基于TBL的程序设计课堂教学改革与创新

颜素莉 毛燕飞 潘云兰

摘  要： 非计算机专业程序设计课程侧重培养学生创新思维能力以及分析和解决问题的综合能力，而目前大多数高校普遍采用传统的讲授模式。文章借鉴和总结了在美国堪萨斯大学的课堂观摩和交流体会，结合TBL（基于团队学习）教学模式对传统的课堂教学模式进行改革和创新。其中团队学习在课堂中实施，学生以小组形式共同完成一个团队作业并进行评分。通过教学改革有效地提高了学生主动学习和团队协作的意识，培养了学生创新思维和计算思维能力。

关键词： 基于团队学习; 课堂教学改革; 计算机应用

中图分类号：G642          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2021）12-102-04

Abstract： The programming courses for non-computer specialties are aimed to cultivate students' innovative ability and comprehensive ability to analyze and solve problems， while at present most of colleges widely use traditional teaching mode. Based on the experience of classroom observation and exchange in the University of Kansas， this paper combines TBL （Team Based Learning） teaching mode to reform and innovate the traditional classroom teaching mode. The team learning is implemented in the classroom in which students cooperatively complete a team work in groups and score it. Through the teaching reform， students' awareness of active learning and teamwork is effectively improved， and students' ability of innovative thinking and computational thinking are cultivated.

Key words： TBL; classroom teaching reform; computer application

0 引言

笔者在美国堪萨斯大学（后面简称KU大学）访学期间，观摩了大量优秀的课堂教学案例。总结后发现，小组讨论是KU大学课堂上非常普遍的教学组织形式，老师很重视培养学生自主学习和批判性思维能力，课堂学习氛围活跃，师生之间交流频繁。对于非计算机专业学生来说，计算机应用程序设计课程的侧重点不仅仅是培养编程能力，而是对学生进行思维训练，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高在专业学科领域内的创新思维能力[1]。目前，计算机应用程序设计课程仍然采用传统的“灌输式”教学模式，忽略了以学生为主体的参与式学习，学生积极性不高，学生之间缺少交流互动，课堂教学氛围沉闷。本文借鉴KU大学的课堂教学理念，以浙江师范大學为例，采用基于TBL（团队学习）的教学策略组织和设计教学环节，通过团队协作形式培养学生自主学习和创新思维能力，以网络平台为依托开展混合式课堂教学。研究成果不仅适用于计算机应用程序设计类课程的课堂教学，同时也可为其他专业大班课堂教学提供理论和实践依据。

1 基于TBL的教学策略

1.1 TBL的起源和背景

Team-Based Learning（基于团队学习，简称团队学习），是一种基于小组学习形式的衍生和提高，该概念最早由美国俄克拉荷马大学的教授莱奇·迈克尔森（Larray Michaelsen）[2]于上世纪七十年代末提出来。早期由于班级人数扩招决定将小组学习模式应用到大班课堂教学上，并进一步演化成团队学习模式，经过多年实践取得了非常好的教学效果。

基于团队学习的核心思想是学生通过团队协作共同解决一个团队作业，在小组活动中学生积极参与并投入到团队任务中，最终实现提高学习和团队发展的教学目标。莱奇·迈克尔森强调，基于团队学习是一种高效的教学策略而不仅仅是一种教学技能，通过一系列事先计划好的教学活动吸引学生参与到学习中并贯穿到整个学期[2]。

1.2 TBL在国内外教学应用现状

在欧美一些发达国家的课堂教学中，TBL已经得到比较广泛的应用，尤其是商学院和经济管理类学院将团队学习教学策略很好地融入到课程教学中[3]。莱奇·迈克尔森（Larray Michaelsen）率先将商界团队运行模式运用到了经济管理专业课堂教学中，美国圣地亚哥州立大学教授南希·弗雷（Nancy Frey）以及她的团队将团队学习应用到大学以及中小学课堂教学中[4]，KU大学的副教授卡尔·卢奇斯（Carl Luchies）将团队学习模式应用到机械专业课程已经有十几年经验，德鲁·瓦蒂亚（Drew Vartia）将团队学习应用到化学专业课程课堂上，以及大卫·约翰逊（David Johnson）结合团队学习在数字逻辑设计课程中开展了翻转式课堂教学等等。

目前国内对于团队学习的研究尚处于初步，主要是在一些医学院采用此教学模式[5]。华中科技大学教授刘玉创建的 Dian 团队开创了团队学习模式的新形式[3]，塔里木大学张景川的大学物理模式教学改革，吉首大学段明秀的计算机专业学生创新实践能力培养，以及华东交大丁琼的团队学习理论在OOAD课程教学中的应用等等[3，5，6]。研究发现，团队学习在计算机应用课程的改革与研究比较少，事实上团队学习在大班教学上的优势更加明显[7]。因此基于团队学习的程序设计大班课堂教学改革显得更加迫切和有必要性。

2 教学改革的具体实施

团队学习必须遵循四个基本原则：①团队需要合理形成和管理。②学生必须要对个人和团队作业负责。③团队作业必须能够同时促进学习和团队的发展。④学生必须获取频繁和及时的学习反馈[2]。

2.1 前期准备工作

基于团队学习的课堂教学无论对于任课老师还是学生都是一个陌生的概念，首先第一堂课的正确引导非常重要。告诉学生什么是团队学习，为什么需要采取这种学习模式，团队学习是怎么开展的[2]。其次，引导学生创建小组，小组的人数保持在4-5人是最合理的，人员分配根据性别和成绩差异由任课老师安排[2，7]。第三，选择合适的网络平台作为教学依托，学生人手一个手机并安装客户端APP。

2.2 教学设计的实施

开展团队学习的教学活动包括三个环节：课前预习任务，课中教学活动，课后练习任务[2]。如图1所示。

⑴ 课前预习任务

提前一周在网络平台发布单元知识的教学课件，让学生有比较充足的时间预习新的知识点。老师永远无法做到把所有知识点传授给学生，只有学生自己能够做到这一点[2]。通过这种方法，学生可以获取比较全面的初始的课程内容信息，然后才可以将已学的知识应用到课堂练习或团队作业中。同时，学生在手机端通过app可以实时查阅课件内容，解决了以往老师讲得太快学生无法及时记录的问题。

⑵ 课中教学活动

一般程序设计课程的理论课时是每周3节课，根据内容可分成四个阶段。

第一阶段，课前预习测试（RAT）[2]，大约10～15分钟。学生在手机端提交答案，老师有针对性地分析和讲解习题答案。

第二阶段， 任课老师讲授重点知识点，大约60分钟。中间穿插随堂练习和实例分析。

第三阶段，布置团队练习或作业，大约20～40分钟。团队练习和团队作业相隔一周轮流执行。两者的区别是团队练习的题目比较简单，需要讨论的时间较少，而且不需要提交作业。团队作业难度较大，用时较长，需要提交汇总报告和评分。布置团队练习的主要目的是为了让学生在开始团队学习之前有一个逐渐适应的过程。这个阶段是实施课堂教学的核心阶段。程序设计课程侧重培养学生分析问题和解决问题的能力。而团队学习正好切合了这一需求。通过团队学习，加大对知识的综合分析和提炼，培养学生的自主学习能力和创新意识，形成良好的团队协作意识[6]。团队作业的具体实施参数和指标如表1所示。

第四阶段，最后10分钟，任课老师对团队作业进行总结或点评。

通过课堂上的团队学习，一方面，学生收益良多。先是个人进行独立思考，然后是分享和参与小组讨论，共同协商解决问题，最后找到合适的解决方案。培养学生自主学习和协作学习的能力。另一方面，老师可以很直观的动态观察每个小组和组员的参与情况。这个时候，教师由教学的主体转变成为导演者、辅导者的角色[2，6]。

⑶ 课后练习任务

学生需要完成两项课后任务：第一，提交团队作业汇总报告并完成组内互评和自评工作（两周一次）。第二、完成平台开放的章节练习和章节测验。通过课后练习题的训练，学生进一步巩固和掌握课程知识点。上述成绩都会自动计入系统，作为日后过程性成绩的参考依据。

3 考核依据和评分标准

3.1 结合过程性和总结性的学习评价机制

通过网络平台开展线上随堂练习，以及课后小练习和章节小测试等等，所有成绩均被系统自动计入。通过设置网络平台上的成绩权重，为各项活动设置合理的分值，最后直接从系统导出汇总成绩即可。这种形式既减轻了任课老师统计平时成绩的工作量，同时也使学生的平时成绩量化，更加合理化和科学化，避免了不公正现象。期末综合成绩主要包括两大部分：期末考试成绩和平时总成绩。团队作业成绩的占分比重比较高。具体评分标准如表2所示。

3.2 团队作业评分机制

团队作业的评分机制是考核团队学习性能非常重要的一项指标，主要分为三个参考指标：①老师评价（60%）;②组内互评（30%）;③组员自评（10%）。具体评分指标及依据如表3所示。

4 教学改革效果评价与分析

从两个方面进行评价：学生对问卷调查的反馈结果以及期末考试成绩的分析。

4.1 问卷调查反馈信息分析

本学期前后开展了两次问卷调查，下图是期末问卷调查结果的汇总图。共有12个小组60位学生参与，包括三个问题：

⑴ 教学进度是否偏快;

⑵ 是否喜欢团队学习模式;

⑶ 是否认为团队学习对提高学习有帮助。见图2。

根据图2数据得出结论：大多数学生认为教学进度有点快，总体都认可团队学习的模式，基本上都认为团队学习能够促进学习的进步。

4.2 期末考试成绩分析

根据以往的经验，公共基础课程的期末考试成绩不及格率明显高于专业课程。本学期学生的期末考试成绩取得了比较不错的结果：不及格率降到了15%以下，平均分、最高分和最低分都有了很大的提升。卷面成绩的提高从某一方面也映射了学生应试能力以及分析问题能力的提高。

5 结束语

团队学习模式在实施过程中面临着很多客观和主观的障碍。①教学进度和实际课时限制的矛盾。②任课老师自身的角色转变和授课模式改变的不适应性。③学生群体对于团队学习模式的态度和接受程度。团队学习模式在大班课堂教学的实施是一个漫长而充满挑战的过程，需要不断改进和完善。

通过实践证明，团队学习确实适合与大班教学尤其是程序设计类课程，能够有效解决学生之间缺少交流，老师无法掌握整体学习进度等问题，同时培养学生创新思维和计算思维能力。

参考文献（References）：

[1] 高恩婷.对非计算机专业学生进行计算思维教学的认识与实践[J].福建电脑，2013.4：164-165

[2] Michaelsen L K， Knight A B， Fink L D. Team-based learning：A transformative use of small groups in college teaching[M]，2004：7-41

[3] 丁琼.团队学习理论在教学中的应用——以OOAD课程为例[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2014.11：24-25

[4] Frey N， Fisher D， Everlove S. Productive group work： How to engage students， build teamwork， and promote understanding[M].ASCD，2009：126

[5] 张景川，楚合营，黄新成.基于团队学习的大学物理教学模式探究与实践[J].大学教育，2014.17：97-98

[6] 段明秀，何迎生，王从银，蒋效会，鲁荣波.基于团队学习的计算机专業学生创新实践能力培养[J].吉首大学学报（自然科学版），2016.2：87-90

[7] Paul Atchley，Judy Eddy，et al.An essential guide to teaching at KU，second edtion[G].A publication of the Center for Teaching Excellence，2019：25，27