基于混合式教学的“C 语言”在线开放课程改革研究*
2021-12-04李晓莉
李晓莉
(武汉软件工程职业学院,湖北武汉 430205)
人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造出类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高水平、高层次的应用。人工智能的时代,对每个人特别是大学生来讲,具备较高的编程能力和水平是不可或缺的。本文基于“C 语言”在线开放课程建设后的实践过程,对采用混合式教学的“C 语言”在线开放课程进行研究。
1 教学实施过程
本课程授课对象是高职电气自动化专业大一的学生,他们喜欢PK,积极参加各种校内外比赛;表象性思维较强,获得新知识和经验的途径更倾向于观察或实际动手操作;好奇心强,喜欢新鲜和变化着的事物;对课程学习感兴趣,但思维分析能力较弱;对编程存有一定的畏惧心理。通过前导课程“计算机基础”的学习及本门课前面章节内容的学习,该阶段学生具备一定的编程知识,能编写顺序结构和分支结构的程序,程序出现简单问题时能快速定位并修改程序错误,但是对于循环结构的理解并用于解决实际问题仍有欠缺。
在混合式教学模式下,课程分为课前导学-学生自主学习、课中优化-师生共同学习、课后复盘-师生共同巩固提升三个阶段,整个教学实践过程均围绕这三个阶段进行教学,学生在整个学习过程中都可以采用线上学习的方式进行预习、实战演练、复习等。下面以While 循环语句的学习为例来进行介绍。
1.1 课前导学
首先教师通过在线开放课程平台发布课程的任务要求及学习视频,要求学生完成如下任务:请同学们找出生活中的循环示例,写出循环的条件和过程,以思维导图的形式上传云课堂的平台。学生观看教师发布的视频,并根据要求完成思维导图的绘制并上传至在线开放课程平台。学生完成教师发布的课前测试题,并将预习过程中出现的问题反馈给老师。思维导图考查学生对循环概念的理解,课前测试题考查学生对已经学过的分支语句的理解、记忆和掌握。
1.2 课中优化
课中环节侧重师生共同学习,因此将课中教学环节划分为四个步骤:新知探究明思路、任务实施练实操(突出教学重点)、调试排故强技能(破解教学难点)和拓展梳理善总结,如图1 所示。
图1 课中教学环节
步骤一,新知探究明思路。通过投掷硬币的游戏导入While 循环语句实现1~100 的自加任务,让学生理解循环语句的功能和用法,指循环编程法的步骤。教师展示课前制作的视频游戏,动画演示循环语句的工作流程及动作要点;教师同时在云课堂发布关于循环语句的新知测试题。学生观看视频平台上的动画演示;根据动画分组讨论循环语句的工作流程和机制是什么;并在智慧职教云课堂平台完成新知测试题。本步骤旨在通过动画演示抛砖引玉,激发学生的创造性思维,将抽象的编程语言具象化,直观呈现编程指令工作原理;分组讨论能锻炼学生的自主学习和团队合作能力。
步骤二,任务实施练实操(突出教学重点)。教师通过思维导图分享循环语句的构成条件,并通过开心消消乐小游戏引导学生轻松掌握循环语句的语法规则;教师引导学生利用框架思维编程法设计程序结构,并将任务划分为循环条件、循环体、结束语句三个模块,要求学生每三人一组,根据学生自身的能力基础认领其中一个编程模块进行程序的编写。教师在这个过程中巡回检查在线开放课程平台讨论区、微信群、QQ 群等平台,对学生遇到的共性问题集中解答,鼓励学生大胆发表自己的想法,对学生的创新思维提出表扬。学生根据教师发布的思维导图认真领悟循环语句的三要素,并通过开心消消乐小游戏掌握循环语句的语法规则,同时画出1~100 自增的程序框图;学生三个人一组,根据自身的能力基础认领其中一个编程模块进行程序的编写,完成后修改完善为完整程序。本环节中的思维导图有利于学生掌握循环语句的语法规则;通过开心消消乐游戏寓教于乐,在轻松愉悦的氛围中掌握循环语句;模块化的编程方法有利于学生在设计程序结构的基础上建立编程思想,锻炼、提升逻辑思维能力,突出教学重点。
步骤三,调试排故强技能(破解教学难点)。教师通过教师机演示调试效果,让学生明确最终的调试结果;学生可以知道正确的程序结果,从而有针对性的修正自己的程序错误;教师结合既往的教学经验,人为设置几个故障让学生排除;最后让学生小组交换设置故障,反复训练。学生通过教师的演示观看调试效果;之后进行组内调试,对教师设置的故障进行排除,碰到问题进行小组交流,排除教师设置的故障;各小组之间交换设置故障并进行排除;遇到问题时可通过故障排查软件查询解决办法,或根据排故口诀讨论解决。本步骤先是通过演示调试效果让学生对任务的具体功能心中有数;通过教师设置故障和学生小组交换设置故障,反复进行相关的技能训练,提升学生的操作和排故技能,提高学生发现故障、分析故障原因并排除故障的能力;故障排查软件和排故口诀帮助学生规范排故思路和方法,帮助学生走出面对故障无从下手的尴尬境况。
步骤四,拓展梳理善总结。教师总结课中的常见问题并对学生的疑问进行解答;全面评价学生的学习效果。学生用弹幕分享自己的经验和不足,反思并进行改进;小组自评选出“程序设计小能手”;小组互评出优秀小组。本环节旨在对新学的知识及时进行梳理和总结,将知识系统化,帮助学生将知识点归位、贯通、融合;通过小组自评和组间互评激发学生积极向上的学习兴趣,促进学生全面发展。
1.3 课后复盘
课后要求学生用认知地图将循环程序的编写要点和排故方法总结梳理后上传至云课堂的课程平台;并要求学生完成课后测试题。学生用认知地图将循环程序的编写要点和排故方法总结梳理后上传至云课堂的课程平台,同时学生完成云课堂平台上的课后测试题;本环节通过认知地图再次帮助学生梳理知识体系,夯实知识基础;课后测试题帮助学生巩固本次课程知识点,帮助教师检验学生的学习效果。
2 考核评价设计
通过在线开放课程平台和智慧职教云课堂完成课前、课中、课后的多元化教学评价,从知识、技能、素质到态度等全方位全过程评价学生的学习效果。多元化教学评价如图2所示。
图2 多元化教学评价
3 结语
在本次课程的教学实施过程中,教师引导学生将循环语句的实现过程分解为循环条件、循环体、结束语句三个模块,模块编程法帮助学生建立编程思想,锻炼和提升学生的逻辑思维能力,有利于程序设计创新人才的培养;教师团队开发的故障排查软件解决了教学过程中的调试难、排故难的教学痛点,微课动画辅助教学将晦涩难懂的循环语句形象化,实现教学与艺术的联姻。注重多元评价,促进学生全面发展,学生在知识、技能和素质目标达成的同时,自主学习能力、团队合作能力、创新精神均得到了提升。云课堂后台显示,学生能主动参与课堂活动,学生的学习兴趣不断激发,学习热情高涨;学生的学习效果提升明显,从课前测试平均成绩68 分到91 分;学生编写的程序逻辑正确、思路清晰,能满足题目的设计要求;学生排除程序故障的能力显著提高,能够排除常见的语法错误和逻辑错误。