高校计算机公修课程序设计课程教学改革探索

杨蓓 吴德佩 王振飞 李钝

摘要 在全球逐步进入数字化经济时代的今天，计算机程序设计课程已成为人才培养的重要环节。文章针对高等院校计算机公修课程序设计课程教学中存在的主要问题进行分析和总结，对解决相应问题的方法和新的教学模式进行探索，提出线上与线下混合教学、学生自主学习并分组协同、有针对性的案例教学以及采用综合的评价体系等一系列教学改革措施，以期能克服当今教学方法和模式的弊端，从而获得更好的教学成效。

关键词 线上线下混合教学；自主学习；分组协同；案例教学

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.027

高等院校计算机公修课是大学通识教育的重要组成部分，是为大学本科非计算机专业学生提供计算机基础知识、编写计算机程序解决专业实际问题的基本思维和能力培养的公共基础课程。其中，程序设计课程是高校大部分院系专业开设的必修课程，目标是通过程序课程教学，培养大学生应用计算机编写程序解决专业实际问题的能力，以及依托互联网技术进行信息分析处理的能力。该课程的教育教学在大学生的全面素质教育、计算思维和科学研究能力的培养中扮演着重要角色。

随着新一轮的信息技术革命及产业技术革命的蓬勃发展，近年来大数据分析和人工智能技术在社会生活及经济发展的各个行业和领域的应用越来越广泛和深入[1]，全球经济将逐步进入数字化和智能化，并有望在若干年内发展成熟。为适应国家数字经济发展的战略需求，当前数字化教育变革势在必行。借助新颖的数字化技术和平台推动大学教育的变革创新是各个高校关注的焦点[2]。计算机编程教育是各类人才培养的基本需求，因此，把程序设计课程建设成为非计算机专业的大学生能够感兴趣并且真正受用的优秀课程是我们追求的目标。

目前许多大学面临师少生多的困境，针对传统大班教学环境下程序设计课程的教学现状，迫切需要探索新的教学模式应对此弊端。由于该类课程的受众是非计算机专业的学生，需要采取相应的教学策略激发学生学习编程的兴趣，设计与学生所在专业相关的编程教学内容，使学生从内心认识到课程学习的必要性，并探索更加有效的教学方法和措施。另外，多向互助的学习方式有助于最大限度地调动学生的学习积极性、增强学生信心，更好地挖掘学生的潜能。因此，文章以线上线下混合教学、自主学习以及分组协同、案例式教学模式等为思路来设计程序设计课程的教学改革方案。

1程序设计课程教学当前存在的问题

1.1教师资源不充足导致教学效果不理想

程序设计课程是面向全校非计算机专业学生开设的必修课。目前大学计算机公修课教学普遍存在“生多师少”的现象，大部分只能采取大班课授课，部分班级的规模甚至达百人以上。大班教学环境通常以老师台上讲授，学生台下接收的方式进行，老师与学生之间的互动机会很少，因而教学效果不尽如人意。然而有研究表明，虽然大班教学人数多会在一定程度上影响教学效果，但教学方法的枯燥、学生学习积极性差、师生互动少等问题或许是导致课堂实效差的主要原因，说明这种教学方法亟须改革，需要探索和设计新的模式和策略来应对这种现状。如何调动学生学习编程的积极性，鼓励学生在教学过程中积极参与，使程序设计课程的学习由被动转为主动，理应成为程序设计课程教学改革研究的重点。

1.2学生计算机编程基礎知识层次参差不齐

高校学生来自全国各地，学习和生活环境存在着巨大的差异，对计算机程序设计知识的掌握程度也千差万别。有部分城市中学就设置了计算机知识有关的课程，来自这些城市学校的学生，有较强的计算机操作和应用能力，对计算机编程技术也有一些初步掌握。而对于那些来自偏远山区的学生，中学阶段甚至没有学习过计算机的基本知识，更别说程序设计的有关课程。另外，少部分来自城市的理工科学生，在中学阶段学习过一些编程语言；而大多数在中学阶段没有学习过程序设计。此外，由于文、理科学生思维模式和习惯的区别，上述问题在文科生中更为突出。通常基础好的文科学生编程考试成绩较好，而基础薄弱的学生由于很难在较短（通常是一学期）的时间内熟练掌握编程的逻辑思路和语法、培养计算思维，因而考试通过率不尽如人意[3]。这种矛盾的存在无疑加大了教学的难度，从而也会影响学生的学习效果。

1.3学习积极性不高

由于程序设计课程的受众是非计算机专业的学生，对于他们而言，该课程不是专业课，许多学生无法感受程序设计对专业课的学习、未来就业以及日后更长远的工作事业所带来的帮助。加之程序设计课程的学习和实践并不是一个简单的过程，需要通过训练培养较强的抽象思维和逻辑推理能力，需要学习和培养计算思维。这些对于每个刚从中学进入大学阶段的新生都是一项新的挑战。与其他课程相比，具有一定的学习难度，因而会引发学生的为难情绪，形成心理障碍，从而影响学习积极性。

此外，基于当前的教学过程，大部分教师仍采用传统的多媒体教学方式。教师在讲授过程中，学生只是被动地看大屏幕，听讲解，无法跟随老师的讲授过程同步操作、理解和巩固知识，也很少与老师进行互动，导致其缺乏学习热情和积极性。

2教学模式改革的思路与措施

2.1线上线下混合式教学模式

近年来，教育部出台一系列政策和措施，加大对高校计算机各类课程改革的力度，各校计算机公修课教研室通过对程序设计课程教学方式的深入研究和探讨，提出诸多新的教学理念和方法，其中线上线下混合式教学方法甚为被推崇和提倡。一方面，教师线下教学最为经典和传统，可以近距离地传授知识，使得学生身临其境地学习，并可随时与老师互动。这种方式最有利于学生及时理解、掌握老师讲授的知识。另一方面，线上学习方式可以使学生的学习活动更加灵活、自由。基于网络环境，学生可以充分利用各种资源平台，包括MOOC中国网站、学堂在线等，根据自己的计算机编程知识基础、学习能力、时间等各种因素自主安排学习内容、进度等，实现个性化学习，以取得更高的学习效率和更好的学习效果。

2.2自主学习并分组协同

在自主学习并分组协同的教学模式中，教学的主体由教师转变为学生。这种学生自主学习的模式是一种多向互助的学习方式，促使学生主动对知识进行探索，从而激发学生学习的兴趣，使学生认识到计算机编程课程学习的重要性，使学习面向学生的专业应用需求。同时学生可以根据自己的时间制订学习进度，根据自己的基础和兴趣拓展、拓宽学习深度和广度。

同时，根据学生已有的计算机编程知识基础、学习能力等将不同层次的学生划分成不同的学习小组，这是一种合作学习的模式，在国际教育界亦广为认可。Slavin认为合作学习是指将不同学生划分为小组，以小组为单位进行学习活动，并根据小组的表现，获得奖励和认可的课堂技术[4-5]。Johnson等人在文献[6]中亦指出，合作学习是在教学上采用小组的形式，使学生共同参与学习活动，从而最大程度促进自己与他人的学习。采用这种方式，学生在自主学习过程中遇到难以理解的知识点或困惑问题，可以首先在组内讨论，由组内知识掌握程度较好的同学解答，这样既可以及时解决学生自主学习过程中遇到的疑问，也可以使学生在为其他同学讲解的过程中达到巩固、加深知识点理解的效果。另外国内外多项研究表明，这种协作学习模式有助于最大限度地调动学生的学习积极性、增强学生信心，从而更好地挖掘学生的潜能。

2.3改进考核机制

对于学生学习效果的评价，教师不能只关注最终的期末考试成绩，需建立合理公正的学习效果评价体系。建立包含多因素的评价标准，综合评价学生的学习效果。评价标准应包含多方面指征，包括学生对书本知识的掌握程度、程序设计技术的熟练程度、学生在学习小组中的自我学习能力和协作学习精神的评价等。同时，评价的主体与方式也应该多元化。例如，对于程序设计课程的考核，不仅包含传统的答卷考试，还可以融合平时大作业、项目案例等形式进行。这种综合全面的评价体系将极大助力于新型教学模式的构建。

2.4结合专业教学，学以致用

程序设计是使计算机帮助人类解决问题的过程。根据目前现实生活中的需要，编程使计算机按照指令顺序进行任务处理。研究表明，编程教学对培养个人的重要技能如逻辑思考、批判和分析思维等是有效的。编程教学具有重要的功能，如培养计算思维，开发个人的想象力，帮助他们以过程为导向的方式思考、处理信息，养成团队合作的习惯等。然而，在许多普通的大众认知中，程序设计是计算机专业学生和工作者需要掌握的技能，而大学计算机公修课程序设计课程的受众是非计算机专业的学生，因而有相当一部分学生并不重视课程的学习，加之计算机编程对于没有相关基础的学生而言有一定的难度，所以部分学生仅以追求分数及格为目标应付课程的学习。同时相关研究亦表明，在线学习功能与学习者的学习需求越一致，学习者就会认为在线学习越有用，进行在线学习的意向就会越高[7]。因此，教师应在线下教学过程中结合所教授班级的专业院系，尽可能多地讲授与其专业应用相关的案例，使学生在学习过程真正理解和体会程序设计的作用和重要性，以及编程对其专业学习甚至未来工作就业带来的巨大益处。同时，在线上为學生提供更多与其专业相关的学习资讯和编程案例，激发学生的学习兴趣、积极性和主动性，从而获得最好的教与学的效果。

3结束语

程序设计课程对于培养各专业大学生熟练使用计算机编程技术解决相关专业问题至关重要，然而目前的教学方法中存在着一定的弊端。本文分析了现行教学模式中影响教学效果的若干因素，并有针对性地提出一些改进策略，包括线上线下混合教学、学生自主学习并分组协同、结合学生专业教学以及综合考核机制等若干措施，为课程的教学改革提出了新的思路和模式，以期获得更高效的教学成果。

*通讯作者：吴德佩

基金项目：河南省高等教育教学改革研究与实践立项项目“基于翻转课堂与众包的计算机基础教学改革研究与实践”（2019SJGLX200）；郑州大学教育教学改革研究与实践项目“大学计算机公修课程翻转课堂并线上线下混合教学模式研究”（2020ZZUJXLX124）。

参考文献

[1]李泽龙，于瀚翔，张鑫鹏，等.浅谈线上教学背景下针对计算机编程入门学习者的教育[J].中国新通信，2022，24（12）：99-101.

[2]肖广德，王者鹤.高等教育数字化转型的关键领域、内容结构及实践路径[J].中国高教研究， 2022（11）：45-52.

[3]杨帆，李同锋，王永生.高校计算机公修课课程改革与探索[J].教育现代化，2019，6（62）：53-55.

[4]SLAVIN R E. Cooperative learning[J]. Review of Educational Research， 1980， 50（2）：315-342.

[5]包志梅.我国大学生合作学习体验的影响因素与提升策略研究[J].中国高教研究，2022（11）：61-67.

[6]JOHNSON D W， JOHNSON R T. Making cooperative learning work[J]. Theory into Practice， 1999， 38（2）： 67-73.

[7]李人杰，郭建鹏，吕帅.任务技术匹配如何影响大学生在线学习持续使用意愿[J].中国高教研究， 2022（12）：45-50，58.