基于BlOOM+ARCS模型的C语言程序设计教学模式探索

陈嶷瑛++胡吉朝++李文斌++刘雪静

摘 要：针对高校非计算机专业程序设计课程学时有限、学生基础参差不齐的现状，提出采用BlOOM+ARCS模型设计课前和课堂教学任务，结合课后作业和综合评测，并通过课上+课下、线上+线下、学习+测验等多种模式相结合的方式，探索一种多角度、全方位的立体化教学模式，以期全面调动学生学习的积极性、主动性，进而提高其动手能力。

关键词：BlOOM+ARCS模型；C语言程序设计；立体化教学模式；教学教革

1 非計算机专业程序设计课题教学现状

计算机程序设计是大学计算机基础教学系列中的核心课程，课程设置的目的是使学生初步掌握程序设计的基本方法、编程技能与上机调试能力，并尝试通过编程解决一些示例性的应用问题[1]。非计算机专业C语言程序设计是理工类专业学生的必修课之一，目前设置为40课时理论加24课时实验。本课程传统授课方式为教师课堂讲授知识，学生课后通过作业内化知识。由于课时有限，学生基础参差不齐，加之理论部分大班授课，这种模式存在4个方面的不足：①课堂讲授时间长，内容多，易造成学生疲倦、注意力不集中；②没有考虑学生基础的参差不齐，按照一个标准要求学生，不利于提升学生的兴趣和积极性；③大班授课不利于掌控学生情况，部分自觉自律性差的学生会逐渐掉队；④学生被动学习，不利于培养主动思考和探索创新能力。

2 BLOOM认知模型及ARCS教学设计模型

美国教育心理学家布鲁姆（B.J.Bloom）将教育目标划分为认知领域、情感领域和操作领域3个领域，共同构成教育目标体系[2]。其中，认知领域从认知过程维度由低到高分为6个层次：记忆、理解、应用、分析、评价和创造 （如图1所示）。从知识的维度可划分为4类：事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识。按照认知过程维度和知识维度，构成了一个二维分类表（如表1所示），教师在设计教学目标时，可以依据该表深刻思考究竟要传授什么样的知识，要求学生达到何种认知过程维度，即遵循此表细化学习目标、学习内容和学习任务。

ARCS模型是由美国弗罗里达大学的John M.Keller教授提出的一种教学设计模型[3]，主要包括4个要素：注意（Attention）、关联（Relevance）、信心（Confidence）和满意（Satisfaction）。ARCS模型不但注重动机的激发，更重视动机的维持，强调外部设计对内部动机生成与维持的促进作用。教师在设计教学内容与教学策略时，要考虑怎样才能引起学习者的注意，怎样促进学习者找到学习内容与学习目标之间的关联关系，支持学习者有充分的自信完成学习过程，并让学习者取得积极满意的学习效果，以促进学习的迁移与长效动机的形成[4-5]。

3 基于BlOOM+ARCS模型的教学设计

翻转课堂的基本理念是“先学后教”，使学习者主动参与整个教学过程，实现个性化学习与个性化培养[5-7]。笔者将翻转课堂的理念融入教学，并结合BLOOM+ARCS模型，提出一种立体化的教学模式。依托自主研发的“嘀嗒教育”平台，提供在线学习的环境，利用Course-Grading平台，实现作业在线提交、自动评阅，同时实现测试、考试自动化。

以“C语言中的循环结构”为例，教学过程大致可以分为课前任务设计、课堂教学设计、课后作业与测验设计和综合评测机制4部分内容。

3.1 课前任务设计

表2为课前任务设计内容，包括学习目标、学习内容和学习任务3部分，属于BLOOM模型的记忆层和理解层。

表1为表2和表3对应的认知二维表，用于检查课前任务设计的匹配程度，如课前学习目标中的第Ⅰ项属于“记忆层”的“概念性知识”，用◇标注，与该目标对应的学习内容是第1项；学习任务是第A项，也属于“记忆层”的“概念性知识”，分别用△和☆标注。三者位于相同的单元格中，即目标、内容和任务是匹配的，如表1所示，其他内容的设计也是匹配的。

任务设计完成后，使用ARCS模型检验设计是否能激发学生的学习动机，并对不当之处进行调整。以表2中“学习内容”为例，首先，采用类比的方法引入问题，一方面使学生感到亲切，产生关注（符合注意策略A）；另一方面将身边的事物与待学习的知识产生联系（符合关联策略R），将学生自然而然地引入到学习内容中。接着，抛出问题，促使学生思考（符合注意策略A）。若学生能正确回答该问题，将信心满满地紧跟视频内容进入下一步的学习（符合信心策略C）；若学生不能回答或回答不完全正确，将带着疑惑（好奇）进入下一步学习（符合注意策略A）。之后，给出解决方法。学生跟着视频完成操作，满心欢喜地获得运行结果，信心大增（符合满意策略S和信心策略C）。最后，学生通过修改语句或书写位置，就可转换到另一种循环语句的表达方式，修改过程需要集中注意力（符合注意策略A），学生完成代码的调试运行后会真切地体会到成功的喜悦（符合满意策略S）。

3.2 课堂教学设计

表3为课堂教学设计，属于“应用”和“分析”层次，如表1所示，同样遵循匹配原则。

3.3 课后作业与测验设计

课后作业采用3级分类方式。C级（及格）：对课堂讨论的项目进行整理，包括题目、分析、算法、代码及调试运行结果。B级（良）：难度中等，考查学生是否真正理解并能灵活运用课堂知识。A级（优）：有一定难度的拓展提高类题目，适用于学有余力的学生。对于A级作业，鼓励学生讨论完成，一方面通过讨论找到问题的突破点，提升学生的探究、学习能力；另一方面，培养学生的合作意识、协作精神。课程学习中分阶段安排5次测验，督促学生及时复习、整理阶段学习内容，自主完成知识的再次内化。

3.4 综合评测机制

综合评测由教师和学生共同完成，分为定性分析和定量分析两部分。定性分析包括：①自主学习情况，通过网络管理平台跟踪学生观看视频情况、课前任务完成情况等；②参与活动情况，包括课堂活跃度、提问与回答问题踊跃度、作业自评及互评情况等；③作业完成情况，通过网络平台监控学生作业完成情况。定量分析包括：①随堂小测成绩；②阶段测验成绩；③期末考试成绩。endprint

学生最终成绩由定性成绩（30%）+定量成绩（70%）组成。定性成绩将3项内容按1：1：1的比例折合，定量成绩由小测成绩（20%）+阶段测验成绩（20%）+期末成绩（60%）组成。

4 结论与反思

教学设计的实验班为4个自然班，总人数112人；对照班为4个自然班，总人数109人。理论学时为40，为大班授课（4个班共同上课）；实验学时为24，分两轮进行，每轮2个班。期末考试题型为单向选择题、判断题和编程题。每道编程题给出6组测试用例，学生程序运行结果6组都正确获得满分，否则按正确率获得相应的分值。

通过实验班与对照班的对比、分析，得出以下结论：

1）立体化教学模式在使学生充分内化知识、提升学习成绩方面有显著效果。

表4为两组学生期末考试成绩对照表，从表中可以看出实验班学生的平均成绩远高于对照班，而且优秀（90分以上）的比例是对照班的3倍。试卷分析表明：对照班同学存在课堂知识掌握不好、课后作业完成困难的情况，致使一些同学学习积极性受挫，知识的灵活运用能力及探究能力欠缺，因此得分较低。相反，立体化教学模式分解了知识的内化难度，增加了知识的内化次数，促使学生能更快、更好地掌握知识，取得高达45%的优秀率。

2）立体化教学模式在提高学生自主学习能力方面效果显著。

立体化教学模式中知识分级、内化机制有利于学生构建知识体系，提升思考问题、分析问题、解决问题的能力。表5的问卷调查给出5种学习中遇到问题的解决方法，可以一次选择多项。调查结果表明在传统教学模式中，学生过多地依赖老师，丧失了独立思考问题的能力，不利于能力的培养。立体化教学模式弱化了学生对教师的依赖，学生更多地关注通过自身的努力，寻求解决方法。

3）立体化教学模式在培养学生合作、探索精神方面效果显著。

立体化教学模式中强调以小组为单位开展学习，尤其在课堂教学中，小组成员积极发言、热烈討论、求同存异，充分体现团结、协作精神。表5中“同学交流”高达84.33%的比例，可以充分说明立体化教学模式在培养学生合作、探索精神方面的显著效果。

总之，为进一步推进教学改革，在非计算机专业C语言程序设计课程中，基于BLOOM+ARCS模型的立体化教学模式，引入翻转课堂的理念，有利于突破传统教学中存在的弊端，充分利用互联网资源与信息技术，开放教学场域，丰富教学资源，增强教学互动，完善评价体系，构建一种全新的教学共同体，为高校大班教学提供有效的改革实践经验。

参考文献：

[1] 教育部高等学校计算机与技术教学指导委员会. 高等学校非计算机专业计算机基础课程教学基本要求[EB/OL]. [2017-4-4].http：//wenku.baidu.com/link？url=kplZ5V1x12fiwc-uHdhViFphj4HC4Bu28m-s4hu1C22DUJ0mPeOTlImklkvOfxOdvbXPPCkf22it17wf9tU7C0BHsx1XGhXwAnMK0Y1lpZa.

[2] 洛林· W. 安德森. 布鲁姆教育目标分类学： 分类学视野下的学与教及其测评（完整版）（修订版）[M]. 蒋小平， 张琴美，罗晶晶， 译. 北京： 外语教学与研究出版社， 2009： 32-58.

[3] Keller J M. The systematic process of motivational design [J]. Performance&Instruction， 1987， 26（9/10）： 1-8.

[4] Keller J M. Development and Use of the ARCS Model of Instructional Design[J].Journal of Instructional Development，1987， 10（3）： 2.

[5] 赵俊芳， 崔莹. 翻转课堂的内在意蕴及高校教学改革的未来走向[J]. 中国高教研究， 2016（6）： 105-110.

[6] 何克抗. 从“翻转课堂”的本质， 看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究， 2014（7）： 5-16.

[7] 赵兴龙. 翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究， 2014（2）： 55-61.

（见习编辑：景贵英）endprint