，有效减轻教师的负担，使评估更加公平、合理，学生对于没有在课内完成的实验还可以充分利用该系统的软件在课外时间进行完成，从而为整个实验的过程提供了延伸，创造了一个模拟竞赛环境的平台。

众所周知，ACM国际大学生课程设计竞赛（ACM/ICPC）采用的就是在线评测系统，该系统允许用户在线提交自己的问题解决代码，系统自动编译并运行以提供裁判的结果，并根据用户解决问题的次数和时间进行排名。但是刚接触编程的学生的能力不是很强，如果一开始就允许他们在大学公共网络上的网上裁判系统上实习，无疑会影响他们对编程的兴趣和热情。因此，自主实践平台势在必行。目前存在的问题是现开发使用的OJ程序设计测试系统仍有待改进，受服务器配置限制，在线学习人数受限，导致服务器目前无法完全承接对外开放，学生只能通过内部授权登录使用，因此今后还要对该系统进行改进和加大投入。

四、基于竞赛的思考

第一，竞赛活动有利于培养高品质的理工科技型人才。把竞赛模式与我们传统的计算机技术专业课程的教学融入到一起，把竞赛技能和培训的教学方法同基础课程的教学融入到一起，对于在未来社会中为我们提升创新素质具有重大意义。同时，竞赛的核心是算法和数学，同时要求具备英语翻译能力，这些都是大学生必须具备的技能。搭建在线评判系统，自动评测，客观公正，更能增加学生自主学习能力。把竞赛培训方式同基础教学相融合，将会对我们提高创新素质有重要意义。同时，竞赛的核心是算法和数学，要求具备英语翻译能力，这些都是大学生必须具备的技能。搭建在线评判系统，自动评测，客观公正，更能增加学生自主学习能力。

第二，竞赛与课程体系相结合，有利于完善专业人才培养模式。我们将学生学习同竞赛相结合，主要培养学生竞赛兴趣，同时开设程序设计竞赛专业选修课，避免枯燥的语言类学习，鼓励学生积极参与训练活动，积极备战，并可以参与教师教科研和大学生创新创业等项目。将教学创新课堂实验讨论课程同创新网络教学评判课程体系有机结合，设置了一个创新的课堂实验讨论环节，让每位教师同时进行课堂分组讨论练习和专题讨论，以转变教师的教学任务和理论导向的工作要求，培养了广大学生在实际工作情况下积极解决实际问题的创新意识和实践能力。

第三，竞赛有利于建设并完善课堂翻转体系。教师将讲授的主要知识以例题的形式布置在评测系统中，学生利用课下时间在系统中思考并解决问题，还能和已经做出题目的同学交流心得，教师将学生做题反馈情况统计后，可以在课堂中更有效地指导学生，极大地提高学生学习计算机编程的兴趣。这也是一条通过竞赛及课程建设提高人才培养质量建设的有效形式。

第四，我们一定要及时调整培训的时间、培训强度、培训深度、培训态度、培养目的，分析并解决学生求胜之心、价值观的体现和挫败感所带来的负面心理影响，积极健康地指导教师引领学生正确对待竞赛及实际生活中可能遇到的各种问题，做好学生心理上的良师益友，学以利人。分析并解决学生求胜心、价值体现及挫败感带来的负面心理影响，积极健康地引导学生正确对待比赛及生活中遇到的各种问题，做学生的心理良师，学习益友。合理安排培训、有效地解决专业的差别和南北方同校学生的潜在偏差，建设一支可持续发展的教练培训队伍，对做题、讲课、出题、平台的建设及维护，带队的教师团队及日常管理工作做好规范化的流程，对各类比赛后的题目进行分析和解答，队员的分流及日后各类比赛团队的备战工作做好合理配置。

五、基于赛课结合的专业实践教学成因及成效

近几年，各高校都高度重视竞赛赛事，参赛高校和参赛人数逐年增加，为什么会有如此变化也更值得我们去分析和研究。

第一，难。因为难才好玩的口号让无数大学生心之向往，程序设计类竞赛也被誉为世界上最聪明的人的竞赛。能够在省赛、国赛以及国际赛上获得荣誉，不仅仅对个人职业发展产生影响更能证明各个学校人才培养的综合能力。

第二，公平。无人工干预的系统裁判（OJ），竞赛所用的服务器由出题方自带，题目的电子版和纸质版直到比赛前一秒都是密封保存，主办方、赞助商都是看不到的，没有感情分，同类的其他比赛很难与之相比。

第三，对手强。大学生程序设计竞赛参赛的队伍都是各个学校的顶尖人才，这无疑使得比赛的竞技性大幅提高，难度水平都呈逐年增长的趋势。

第四，认可度高。国内外计算机的赛事有很多，程序设计竞赛绝对是目前认可度最高的几大赛事之一，这个竞赛不同于其他赛事，考核的不是技术而是潜力，一个公司之所以培养你，是看你是否具备这种潜质。百度、腾讯、阿里等各大创业公司都对这项人才竞赛开展有不同层面、各种程度的密切关注和积极参与，并积极从中挖掘选拔更多优秀人才作为自己创业公司的员工。

第五，综合能力强。比赛考验团队合作能力、抗压能力、编程能力、分析能力、抽象能力、建模能力、毅力、勤奋、智商。即便如此，经历一次次绝望、跌倒，更能体会到顽强、希望给我们带来的力量。

我院结合自身情况，从2014年起组织参与了以吉林省大学生程序设计竞赛为主体、包含其他相关赛事的学科竞赛7次。共取得了省赛一等奖5组次，省赛二、三等奖及优胜奖20余次的成绩。经历了从一无所有到第一个省三等奖，从第一个省赛获奖到第一个省赛金奖，再到连续几年都有省一等奖的辉煌，但这些辉煌的成绩都属于过去，我们更要把竞赛精神融入课程建设，代代相传。

在就业方面，学生们通过报名参加了各类专业的学科课程竞赛，自身的综合素质和实践能力都得到了很大的提高，对于专业知识的理解和掌握也相对比较牢固，对于就业单位工作的适应性一般都比较高，得到了用人单位的一致好评。

同时，得益于基于竞赛平台的“赛课结合”教学模式的创新，我院的应用型程序设计课堂不再显得缺乏积极性和活力，专业技术竞赛的准备也不再枯燥乏味，并且通过广大学生的全员参加、课堂上不断培养、层层甄别挑选出优秀的学生和选手，既有效地保证了广大学生对专业技能的培养和提升，也使他们能够在省级及更高阶段进行竞赛中斩获荣誉，这也充分体现了我校的课堂教学方法改革。

六、思政教育对教学的保障作用

计算机专业应用在程序设计类的课程是一门激发和调动学生专业兴趣、培养和提高学生设计技术能力和计算思考等方面的重要理论和实践课程，同时也对其他科技起到至关重要的支持作用。所以计算机应用程序设计这门课程在为大家讲授相关专业知识的基础上，更是需要充分地培养学生自我处理和解决技术问题的意识和能力，树立学生提高技术认识的自信，进而更好地掌握计算机及其相关行业的就业规律，实现自我价值的提高。

经过教师们开展的教研活动，探索在课程中引入思政教育元素，学习先进的教学理论、教学模型，分析出一种适合对特定专业的学生可实践的混合式教学模式，以学生为中心，关注学生对专业技术和能力的自我提升、满足感的自我激励、试错时的自我反思。教师要引导大学生自觉树立崇高的职业道德规范，理解并实施践行中国特色社会主义为基础的核心价值观，真正做到立德树人的根本性。

在理论课程、实验课程、课上和课下、线上及线下多个方面积极思考融入思政教育的内容，从各个角度重新定义教学重难点和教学目标，积极改善以往专业课程“教师只以专业知识论优良，学生只好被迫学习愁断肠”的局面。当然，在探索过程中，教师是要付出成倍努力的，而付出劳动本身对教师的要求，又在契合着疫情时期那些“逆行者”们对整个社会做出的特殊贡献的缩影。

思政要素的融入往往都是从简单的内容开始，例如通过对时政要闻、特殊节假日、国家特殊纪念活动、学院社团活动、技术能力测试及考试等进行诸如爱国教育、感恩教育、诚信教育、公正教育、敬业教育。同时通过在大学专业的课程中不断引入一些真实充满社会正能量的小型故事，引导在校大学生自己培养树立正确的人生观、世界观与核心价值观。

计算机设计类课程可挖掘的思政元素是需要我们不断发掘的，是我们在实践中可探讨和研究的方向。计算机信息技术和网络技术的发展为我们的生活和学习带来了很大的便捷，但也面临着很多现实问题，如虚假信息的传播，网络交易的骗局，个人信息的泄露等，我们在课堂中更要注重这些人文问题。程序设计这门专业课程具有很强的计算思维、逻辑思维、辩证思维，培养了学生科学的思维习惯，不仅仅使他们在专业课的一个方面获得了收益，更使他们能够在日常生活中更好地权衡利弊，学会分析问题和解决问题，理论紧密联系到了实际、学以致用。程序设计引入了竞赛模式同时也大大强化了团队意识，我们应该培养大学生做好专业的知识和规范，尊重自己的知识产权、弘扬团队协同合作精神、敢于探索与创新。任课教师自身也要为思政教育以德立身、以身示范，做学生健康成长的领路人。

七、结语

教学实践证明，在“互联网+”环境下，将竞争理念引入到程序设计理论与实践教学中，弥补了传统教学的弊端，消除了理论与实践的差距，激发了学生的学习欲望和学习兴趣，是培养创新人才的有效途径。由于比赛难度大，教师必须不断提高自身素质，认真备课讲课，切实实现教与学的互利。结合当前在线教学的发展趋势，高校在计算机专业教学中应尽快地构建“互联网+”的混合式教学模型，以便把网络作为课程教学的载体，促使其从教学内容、手段、方法上都得到改进，实现提高专业能力和教学质量的目标。