以学生为中心的《计算机导论》混合式教学研究

卢颖 白小军 张雅

摘要：课题针对《计算机导论》课程教学所存在的问题，探讨如何创新教学方法，构建以学生为中心的线上线下混合式教学模式，分别以课前、课中、课后三阶段入手给出了相应的教学策略和方案，通过线上线下教学活动的有机衔接提高授课质量。实践表明，所设计教学方案能较好地激发学生的学习兴趣，使得课程的讲授由“教”转向“学”，真正提升学生的自主学习能力和工程创新能力。

关键词：学生为中心;混合式教学;计算机导论;教学模式

中图分类号：G642        文獻标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）31-0273-02

1引言

“新工科”教育背景下，以学生为中心的教育理念是高教改革发展的重要方向，如何改革教学内容，创新教学模式，真正做到以学生学习、发展、学习效果为中心，充分调动其主观能动性，是目前被广泛关注的一个话题[1]。近几年，“以学生为中心”的教学研究主要是基于问题式、项目式、探究式、开放式的教学方法，其理论大多来自人本主义和构建主义。然而，学生在学习过程中对知识的接受、思考、吸收、再思考的过程和个人的知识背景是密切关联的。无经验、无背景的学习情境，使得知识的吸收刻板、呆滞，无法有效吸收并转化为对实践创造的指导。因此，需结合学习情境，设计以学生为中心的线上线下混合教学模式，让学习者认识到知识的实践效用，提高其主观能动性，唤醒其“中心”意愿，从而培养出工程实践能力强、创新能力强、高素质复合型的“新工科”人才。

《计算机导论》是计算机专业学生的入门课程，主要依据专业学科知识结构，讲述如何认识计算机科学与技术[2-3]。其目标是激发学生对计算机技术的学习兴趣，重点强调对计算机技术相关概念的理解和计算工具的使用，最终达到具备实现一般程序设计和算法分析的能力。就目前课堂教学方式而言，仍存在以下几方面问题：授课方式陈旧、学生水平差异较大 [5]。内容宽泛，教学主线繁多，缺乏特色。缺乏客观的考核评价机制 [6]。因此，采用何种教学模式进行导论课程教学，提高学生的自主学习意识和探究能力，增强学习兴趣成为教学设计的关键。课题组对我校学生进行学情分析，结合学习情境开展以学生为中心的线上线下混合式教学探索，帮助学生提升学习兴趣，充分调动学习积极性，培养其逻辑思维能力和创新能力。

2以学生为中心的混合式教学设计

课题将采用课前——网络资源自学;课中——线下翻转课堂互动讨论、重点知识讲解、疑难问题测试总结;课后——辅导答疑，延伸拓展提高的线上线下混合式教学方法。此外，借助线上平台优势，注重教学过程中的数据积累和统计分析，提炼有效的学习效果考核评价指标。

教学基于学习通平台展开，根据课程定位和教学目标，精心设计和规划课程内容，将教学内容的重点难点进行提炼，采用不同的针对性策略来设计教学方法。对于了解性可拓展知识点：如智能系统与人工智能、物联网和大数据、图形学和可视化计算等可设计为“平台线上课程资源+线下翻转课堂”的教学模式，让学生通过网络猎取更广泛的知识，开拓视野，有助于培养学生的学习兴趣，形成完备的线上线下、课内课外相结合的教学生态圈。

对于难度较低的知识点：比如计算机信息表示等，除了采用“平台线上课程资源+线下翻转课堂”的模式，还可以利用学习通平台发放在线测试任务，及时检测知识点是否完全掌握。

重点和难点知识：除了采用“平台线上课程资源+翻转课堂”模式，还可以采用小项目驱动方法。例如课前以知识难点内容为依据提炼出小项目，并以编制导学案的方式通过学习通平台发放给学生，学生以小组为单位，以项目作为驱动，查找相关资料进行调研准备，课堂再采用研讨、启发等方式完成项目，真正转变授课模式为以学生为中心。

3项目实施举例

本文以我校导论课程第六章“程序设计与算法分析”知识点为例，介绍教学方案的设计过程。

教师首先进行学情分析，针对学生基础水平、性格特点、学习能力，有选择地进行“平台线上资源+翻转课堂”的教学模式，同时结合小项目驱动教学法，将学生划分成调研小组，课前自主学习，在组长的带领下，组内分工，团队合作。大家在项目驱动下查阅文献，展开调研，给出问题的解决方案，并由教师在课堂中点评总结。具体实施过程如图1所示。

Step1：课前，教师向各学习小组布置算法选取和研究任务。例如为解决排序问题，可根据算法思想的不同，将各个小组分为：交换排序算法小组、插入排序算法小组、选择排序算法小组、归并排序算法小组、计数排序算法小组。

Step2：各小组学生首先通过学习通线上课程资源了解各种算法思想的导学内容，观看各种算法策略及结果的微视频、完成各模块下的习题。

Step3：组长组织小组成员对所选算法策略分析讨论，总结学习收获，教师在课堂上对各小组选取的算法进行时间复杂度和空间复杂度的总结点评。

Step4：课后学生通过完成教师在平台所布置的习题、任务和测试对知识进一步巩固及扩展。

如此，提升了学生的学习兴趣，更明显的是调动了其课下学习的主动性，同时也培养了学生的组织能力与团队协作能力。

归纳上述过程，在设计教学内容时主要从三个方面进行改革实践：学习通平台课程内容设计、课堂教学活动设计以及收集评价反馈，开展教学反思设计。

（1）学习通平台课程内容设计

在学习通平台设计《计算机导论》课程基本信息时，选择比较有代表性的课程首页模式呈现基本课程内容，要强调综合考评手段及课程的混合学习形式。由此，混合教学模式不再是一张试卷定分数，期末试卷仅占综合考评的50%，学习通平台的全过程考核方式成了平时成绩的主导因素，打消了学生幻想期末划重点、集中突击的想法。引导学生开展良性的“课前自主预习、课堂互动学习、课后自主复习”学习模式。还可以对课程学习形式、小组学习形式进行预告。

设计学习内容时，需要遵循“因材施教、特色突出”的原则。如课前预习阶段，以重要概念和结构性知识为重点，在记忆层面设计教学内容;课堂学习阶段，注重学生的情感、态度和价值观，设计案例或任务，在分析和应用层面实现知识内化;课后复习阶段，考虑学生的学习动力，强调知识广度和一定深度的学习，设计分析和评价层面的案例或任务，让学生自主探索，完成知识重构。

（2）课堂教学活动设计

课堂教学活动的设计分为课前、课中、课后三阶段展开，如图1所示：

課前：提供针对性的教学视频和学习任务单、ppt等资料供学生自主学习及预习，在平台课程的讨论区相互讨论，引导学生深入思考、交流，激发兴趣，并且在此过程中发现问题;之后，教师在深入分析学习情况、教学目标的基础上进行数字化教学资源（包括导学案、视频等）的设计与制作，并发布在课程平台上。

课中：线下翻转课堂，引导学生们展开探究式学习。教师进行引导、点评，归纳总结，以帮助学生解决问题。学生在课堂上展示前期探究作品、对研究过程进行总结汇报、通过教师的引导与团队成员交流、探讨。教师在此过程中根据具体情况调整教学内容、教学目的，教学方法，以取得最理想的教学效果。与此同时，可利用多元化的教学工具，加强课堂互动，增强学生的参与感，吸引其注意力。

课后：课后环节则可利用学习通或Q群进行“在线答疑辅导”和“在线考试及作业批改”。课后答疑辅导也是导论课堂的一个重要环节，是教学查漏补缺，弥补课堂讲授不足的重要措施和手段。课题组将每60人设置2位辅导教师，轮班随时Q群在线答疑，这样学生只要学习，所产生的疑问能够马上得到响应和解决。如此，学生学习主动情绪和求知欲高涨。

（3）收集评价反馈，开展教学反思设计

教师授课总是根据以往的经验来判断难点、重点、关键点，从而进行教学环节的设计。但是学生基础千差万别，理解领悟程度各有不同，有的问题所抖“包袱”并不能像预期那样使学生对知识点理解到位，教学目标并不能很好达到。因此，教师可通过平台收集评价反馈数据，进行课后教学反思，完善教学设计;学生可通过平台展开练习检测，反思不足，寻找问题的根源，促进知识的吸收。

4 效能评价及分析

课题组在教学过程中分阶段对学员进行了教学效果调研。针对教学模式的有效性，共提取出5项特征指标来考察教学策略的应用所带来学生学习能力的改变情况。这五项指标分别贯穿于课前、课中、课后三个阶段，分别是：主动预习能力、实验操作能力、主动思考解决问题能力、课堂活跃度、课后讨论活跃度。评价依据为超星平台线上数据和雨课堂在线答题情况统计，如提问帖数、回复留言帖数、视频观看率、答题正确率，作业完成率及得分率。调研样本为某班36名同学，问卷发放36份，收回36份，实际有效问卷率100%。

课题组连续8周的考察阶段结束后，5项指标增长变化情况统计分析如图2。实验组成员各项学习能力指标值随周次变化显著上升;其中最为明显的是课堂活跃度和主动思考解决问题能力。可见导论课程线上线下混合教学模式的开展在这5项指标的表现力上非常突出，学生对教学效果的整体满意度较高，得到了广泛认可，效果显著。所采取的教学方法对激发学生学习积极性、提升其自学能力有明显的促进作用，所采取的教学模式体现了以“学生为中心”的教学理念。

5 结束语

课题构建了基于《计算机导论》课程的线上线下混合式教学模式，针对现有教学方式的不足提出了贯穿课前、课中、课后的教学策略。通过授课实践和问卷调研结果表明，所提出的教学策略能充分调动学生学习的积极性，发挥学生的主体作用，从教转向学，让学习真实发生。今后，仍需不断积累经验，通过大数据及云平台等现代科技手段，继续优化教学平台和教学方案，对学生进行“精准”辅导，进一步将“以学生为中心”理念落到实处。

参考文献：

[1] 唐传胜，韩军良，邱晓兰，赵玉军.以学生为中心的项目式教学在“数控技术”课程中的应用探究. 南方农机， 2020， 51（13）：212-213.

[2] 冯栋.《计算机导论》课程教学改革探究[J].办公自动化杂志，2019（9）：40-42.

[3] 葛桂萍，陈才扣.《计算机导论》课程建设的改革与探索[J]. 科技创新导报，2017（29）：223-225.

[4] 赵宏， 蒋菲. “互联网 +”时代教育资源建设新模式探析[J].电化教育研究，2020（7）：48-54.

[5] 卢颖，白小军，杨盛泉.问题探究——互动式教学在程序设计课堂的实践[J] .新西部（理论版），2013（5）：149-150.

[6] 胡莲，曾昭平，罗远.财经院校计算机导论的混合式教学改革探讨[J]. 高教学刊，2020（20）：134-136.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2021-02-26

基金项目：西安工业大学教改项目：以学生为中心的《计算机导论》课程线上线下混合式教学应用研究（20JGZ007）（20466）;虚实结合、问题导向的物联网综合实践课程教学方法研究（20JGZ007）;创客教育在计算机基础本科教学中的应用（19JGY23）

作者简介：卢颖（1978—），女，博士，副教授，研究方向为系统仿真与建模。