基于SPOC的面向计算思维能力培养的程序设计课程混合模式教学方案

刘畅 刘建征

一、引言

随着“优先发展教育，建设人力资源强国”的战略部署的提出，我国目前需要培养新一代“专业+信息”的产业力量，而其中信息技术的核心之一就是计算机技术，程序设计课程作为大学计算机教育的载体，让其主动地适应社会的发展需求是高校教育教学实施的主要方向。

在现今的大学计算机课程教学中，对于以解决问题为本质的计算机应用，教师在教学过程中都在潜移默化地实施计算思维教学，但对计算思维的定位大都是计算机的应用能力之一，而没有从战略高度认识到计算思维对人才培养的重要性，在日常教学中忽视了“思想的教学”。

高等教育信息化的核心任务是推动信息技术与高等教育深度融合。2012年以来， MOOC平台建设风起云涌，在不断地摸索和完善的过程中，在线教育与线下实体教学相结合的一种混合式教学模式——SPOC将优质课程资源与课堂教学有机结合，借以翻转教学流程，变革教学结构，提升教学质量。如此就可以将计算思维能力的培养深度融入SPOC教学平台的设计与应用，在混合教学模式的应用中锻炼学生分析问题和求解问题的能力，进而培养其计算思维和创新思维。

二、程序设计课程中计算思维能力的培养

计算思维是运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统，以及理解人类行为的涵盖计算机科学的一系列思维活动；计算思维的本质是抽象和自动化。如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，计算思维也是一种本质的、所有人都必须具备的思维能力。

当今高校的程序设计课程是学习计算机分析和解决问题的基本过程和思路，是理解计算机和计算思维能力培养的最好途径；程序设计课程是典型的计算思维课程，涉及枚举、递归、回溯等典型的计算思维算法案例；将计算思维能力的培养贯穿于课程教学过程中，推动知识型、技能型教学模式向未来计算思维、能力型教学模式的转变，实现知识随着思维的讲解而展开，思维随着知识的贯通而形成，能力随着思维的理解和训练而提高。实现计算思维向各学科领域的拓展，应用计算手段进行各学科的研究与创新。

程序设计中关于思维模式、计算机算法、代码编程、软件开发、项目设计等的应用是计算思维的主要表现。在教学设计过程中，强调计算思维的算法衍生在设计程序中的重要性，逐步提高学生的计算思维能力，从而使学生掌握正确的计算思维方式；提炼教学内容，增加算法设计比重，提高对学生算法训练的要求，并通过典型案例和反转课堂加以强化，使之能够利用计算思维方式理解并解决实际问题；注重程序设计的实践过程，结合网络教学平台为学生提供与实际结合更加紧密的典型实训项目。

三、基于SPOC的混合式教学方案

作为MOOC 的一种补充，SPOC 将丰富的资源与传统课堂教学深度混合，是一种私有的、定制的、高质量的导师制教学模式。搭建SPOC平台下具有指导性的教学资源，兼顾智能化的学习行为管理及准确的大数据分析，优化“学”与“教”的双向过程，有效弥补了传统课堂教学和MOOC模式对学习监管的局限，既有助于提升学生学习的主动性，又有利于优质教学资源的共享，更好地提高教学效果。

混合学习模式克服了传统学习与网络学习的局限，并将两者优势有效结合。混合教学模式注重发挥传统教学和数字化学习的优势，是教师主导活动和学生主体参与活动的混合，也是学生自主学习和协作学习的混合。混合教学模式强调教师的主导作用同学生主体地位的有机统一，以数字化學习环境作为传统教学的补充，实现优势互补。基于SPOC的混合教学方案模型如图所示。

该方案包括课程设计、过程组织和教学评价三部分。混合教学模式涉及学习对象、教学内容和学习环境三个要素。通过对教学目标、教学大纲、教学重难点的分析，将制作整理好的媒体资源、综合实践案例、教学计划、教学大纲、PPT 课件、相关文献和测试题等上传到SPOC 平台进行在线编辑、整合后，设计成富有逻辑结构的微课程。课程教学资源的设计决定着后续的混合教学能否顺利开展。混合教学模式下的过程组织能够真正实现翻转课堂，上课前学生通过在线方式完成教师设置的学习任务，课中教师则利用课堂时间与学生进行充分交流，组织学生展示、讨论，课后完成学习任务项目，师生间进行线上交流和信息反馈。课后，教师利用SPOC平台的智能化监管和数据信息分析了解学生学习情况，评价学习效果，及时调整教学进度、改进教学方法。

四、结语

程序设计类课程具有较强的实践性，从而需要学生较高的自主能动性，在基于SPOC的混合教学模式下，学生通过在线平台进行自主学习和测试。教师基于计算思维能力的培养设计教学资源、组织教学大纲、设置实验案例、布置考试测评。线上线下相结合的混合教学模式更有利于教学内容的拓展、深化，提高学生分析问题和解决问题的能力，达到培养学生计算思维和创新能力的核心目标。SPOC教学平台对教学过程的智能化监管和科学的大数据信息分析又是传统课堂教学模式有利的补充和优化。翻转课堂教学方式提高了学生学习的主动性，实现了真正意义上的以学生为中心。

参考文献：

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