多种教学模式融合的计算机课程实践研究

王圣伟，李桂林，魏江谡，郝占军

（1.西北师范大学计算机科学与工程学院，甘肃兰州 730070；2.兰州金川科力远有限公司HEV技术部，甘肃兰州 730100）

0 引言

2021 年，我国制订了《教育信息化中长期发展规划（2021—2035年）》，提出推进“互联网+教育”发展的指导意见，即以信息化为重点，以提升质量为目标，推进教育新型设施建设，研究构建高质量教育支撑体系。该规划对新工科背景下的高校教学改革，尤其是计算机类课程教学改革提出了更高要求，也为高校教师探索多种教学模式的融合提供了指导思路和方向。“互联网+”概念的提出使得计算机知识体系在行业跨度上不断扩展，在纵深方向不断细化，这种发展趋势促使高校计算机类课程教学更加重视培养学生的多学科背景以及综合实践能力，传统单一的教学模式已无法满足人才培养需求，因此需要进行多种教学模式的融合创新。

1 相关研究

高校教学模式改革在实践中不断深入，在结合专业特点和课程特色的基础上，相关学者尝试将各种经典教学模式应用于专业课程教学中。例如，石蕴玉等在数字图像处理教学中引入BOPPPS 模型，强调教学反思和加强互动的重要性，但忽略了不同层次学生的接受度；赵丹迪等将庇护式非母语教学模式引入会计学课程，通过多角度观察学生表现，进而确定指导策略；魏燕珂等采用融合式教育模式对学生进行动态评估。

目前，网络开放自学式的MOOC 教学模式成为教育界主流，为学生开展自主学习提供了重要补充。然而，我国目前不同阶段教育改革的过渡存在跳跃式教学模式改变的特点，从义务教育阶段的减负到高校的科技能力创新，教育模式需要平滑式的课堂教学过渡，更需要克服文化教育与包容性教育之间的间隙，以实现多学科兼容的教学模式。而教师需要重点关注学生的成长心态、自我包容性学习效能以及自我调节能力。为此，本文从计算机专业的特点剖析到学生类型，立足于多层次内容的分类讲授和多模式融合教育思想的引入，以实现教学内容的平稳过渡，并在此基础上提出多种教学模式融为一体的高校计算机课程课堂教学新模式。

2 计算机专业课程与学生特征

2.1 计算机类课程教学特征

计算机类课程具有内容更新快、入门容易但精通难度大以及实践能力要求高的特点。目前课程教学改革普遍采用以课程内容、学生为主的教学思路，例如线上线下相结合、翻转课堂、参与式教学讨论等教学模式旨在激发学生的学习兴趣，提升其动手实践能力。然而在课程模式设计过程中难免出现同种模式套用不同课程、不同层次学生采用同种评价标准、过度使用教学新模式等现象，忽视了课程内容的衔接。

2.2 计算机专业学生发展特征

21 世纪计算机和互联网技术迅猛发展，加之经过若干年高校扩招，计算机类专业学生人数呈现阶梯式增长，计算机教育开始呈现出通识教学的发展趋势。相关专业学生素质参差不齐，由以往的正态分布逐渐变为沙漏式分布状态，给计算机类课程教学模式改革提出了新挑战。基于此，高校应更加重视个体化教育，在课程教学模式设计中充分考虑学生情感水平、情绪能力等神经教育学因素，从而更好地激发其学习兴趣。

3 多种教学模式融合设计

3.1 干预反应教学模式

干预反应（Responsiveness to Intervention，RTI）教学模式起源于2001 年美国教育部提出的特殊教育法案，最早出现在学习障碍学生的评估与教学中。随着该模式的不断发展变化，其逐渐成为融合教育的有效教学模式和最佳实践方案。RTI 是一种金字塔模式的多层次教学介入手段，核心在于分层教学过程。该模式在教学准备阶段根据学生假定水平状态设计不同阶段的教学预案，通过各个教学阶段学生的反应及时调整教学内容和介入程度。RTI的特点为：①体现了融合教育的公平思想；②表现出阶段性调整的及时性；③可应对学生的多样性。该模式可根据学生不同状态设计3 层介入方式：①面向普通学生采用普遍有效的教学方法，同时对其正向反应进行统计分析；②对于无正向反应的学生给予额外的教学方式并持续获取学生的学习记录；③对于普通教学内容反应欠缺，表现出更多知识渴望的学生适度给予加强提升的教学服务并进行进一步评估。采取该种介入式教学模式需要注意教学的公平性原则以及观察学生的情绪反应，不以介入为目的，要以学生的接受度为衡量标准。

3.2 庇护式教学模式

庇护式教学模式（The Sheltered Instruction Observation Protocol，SIOP）是北美地区针对非英语母语学生教授学科专业课程的教学模式。该模式主要由课程准备（Lesson Preparation）、建立背景知识（Building Background）、可理解性输入（Comprehensible Input）、策略（Strategies）、互动（Interaction）、实践与应用（Practice &Application）、授课（Lesson Delivery）、复习与评估（Review &Assessment）8 个部分组成。SIOP 在教学实践中表现出高可靠性、高有效性的特征，目前已逐步引入我国英语等学科教学中。该模式注重教学过程、形式和方法，有助于提高学生对课程的兴趣和参与感。计算机类课程涉及到的程序语言对于我国学生而言类似于非母语语言，其语言逻辑和程序思维有别于文字语言，学生存在一定的理解困难。SIOP 模式的引入有助于消除学生对计算机语言的隔阂，为计算机类课程提供了更多维度的教学思路。

3.3 教学中的形成性评价

形成性评价（Formative Evaluation，FE）由教育研究专家M.Scriven提出，是业内重要的教学改革评价模式。FE 重视评价者需求，更重视被评价者的学习需求，注重学习者的体验和师生间的互动交流。FE 通过记录、问卷、自评、互评及小组讨论等多角色参与式模式进行阶段性评价，使学生深入感受教学中的每个环节，从而激发其学习热情。FE 注重多元主体的参与并鼓励自评行为，能够挖掘所有学生的潜能，提升其自我认同感，有助于完善教学环节。将FE 作为多模式融合的课程教学评价方法能对课程整体设计效果进行有效验证。

3.4 融合式教学模式设计

课程设计的目标是使学生理解和掌握所学课程的知识脉络，无障碍地接受知识点并转化为自身实践技能。教师在教学过程中既是引导者又是观察者，需要在解构课程内容的同时分析观察学生的学习特点和状态并加以正确引导。通过以上对计算机类课程和计算机专业学生特点的分析，本文结合RTI、SIOP 模式并通过FE 评价工具反馈教学效果，提出多种教学模式融合的计算机课程构建方案。

融合教学模式整体设计方案如图1 所示。在前期准备阶段对课程内容进行梳理，参照金字塔模式整理为简化版教学内容、普通教学内容以及提升内容3 个层次，在与学生互动反馈的过程中适当调整。在教学过程中通过实践操作评估学生水平，根据学生FE 评价状态调整讲授内容侧重点，采用分组参与式讨论的方式使学生自主总结学习成果并相互打分，以便发现自身不足；鼓励学生通过MOOC等线上平台资源进行课外补充，完善课程知识图谱。

Fig.1 Integrated teaching mode overall design scheme图1 融合教学模式整体设计方案

利用思维导图的方式对课程内容进行梳理和构建，以Web前端开发技术课程CSS选择器章节为例，其思维导图如图2所示。以标号1、2、3分别表示RTI 3层知识结构内容，同时根据SIOP思想，通过练习题和问答的形式提高学生对课程内容的兴趣和参与感。将课堂内容与上机实践内容相对应，并通过设置不同难度的实践操作题目提升学生的成就感。

Fig.2 Integrated course mind map图2 融合课程思维导图

如表1 所示，课程教案设计体现出融合模式思维，强调重点、难点和学习层次，并通过教学反思结合FE 过程随时对课程内容和教学侧重点进行调整。

掌握环节进度和教师角色切换，在衡量学生接受度的同时注意把握评分尺度是教师在FE 环节需要重点遵循的原则。确定各评价环节的权重是教学过程的重点内容，教师可根据课程性质以及学生实际情况调整权重比例值。需要注意的是，FE 的目标是提高和激发学生的学习兴趣和课堂参与感，教师需根据反馈情况对教学内容和环节的融合模式进行调整。

Table 1 Fusion mode teaching plan design表1 融合模式教案设计

基于以上目标，本文FE 整体设计如表2 所示，分为上机实践、互动反馈、自我评价和教师评价4个环节。

4 融合模式实践效果验证

以计算机专业课程Web 前端开发技术为例，选取两个计算机专业平行班对融合课程模式的教学效果进行验证。该课程开设在计算机本科专业第一学年的第二学期，为语言设计类基础课程，后续课程为计算机网络、数据库原理及应用、软件工程、软件项目管理、Web 应用开发等。该课程注重培养学生解决大规模工程项目问题的能力，使其掌握Web 前端开发所需用到的各种技术，为后续课程学习奠定基础。在第一学年，学生初次接触HTML、CSS 和JavaScript 语言，类似于学习非母语语言，适合采用融合教学模式。该教学模式分别于2020 年和2021 年春季学期在2019级1 班和2020 级2 班两个平行班进行了两个阶段的实践验证，第一阶段进行了教学模式设计和完善，并确定了FE各环节的权重值，第二阶段进行了实践验证。其中1 班采用普通教学方式，2 班采用融合教学模式，两班成绩比较采用

t

检验，

P

＜0.05 为差异具有统计学意义，结果见表3。可以看出，采用融合教学模式的2 班成绩明显优于采用普通教学模式的1班。

Table 2 Overall design of formative evaluation表2 FE整体设计

Table 3 Score comparison of two classes表3 两班成绩比较

如图3 所示，1 班成绩呈现较为扁平化的分布，2 班成绩呈现正态分布状态，表明融合教学模式注重教学层次，有助于提升教学效果。

5 结语

教学理念引导着教学理论的发展，并在教学实践中得到体现和印证。随着跨学科理论的引入，我国计算机专业学科发展水平不断提升，逐步达到新工科教学改革要求。在国内外越来越重视计算机教育的当下，把握高校计算机学科发展方向和计算机专业学生特点，采用多种模式进行融合创新设计是今后教学改革的重要方向，以内容为主、以学生为本的理念是教学模式设计的原则和标准。通过不同教学模式在计算机课程中的融合实践，我国计算机教学水平和相关人才素质培养必将达到新的高度。

Fig.3 Score distribution of two classes图3 两班成绩分布