大学计算机基础实验课程“臣君使佐”式信息化导学模式改革与实践

吕海燕 赵 媛 周 钢

1.海军航空大学 山东烟台 264001

2.海军工程大学 湖北武汉 430033

自主学习是古今中外一个非常重要的研究课题，国外的自主学习研究起源比较早，可以追溯到古希腊苏格拉底的教育思想，其主要理念是通过教师的引导让学生逐步深入问题，自己感悟真理，其本质在于启发学生的积极思维活动，从而自觉地获得知识[1，2]。自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式，是以学习者为主体，通过学习者独立分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标的一种学习方式[3-5]。近年来，加强大学生自主学习能力已经成为高等教育的一种共识。信息化导学是指以现代教学理念为指导，以信息技术为支持，通过开发教学资源，引导学习者进行相关知识的自主学习，以提高学员的自主学习能力[6-9]。

大学计算机基础实验是我院本科各专业的一门公共基础实践课程，教学对象为大一新生，课时为20学时。课程围绕新时期“能打仗、打胜仗”的新型实战化、信息化人才的基本要求，为培养学员的信息素养奠定基础。课程具有涉及知识面广、技术更新快、技能要求高的特点，但课程面临学时设置少、学员能力参差不齐，教学活动难以统一开展的矛盾。针对这些矛盾，本中心依据教学内容和教学对象的特点，以翻转课堂教学理念作为理论基础，以最大限度提高学员“主动参与度”为出发点，以计算机实验中心已有的网络教学环境为依托，结合国内外高校教学改革的先进做法构建了大学计算机基础实验信息化导学平台，并以此平台为支撑，对该课程在实施分级教学的基础上进行了信息化导学模式改革。将传统教学与网络化学习相结合，将线上学习和线下翻转课堂教学多维度融合，并将其应用到该课程2015级、2016级和2017级本科学员的教学实践中，取得了预期的教学效果。一是有效地解决了不同层次学员“吃不饱”和“吃不了”的问题，避免了两极分化；二是突出了学员的学习主体地位，实现了真正意义上的“以学员为中心”；三是实现了翻转课堂教学模式，克服了教学模式单一、学时有限等问题；四是整合、丰富了课程教学资源，较好地满足了信息化教学的需求。信息化导学平台下的课程资源采用先进的e-Learning开发完成，以MOOC形式展现，解决了传统平面教学资源单一的问题，符合“90后”学员的学习习惯，代表了信息化教学的发展方向。

1 基于分级教学的信息化导学模式构建

1.1 基于教学对象差异 构建分级教学模式

依据课程的特点，结合课程的培养目标，主要从如何对学员进行合理分级，分级后如何设置不同层次的教学内容、教学模式等方面构建分级教学模式。

1.1.1 建立动态调整的分级教学机制

如何正确地“分级”是分级教学能否取得成效的关键，需要综合分析每位学员的情况作为分级的依据。对此，课程组主要依据课前调查和课前摸底考试成绩(其考试内容涵盖了大学计算机基础实验课程的主要内容)两方面信息对学员进行分级。依据上述两方面信息，将学员分为基础班和高级班两个层次班级进行教学。

1.1.2 设置层次分明的阶梯教学内容

不同层次的班级，其授课内容的安排也应体现出层次化(如图1所示)。基础班学员能力平均，在课程内容的设置上注重基础、突出重点、鼓励冒尖，但要始终贯穿“基础班学员全面达到计算机应用能力的基本要求”教学目标。高级班的课堂教学在深度上和广度上都有所加强，在突出计算机基本操作的基础上，根据学员的兴趣和教员的研究特长，在多媒体技术方面进行知识的拓展，注重学员创新能力的培养，为选拔和培养拔尖人才打下基础。

图1

1.1.3 采用需求牵引的灵活教学方法

由于不同层次班级的教学内容及教学目标各不相同，因此在授课过程中采用的教学方法及手段也要有所区别。其中，基础班主要采用任务驱动式教学，高级班主要采用案例式教学，重在培养学员的自主学习能力。

1.2 以提高学员主动参与度为出发点 构建自主学习信息化导学平台

1.2.1 开发基于PC和移动终端的自主学习平台

为了实现真正意义上的“以学员为中心”，满足学员自主学习的需求，自2014年开始，课程组设计并开发了大学计算机基础实验信息化导学平台。平台采用全新交互式网络课件制作技术Articulate Studio软件实现，强调的是学员的自主“菜单式”学习，过关斩将式训练，灵活自由的交流讨论。平台中不仅提供了丰富的课程学习资源，还提供了在线考试、在线练习、教员答疑、组建兴趣小组，论坛交流等功能。整个平台界面整洁，交互性强，实现了教学内容的可视化、模块化、开放化、考核多样化以及虚拟化和现实化的结合。平台不仅可以运行在Windows操作系统之上，结合“互联网+”的优势，课程组还同步开发了平台的Android版(安卓系统)、iOS版(苹果系统)，满足了学员随时随地自主学习的需求。目前该导学平台已部署在校园网和计算机实验中心民网机房，供学员学习使用。

1.2.2 建设内容丰富、形式多样的MOOC教学资源

2014年3月起，结合基础班和高级班教学内容的设置及特点，课程组对大学计算机基础实验课程相关的教学资源进行了收集整理，资源包括国内外知名院校相关课程的课件、讲义、辅导教材、教学视频等。在整理资源素材的基础上，不拘泥于课程标准框定的内容，适当延伸至视频制作、平面动画、图像处理等领域，完成了Flash动画的制作、课程的讲解视频录制等工作，并选用先进的e-Learning课件制作工具制作完成了大量的交互式学习课件资源。经过近三年的建设和完善，设计制作完成了丰富的视频、音频、Flash动画等多媒体教学资源，共计约13 G。此外，还有多种类型的测试题(选择、填空、判断、问卷调查等)，并且测试题的设计兼具趣味性(有的测试题在设计时采用类似于小游戏过关的形式)。为便于学员的学习，教学资源基本上均按照章节、知识点进行编排，由教学名师进行讲解，每段教学视频的长度在几分钟到十几分钟之间。

1.2.3 共享国内外知名院校的优质教学资源

借鉴国内外知名院校网络公开课程开设模式的经验做法，选定与大学计算机基础实验课程相关的五个主题录制公开课程授课视频和微课。共享清华大学等名校优质公开课教学视频，使学员有机会在校接受名校名师教育。

2 依托导学平台 实践以学员为中心的“臣君使佐”式翻转课堂教学模式

2.1 构建以“学员为中心” 实施“先学后导、以学定导、以导促学”信息化导学模式

学员在课前先登录信息化导学平台进行自学，并完成相关知识的练习测验。课堂上，以学员为活动主体，教员根据学员的预习情况引导学员提出问题，并进行答疑解惑(先学后导)；课堂中，教员根据学员完成实验任务的情况，为学员制订学习目标，如认识什么、了解什么、知道什么、掌握什么(以学定导)。无论是课堂上的教学活动，还是课下的论坛交流，教员要引导学员提出问题，通过提出问题把预习或巩固学习引向深入(以导促学)。

2.2 实践以学员为中心的“臣君使佐”式翻转课堂教学模式

基于上述构建的信息化导学模式，依托信息化导学平台，对大学计算机基础实验课程的教学实践采用以学员为中心的“臣君使佐”式翻转课堂教学模式(如图2所示)。

2.2.1 课前自主学习—“臣”

该阶段主要依托大学计算机基础实验信息化导学平台，以小组为单位完成。课前的自主学习由学员自主或协作完成，但学习的目标不是简单的导读或预习，而是要达到传统课堂教学的目标。学员通过导学平台中提供的MOOC学习资源进行全面的学习，注重对课程内容的基本原理、概念、基本操作的掌握。学员需要注册并登录信息化导学平台，成功登录后，选择大学计算机基础实验课程中的相应模块进行学习。学员完成自主学习后，由各小组长通过信息化导学平台的“在线交流”功能汇报总结本小组的学习情况。教员根据小组长的在线汇报情况进行总结、查漏补缺，以便课堂上进行集中讲解，攻克难点。

2.2.2 课中知识内化—“君”

通过课前自主学习环节，完成了传统教学的知识传授过程。至此，课堂上的主要任务就变成了学员的自主探索、小组协作，教员的引导、启发、协助以及师生互动完成知识的内化，这也是翻转课堂教学的核心，是培养学员计算思维的关键环节。在课堂授课中注重对课程内容深度和难度的把握，并且依据该课程的特点主要采用案例驱动、研讨互动等方式完成课堂授课。如对Office模块，以贴近岗位应用需求，设计以“我的新训”为主题的教学案例。从Word版“新训回忆录”到PowerPoint版“新训展示汇报”，最后使用Excel分析管理“新训科目成绩表”，将Office模块的学习完整系统地串联起来，并使案例设计过程具有延续性，从而使学员真正实现对Office办公软件的灵活使用，使其内化为学员的一项基本技能。

图2 以学员为中心的“臣君使佐”式翻转课堂教学模式

2.2.3 课下技能强化—“使”

导学平台中提供了大量的操作案例和案例的操作详解，该环节主要由学员通过课前和课中2个环节的学习，基于自身的掌握情况和教员的要求，有选择地进行强化练习，从而将所学内容转化为自身的技能。在这个环节，课代表、小组长要发挥其“使臣”的作用，及时将组员、小组的共性、个性问题及对教学过程的总结反思及时反馈给教员。此外，教员还要将学员出现的共性问题制作成多媒体视频或Flash等形式上传到信息化导学平台上，作为学习资料，以便学员自行学习并对其中不懂的地方再次向教师提出问题，以便教员及时解答、辅导。通过这样反复学习、交流、辅导、答疑，以达到真正意义上的知识理解与内化。

2.2.4 课后总结评价—“佐”

课程结束后，教员要开展成果交流展示会，对学员完成的作品进行评价，该环节放在课后来完成。评价方式为多元的，在小组层面的基础上，由小组自评的单一方式扩展为小组自评、小组间互评、教员评价三者有机结合的多元方式[13]。评价完成后，要对优秀的作品在全班进行公开展示，让全体学员参与到优秀作品的欣赏和评价过程中。同时，教员给予点评，从而启发和激励学员，让展示作品的学员有成功的体验，以增强他们的自信心，更让全班学员彼此间取长补短、培养竞争意识、不断进步。

3 凸显过程性评价 实施多元化考核模式

3.1 注重“形成性考核” 构建多元化考核体系

大学计算机基础实验是一门实践课，传统的考核模式比较单一，注重的是结果性考核，缺乏对学员的学习过程、自主学习能力、灵活应用所学知识分析问题、解决实际问题的能力和创新能力的评价，不能满足学员的个性化学习和发展。信息化导学模式改革注重的是学员自主学习能力、创新能力和团队合作能力的培养。因此，课程在原有的实验报告、上机考试成绩评定的基础上，重点增加过程性考核、能力性考核，实现了对学员的知识、能力、素质的全面评价[10-13]。

课程考核成绩中，总成绩采用五级制。其中，形成性考核成绩占总成绩的50%，结果性考核成绩占50%。形成性考核成绩细分为三部分：实验报告(电子版)成绩占30%，案例制作成绩占50%，课堂表现成绩占20%；结果性考核成绩细分为两部分，上机考试(闭卷考试，随机抽题组卷)成绩占40%，综合案例成绩(小组完成，以作品形式提交)占60%。

通过该考核方式使学员在掌握计算机基础知识的基础上，不再局限于完成该课程设置的基本实验项目，更重要的是提高学员解决计算机实际问题(实战问题、学科问题、热点问题等)的能力，进而培养其自主学习能力、创新能力、岗位任职能力。

3.2 开发“在线考试系统” 保证考核的公平公正

平台提供的在线考试功能除了具备传统的在线考试与训练功能外，还可以满足多门课程的考试需求，因此也被称为“通用在线考试系统”。其组卷功能采用基于知识点、难度和曝光度等特征的试题库构建策略，同时设计多策略智能组卷模块，可有效避免相邻考生试题重复；考核过程自动化、信息化程度高，大大减少考核过程中人为因素的干扰，充分体现了考核的公平性、公正性[14-16]。

4 改革实践效果

自2012年以来，课程组首先对大学计算机基础实验课程进行了基于学员差异的分级教学改革实践，取得了一定的教学效果，在一定程度上避免了两极分化。但课程特点、教学条件局限与新时期“向实战聚焦，向部队靠拢”教学改革需求不符的矛盾日益凸显，导致课程教学难以有效展开。因此，从2014年开始，课程组构建了大学计算机基础实验信息化导学平台，依托该平台在分级教学的基础上对该课程进行了信息化导学模式改革，整个项目的改革实践历程如图3所示。

图3 项目改革实践历程

从课程实施情况来看，教学改革效果显著。

4.1 课堂教学效果明显改善 考核成绩大幅攀升

从课堂实施情况看，学员的主动参与度大大提高，学习积极性高涨，课堂上几乎没有开小差、瞌睡的现象。学员表现欲增强，课堂活跃程度相比以往的教学班次有了较大提高，绝大部分学员能够积极参与到课前自主学习、课中讨论、分享、交流、和课后拓展评价各个教学环节中，学员的实践意识、实践能力也较往届有了较大提高。实验任务和作品完成效果好，在满足基本实验要求的基础上，体现出了学员的个性化特色，涌现出一批优秀的实践作品。学员考核成绩优良率大大提高。

4.2 学员创新能力显著提升 学科竞赛屡创佳绩

在课程组教员的指导下，一部分学员在多种国家级计算机创新设计大赛及学院“探索之路”创新实践活动中，取得了优异的成绩。其中，在中国大学生计算机创新设计大赛中获国家级二等奖8项，三等奖6项，并获得“优秀组织奖”；在ACM国际大学生程序设计竞赛(程序设计届的奥林匹克)中获银牌2枚。

4.3 学员满意度高 推广应用期望迫切

课程结束后，分别对学习该课程的自2015级以来各100名学员进行了课后评教评学问卷调查，调查主要针对“分级”教学模式和“信息化导学”教学模式的实施进行。评教评学情况如下。

4.3.1 “分级”教学模式

调查内容包括：A.你所分的班级层次是否符合你的情况？B.对本层次班级教学内容的设计是否满意？C.是否还想学习其它类的计算机课程？

调查显示：98%的学员对自己所在班级的层级满意，证明了基础班和高级班分级依据的全面性、正确性；95%的学员对本层次班级教学内容的设置满意，证实了不同层次班级的教学内容设置的合理性；90%的学员学完大学计算机基础实验后还想学习其它的计算类课程，表明了分级教学所采用的教学方法及手段和考核方法等的科学性，能够激发学员学习计算机类课程的兴趣和积极性。

4.3.2 信息化导学模式

主要从操作练习时间是否充分、学习资源形式是否丰富、是否有益于自主学习能力培养及对基于信息化导学平台的翻转课堂教学模式是否喜欢4个方面进行了调查。

调查显示：70%以上的学员认为采用信息化导学模式实现翻转课堂教学后，操作练习时间是非常充分的；68%的学员对导学平台中教学资源的丰富性表示非常满意；72%的学员认为信息化导学模式非常有益于自主学习能力的培养；67%的学员表示非常喜欢翻转课堂这种教学模式，并希望将该教学模式应用到其它课程中去。

5 结语

目前课程的教学内容已经基本能够满足该课程的教学目标定位需求。但在实战化教学改革的需求下，该课程教学内容、教学案例等的设计军味还不够浓，对学员岗位任职能力、创新能力培养的针对性还不够强。在后续课程内容建设上，将进一步结合学员岗位任职能力培养需求，更加注重、突出课程教学内容、教学案例军事应用特色建设，设计、制作军味浓厚的典型课例、教案，录制微课、教学视频、公开课等。经过3年的推广应用，课程组积累了丰富的经验，取得了丰硕的成果。接下来将继续加大改革应用的广度和深度(推广应用到飞行员的教学中)。同时，结合课程相关内容的更新情况、取得的经验和学员的意见建议等进一步完善、丰富、优化平台中的各类教学资源，不断优化完善导学平台的功能，充实MOOC教学资源和视频公开课资源。同时，进一步将该教学模式改革应用到计算机程序设计、计算机硬件基础课程教学中。