基于SPOC的程序设计类课程混合式教学的实践与思考

李国伟　夏敏捷

摘要：研究针对程序设计类课程提出了一种基于SPOC的混合式教学模式，分析总结了在线课程资源的建设方案、授课（理论教学+实践教学）平台的选择以及如何建立有效的学习监督机制，提出了如何拓展教学方式，总结提炼出了一套基于过程的课程考核体系。

关键词：线上教学;混合式教学;程序设计类课程

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）12-0014-02

1引言

当下中国，以教育信息化带动教育现代化，促进我国高等教育的创新和发展，既是形势所迫，也是大势所趋。如何使信息技术发挥更大作用，是当前教育工作者面临的重要课题。信息化和大数据技术改变了人类知识获取的方式。在线课程的兴起，颠覆了传统的教学模式，推动了教育的改革，推动了信息技术与教育教学深度融合，充分發挥“互联网+教育”的作用，统筹利用各种网络教学平台。程序设计类课程应主动顺应高等教育的变革，认真思考并积极探索新思路、新方法、新举措，提高程序设计类课程教学的实效。SPOC是Small Private Online Course（小规模限制性在线课程），SPOC重新定义教师的作用，创新教学模式，激发教师的教学热情和课堂活力。SPOC更加强调学生完整、深入的学习体验，有利于提高课程的完成率。

2在线课程资源的建设

程序设计类课程是本科院校理工类专业学生的必修课程，也是计算机专业、信息管理类专业的重要课程之一。此类课程具有理论性、专业性和实践性较强的特点，在完善知识结构、提高专业能力，培养学生的实践能力方面具有重要作用。

我校给学生开设的程序设计类课程主要有：《高级语言程序设计（C/C++）》和《高级语言程序设计（VB.NET）》， 从2019级开始在部分专业开设了《Python程序设计》，通常都是在大学一年级下学期开设。

我校前几年已经建成了一批在线课程，使用的平台有Canvas、超星泛雅、智慧树等，课程组在超星泛亚平台先后建成了《高级语言程序设计（C/C++）》（如图1所示）和《高级语言程序设计（VB.NET）》在线课程，并且都获得了学校的教学成果奖，2019年《高级语言程序设计（VB.NET）》课程还在中国大学MOOC开通了SPOC。2020年春季学期是我校首次在非计算机专业学生中开设《Python程序设计》课程，由于有了在线课程的成功建设经验，课程组在教学开展过程中边建边用，在超星泛亚平台建成了《Python程序设计》在线课程，如图2所示。

3授课（理论教学+实践教学）平台的选择

利用在线课程通过点播的方式学习只是课程整体教学的一部分，把其中重点、难点内容通过面授或直播的方式给学生讲授，尤其对于程序设计类课程来说，还有实践教学部分。线上教学是高校传统教学的重要辅助手段。 “工欲善其事，必先利其器”，选择合适的教学平台是开展线上教学的第一步[1]。目前主流的网络教学平台有Canvas、超星泛雅、智慧树、学堂在线、中国大学MOOC等，在线直播工具有企业微信、钉钉、Zoom、雨课堂、QQ、腾讯会议等。为了能让学生更好的学习程序设计类课程，还要选择一个合适的实践教学平台。

直播平台学校引入了企业微信和钉钉，企业微信具有丰富的教学应用，老师可以使用“直播上课”“语音会议”“视频会议”“语音通话”“视频通话”“班级作业”“课外打卡”“投票”“填表”等丰富的教学应用，企业微信支持直播回放功能，另外企业微信组织结构完整，建群方便，老师也可以很方便的联系到每位学生，使在线教学更加便捷。

钉钉同样具有丰富的教学应用，老师可以使用“直播上课”“视频会议”，支持直播过程中与学生连麦或通过发信息的方式与老师互动，直播、视频录播链接永久保存，群直播视频可在云端存储6个月，并且可以导出，可以回放（没听懂的学生课下还可以重看回放，请假的学生也可以通过回放功能补上缺的课程），钉钉还有一个非常好的功能就是可以统计每个学生参与直播的时长，此功能可以查看学生的出勤情况。老师还可以通过钉钉群家校本布置作业，支持图片、视频、语音等附件格式，实时统计学生在线提交完成情况，并可在线进行作业评价。老师还可以通过云课堂导入考试题库进行在线考试，考试完成后部分课程支持自动批改并统计得分。

大部分的网络教学平台功能大同小异， “超星”学习通是非常成熟的在线教育服务平台，其以“平台+资源+服务”的运营模式。平台以课程为中心，提供并支持作业、测验、通知、答疑、讨论、课程资料、课程评价等较为全面的网络教学功能。

我们课程组采用了“混合式教学”，网络教学平台选择超星泛雅，课程组在超星泛亚平台建成的《高级语言程序设计（C/C++）》和《高级语言程序设计（VB.NET）》课程已被多届学生使用过，并且效果良好。程序设计类课程除了网络教学平台还需要一个合适的实践教学平台，可以免费使用的有“EduCoder”和“PTA程序设计类实验辅助教学平台”。

我们学校自主开发了一个OJ系统（Online Judge系统的简称），可以在线检测程序源代码的正确性，用户可以在线提交多种程序（如C、C++、JAVA、Python）源代码，系统对源代码进行编译和执行，并通过预先设计的测试数据来检验程序源代码的正确性。系统中集成了答题统计、排名、题库管理、试卷管理、考试竞赛等功能，如图3所示。OJ系统可以统计学生提交通过的练习题的数量，学生可以直接在平台上提交答案，OJ系统通过自动评阅，并能自动提示错误原因，学生可及时重新修改程序，不断测试和修改，直至提交通过。

学生可通过班内的排序查看自己完成的排名情况。教师也可查看本班学生利用该平台的完成及排名情况。这样，不仅增加了学生的学习兴趣和学习积极性，还可以通过不断调试程序锻炼学生独立思考和解决问题的能力。此方式相当于在程序设计课程教学中引入ACM竞赛模式，这种竞争机制不仅能够调动学生学习程序设计的积极性，还可以突破传统教学模式的限制，提高教学质量，对更好地培养应用型创新人才有明显的推动作用。

4 建立有效的学习监督机制

由于在线课程的特点，再加上学生的学习自律性差，还有网络和平台环境的限制，很难达到线下面授的学习氛围和学习效果。所以线上课程就要求教师采取各种有效措施来提升教学质量和学生学习效果。

为了保证学生在线上课程平台上能够有效地自我学习，实施适当的监督是必不可少的。可以在每个视频中间插入若干测试题，还可以对重点知识点视频设置“任务点”“防拖拽”“防窗口切换”（如图4所示），提高学生学习的注意力。在所有知识点学习完成后设置对应的测试练习。其次通过调取课程平台的相关数据，了解学生的视频学习时间、练习完成情况、在线提问情况等，然后教师再根据掌握的情况实施相应措施。

线下的课堂面授教学都很難保证学生整堂课注意力集中、认真听课，线上课程更是这样，这就需要教师重新进行教学设计，合理设置多种环节，可以通过增加问题和小测试等手段来吸引学生、督促学生提高学习注意力。据调查，不少学生认为只要教师合理设置互动环节，网络教学并不会出现课间学习倦怠的现象，反而更能体验受教者之间的平等性，与面授相比，网络上多模式的互动让学生处于更为平等的位置去接受教育与表达思想[3] 。

5 拓展教学方式

为了更好的开展教学，需要进行教学方式的拓展设计，可以引入项目驱动式教学，同时重新整合教学内容，挑选出教学内容中部分合适的重点、难点实施翻转课堂。

可以根据程序设计类课程的特点实施项目驱动式教学，具体做法：教师准备多组题目（难度和规模与课程设计的题目相当），学期初就把任务布置给学生，每个学生选择一个题目，让学生带着任务开始学习，在做题目过程中肯定会有很多问题，教师引导学生带着问题自己从学习中寻找解决方法，教师施以适当的指导，到期末时教师对逐个学生的项目任务完成情况进行验收，验收成绩作为期末总评成绩的一部分，这样的做法可以充分调动学生的学习积极性，并且可以挖掘学生的创造性。本人在俄罗斯高校访学期间学习到他们很多课程都采用此做法，并且效果很好。

翻转课堂是混合式教学的有效策略和方式，是以学生为中心的学习和教学方式的变革。实施翻转课堂，教师由“演员”变成了“导演”，为了提高翻转课堂的实施效果，教师先精选合适的教学内容，制定科学合理、细化的评价方案，课前做好任务分工，课堂讨论中问题的设置要增加趣味性和吸引力，实施灵活多变的提问方式，把握好提问的时机。在翻转课堂教学模式下，学生是教学的核心，教师则是学生学习的设计者、指导者和帮助者。翻转课堂可以最大限度地促进学生自主学习，充分发挥学生的主观能动性，提高教与学的效率。

6 改革考核方式—建立过程性考核体系

课程考核是检验教学效果的最好方式，设计一套知识、能力协同发展的过程性考核体系才能更好地检验学生理解与掌握的程度。可以采用形式多样的评价方式，由线上、线下综合构成，线上评价由在线课程平台+OJ系统构成，线下采用分阶段考试+期末综合考试，考试方式采用OJ系统考核。为了体现对学生平时学习过程的考核，可以设置平时成绩占60%，期末成绩占40%。平时成绩综合考查学生课堂的表现、SPOC平台的学习情况、OJ系统题库的练习情况、作业完成情况及三次阶段性考试，每次阶段性考试占10%。

教师可在SPOC平台中全面把握学生的整体学习情况，如图5所示。根据学生的在线学习时长、在线学习任务完成情况、测试情况及讨论区的活跃程度等自动统计评分，各部分的占比可由教师自由设置。平时成绩的另一部分是考核OJ系统学生答题统计、排名情况。三次阶段性考试和期末考试均在OJ系统上进行。每次考试教师都可以从题库中抽题进行组卷，出题方式可采取随机抽题。这样在一学期中多次考试的方式，可以及时检验学生的学习情况，让老师掌握教学效果，让学生知道自己对知识的掌握情况。以便做出相应的调整，这样可以最大限度地激发学生的学习积极性。

三次阶段性考试和期末考试在OJ系统上进行，正常情况下可以在机房组织考试，如果有特殊情况也可以组织线上考试：考试时要求学生准备一台电脑和一部手机（没有电脑的准备两部手机），一台设备用于登录OJ系统考试，另一台手机登录钉钉视频会议，用于监控（被监考）。考试时要求学生提前进入视频会议，调整好机位，保证用于考试的设备和本人处于监控之下，开始考试时教师可通过钉钉群发布一个查验证件的作业，要求学生拍摄一张手持证件的照片，然后通过钉钉作业上交。考试过程中教师可通过钉钉视频会议监考（查看每个同学的考试情况）。

参考文献：

[1] 赵颖，颜霏.疫情期间大规模线上教学实践后的思考[J].中国医学教育技术，2020，34（6）：696-698.

[2] 张双双，杨洪涛，张义龙.疫情期间高校线上网络教学模式探讨[J].中国现代教育装备，2020（11）：11-13.

[3] 孟宪玲.“线上教学”的哲学思考与实践[J].辽宁教育，2020（8）：25-26.

【通联编辑：王力】