艺术类程序设计基础课程线上线下混合式教学实践

姜大光　奚加鹏　苗桂君　刘锦华　赵梦奇　李瑞瑞

摘  要：该文针对艺术类专业中程序设计基础课程教学这一问题，基于艺术类专业学生直觉思维强，对形象事物感兴趣的特点，按照BOPPPS有效教学法制定艺术类程序设计基础线上线下混合式教学过程，以Python基本图形绘制章节知识点的实际教学为例，按照课前预习、学习目标、知识点前测、参与式学习、程序编制、课程总结6个步骤讲解程序设计基础具体知识点线上线下混合式教学实践过程，通过实际教学实践得出艺术类程序设计基础线上线下混合式教学的教学规律，总结出正确的教学方法并取得良好的教学效果。

关键词：程序设计基础；线上线下；混合式教学；BOPPPS教学模型；艺术类学生

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）14-0100-05

Abstract： In this paper， in view of the teaching of the course of Fundamentals of Programming in art majors， based on the characteristics of strong intuitive thinking and interest in image of art majors， this paper designs the online and offline mixed teaching process of Fundamentals of programming for art majors according to the effective teaching method of BOPPPS， and takes the practical teaching of knowledge points in the chapter of Python Basic Graphics Drawing as an example. According to the six steps of pre-class preview， learning objective， knowledge point pre-test， participatory learning， programming and course summary， the online and offline mixed teaching practice process of specific knowledge points of Fundamentals of Programming is explained. Through practical teaching practice， the teaching rules of the online and offline mixed teaching of art Basis of Programming are obtained， and the correct teaching methods are summarized， which can achieve good teaching effects.

Keywords： Fundamentals of Programming; online and offline; mixed teaching; BOPPPS teaching model; art students

程序設计基础是面向非计算机专业本科生开设的第一门程序设计类课程。课程任务是通过对程序设计基本方法、Python语言、基本算法等知识的学习，使学生掌握一门终身受用的编程语言，提高学生利用计算机解决问题的能力，培养计算思维，并通过实验训练学生的动手能力。

Python语言是计算机程序设计语言中十分重要的一种脚本语言，语法简单却功能强大、编写简洁却可读性好、编程产出较高却维护代价很低，很好地适应了近20年来计算机在性能和可用性上的发展历程，在当下编程语言众多的时代奠定了仅次于C语言的公认地位，在各领域均有十分广泛的应用价值。

在实际教学中，充分考虑艺术类学生和理工类学生的思维特点不同，对两者要采用的程序教学方法也应不尽相同。艺术类学生的特点是直觉思维强，逻辑思维较弱，对形象的东西感兴趣，对抽象的东西感到枯燥乏味，而且对于理工科的知识有一种心理恐惧。因此，为了调动学生的学习积极性，就应该根据艺术类学生的特点因材施教。

Turtle库是Python语言中一个很流行的绘制图像的函数库，想象一个小乌龟，在一个横轴为x、纵轴为y的坐标系原点（0，0）位置开始，根据一组函数指令的控制，在这个平面坐标系中移动，从而在其爬行的路径上绘制了图形。

在教学设计过程中，利用Python语言中的Turtle标准库，结合艺术类学生的特点，鼓励学生利用专业优势，设计具有很强艺术感染力的艺术作品，利用Turtle标准库的函数指令绘制出设计好的艺术作品，实现数字媒体技术与数字媒体艺术的结合。

一  艺术类程序设计基础课程线上教学使用平台

艺术类程序设计基础课程线上教学使用北京化工大学“在线教育综合平台”， 北京化工大学“在线教育综合平台”于2018年进行了全面升级，并与教务管理系统对接，同步教师、学生、学生选课等教学基础数据，支持各类课程建设，教师和学生登录平台后即可开展网络教学活动。该平台功能丰富，支持教师课程建设、发布课程通知，上传课程简介、课程大纲、教学日历、课件、视频、文本、问卷、习题、测试及答疑讨论等课程资料，同时可以学情分析、在线测试、课程作业、答疑讨论和视频播课等。

教师在课程开始之前，可以通过“在线教育综合平台”填写基本信息，包括课程介绍、教学大纲、教学日历和教师信息，如图1所示。并完善每个章节的课程学习内容，包括教学课件、在线测试和课后作业，如图2所示。

二  艺术类程序设计基础线上线下混合式教学实践

BOPPPS教学法[1]最早是由加拿大英属哥伦比亚大学的Douglas Kerr于1978年提出，包含六大教学结构，分别是导言、学习目标、前测、参与式学习、后测和总结。BOPPPS是教师开展课前教学设计和课中组织课堂教学的一种有效方法。

按照BOPPPS有效教學法设计艺术类程序设计基础线上线下混合式教学[2-3]，以一周4个学时，2个学时上课、2个学时上机，设计Python基本图形绘制章节知识点的实际教学为例，讲解程序设计基础具体知识点线上线下混合式教学实践过程。

（一）  课前预习

在每个章节上课之前，学生可以登录“在线教育综合平台”，线上阅读或下载教学课件，进行课前预习，如图3所示。

为了吸引学生的注意力和提高学生的学习兴趣，通过展示上一届学生利用所学知识绘制的作品，如图4所示，让学生直观感觉到本次课程主要的学习内容。

（二）  学习目标

学习目标要从学习者的角度出发，明确、适当、可达成、可测量，涉及认知、技能和情意等三方面目标。

通过本章内容的简单介绍，使学生了解本章学习的主要内容，哪些知识需要了解，哪些技能需要掌握，需要完成什么样的绘图作品等。

（三）  知识点前测

学生可以通过登录“在线教育综合平台”，选择本次课程所学的具体章节，单击“第三周-在线测试（单元题）”，利用10分钟时间完成10道单选题，如图5所示。

利用课间，教师快速进入“在线教育综合平台”，查看单选题前测结果的成绩分析、试卷分析、试题分析，如图6、图7、图8所示。

成绩分析可以查看满分分数、统计人数、最高分、最低分、平均分和及格线。

试卷分析可以查看预测难度、实际难度、预测区分度及实际区分度。

试题分析可以查看每道题的满分、平均分、得分率、原难度、实际难度、原区分度及实际区分度。

前测的作用是了解学生的先备知识和能力，教师可以通过前测的结果，适度调整教学的内容，而学生也可以通过前测，向老师表达需要重点讲解的内容。

（四）  参与式学习

在布置参与式学习的任务之前，首先讲解本章内容的基本知识，结合Python基本图形绘制章节需要讲解的知识点有以下内容。

1）Turtle库概述包括：Turtle绘图窗体布局、Turtle空间坐标体系、Turtle角度坐标体系和RGB色彩体系。

2）Turtle程序语法元素分析：库引用与import、Turtle画笔控制函数、Turtle运动控制函数、Turtle方向控制函数和基本循环语句。

在本章内容的基本知识讲解后，组织学生分组进行翻转课堂[4-5]，把一个班30名学生分成6个组，每组5名学生，先进行10分钟以内的组内讨论，讨论的主题是利用所学的Python基本图形绘制章节知识，结合艺术类学生的艺术特长，准备设计一个什么样的艺术作品，准备如何利用Turtle标准库提供的各种方法和函数来完成作品的绘制。

为了保证每名学生都能认真投入到组内讨论，任课教师以抽签形式决定每个组由哪位学生代表本组所有学生进行当场陈述讲解，每个组陈述讲解结束后，由任课教师给出一个成绩，占总成绩的50%，由其他组所有学生给出一个成绩，计算平均分后，占总成绩的50%，计算出总成绩，作为当场陈述讲解组内所有学生的成绩。

参与式学习的目的在于让学生主动学习、深入思考、强化印象，要以学生为中心，教师在这一阶段可以运用翻转课堂、小组讨论或提出反思问题，鼓励学生发表自己的看法。

（五）  程序编制-后测

每个组根据翻转课堂时讨论的结果，并结合任课教师和其他组学生给出的建议，适当调整设计的艺术作品。并对整个艺术作品的程序编制进行工作量拆解，组内每名学生负责一部分工作量，需要组内每名学生协作完成整个作品的绘制工作，最后由一名学生进行汇总，把最终绘制作品通过“在线教育综合平台”提交。

任课教师也可以通过“在线教育综合平台”后台查看提交情况，如图9所示。

任课教师可以点击“批阅”图标，打开批阅界面，对提交的大作业进行线上批阅，如图10所示。

后测的目的在于验收学生学习成果，检测是否达成学习目标。如果后测与前测对应，并且教育目标层次进行了升级，将会取得更好的效果。可以采用程序编制、知识点测试、应用写作、操作演示和感受体会等形式开展。

（六）  课程总结

课程总结是教师对课程教学内容的摘要回顾、知识点总结，也可以让学生总结进一步巩固学习效果，还可以布置延伸思考、家庭作业及后续课程的预告等等，直至顺利完成本节课的教学目标。

三  结束语

在计算机编程类课程体系中，针对艺术类专业学生，应当提供多样化、形象化、系统化的课程教学内容设计和教学方法，满足艺术类学生学习编程知识和获取实际操作技能的要求。在对艺术类的学生讲授计算机软件和编程知识时，从直观的例子出发讲解基本概念，循序渐进，使学生能够掌握程序设计的原理和基本方法。引导学生自己动手解决实际问题，这对于激发学生的学习兴趣和好奇心，提高其解决实际问题的综合能力，培养学生的创造性思维都是十分必要和有益的。

参考文献：

[1] 覃晶晶．BOPPPS有效教学结构在微课设计中的应用[J]．教育教学论坛，2020（36）：297－298．

[2] 祁鑫，宋会英，陈强．线上混合式教学新模式及策略研究[J]．高教学刊，2020（32）：101－104．

[3] 于艳君．“互联网+”下在线教学模式探索与实践[J]．黑龙江教育，2020（11）：28－29．

[4] 苏海红，林僖．高校“翻转课堂”教学模式改革的探索和应用研究[J]．上海管理科学，2020（5）：122－125．

[5] 徐泉，周洋，张瑛媛．线上线下混合式教学结合翻转课堂的探索[J]．科技风，2020（29）：30－31．

基金项目：国家自然科学基金项目“基于图感知的高分辨率遥感图像实例及语义分割方法研究”（62101021）

第一作者简介：姜大光（1971-），男，汉族，吉林桦甸人，博士，高级工程师。研究方向为视频检索，教学改革。