“大学计算机”混合教学模式的设计与应用

孔梦荣， 周雪燕， 齐 晖， 夏敏捷

(中原工学院 计算机学院， 河南 郑州 450007)

随着国内外高校各种MOOC在线课程如雨后春笋般涌现，各种以MOOC为基础的混合教学模式，成为国内各大院校新型教学模式探索的热点。“大学计算机”旨在培养大学生的计算思维能力，是培养新型创新创业人才的一门基础性课程。但传统计算机基础课程教学中常常出现“老师卖力讲，学生被动学”的现象：教学内容陈旧，教法单一、枯燥无味；学生缺乏学习目标和动力，厌学情绪较强[1-2]。为彻底摆脱大学计算机基础课程教学的尴尬境地，本文结合新工科建设要求和国内外新型教学方法，在“大学计算机”课程中提出“MOOC+SPOC+翻转课堂”的多元化混合教学模式[3-4]，其主要思想是把课堂教学和在线学习两种学习模式有机地整合，将教学着力点放到激发学生学习兴趣、培养学生综合应用能力、提高教育水平和教学效果上。

1 混合教学模式的难点

混合教学模式要求对传统课堂教学的内容和流程进行合理组合和重构，将部分一般性的知识剥离，留给学生线上自学，而将部分适合双方或多方互动讨论的内容纳入翻转课堂进行学习[4]。混合教学模式更加强调师生间、学生间和人机间的多向互动，在互动中领略学习兴趣，掌握有关知识和技能，提升自学能力和创新能力。

如何引导学生转变角色快速进入线上线下相结合的混合教学状态，特别是参与翻转课堂的学习，这一过程涉及到两个难点:一是如何发挥教师的引领作用，引导学生积极投入课前MOOC线上自学，为实施翻转课堂教学创造条件；二是如何发挥学生的中心作用，让学生凝聚力回归课堂，参与深度广度的学习和讨论[5-6]。

2 “大学计算机”课程混合模式教学的设计

2.1 教学内容和教学环节的设计

按照教学大纲要求，将“大学计算机”的在线学习、翻转教学和传统教学统一设计，互有穿插，虚实结合(见图1)。

其中，“虚”是指虚拟课堂，是以MOOC平台为基础再造的有关SPOC的在线学习课堂，主要包括教材学习、视频学习、课件学习、习题练习、作业互评、讨论互动等内容。“实”代表实体课堂，分为传统教学模式和翻转教学模式，前者主要包括导学、学习总结、难点解析、精讲案例和辅导等环节，是以教师为主导的“独角”课堂，适用于集中讲解；后者则是以学生为中心，以讨论、答疑解惑、抢答抢分、自组选题为主题的翻转教学，迫使学生去思考和表达，教师的作用在于提供更多的个性化服务，有助于调动师生、学生之间的积极性和主动性。

图1 “MOOC+SPOC+翻转课堂”多元混合教学模式

2.2 教学重点的总体布局

根据学校教学计划安排和不同专业需求，选取不同重点，通过优选、替换、拓展与新增重构教学内容，打造具有差别化和个性化的SPOC课程。以战德臣教授主编的《大学计算机——理解和运用计算思维》为例，按照不同类别安排了不同的必修内容、重点和课时。其中，理工类和文科类总学时均为45，各有6学时的课堂大翻转和10学时的上机实践，但理工类重点培养学生的计算思维的应用能力，文科类更多强调计算思维的表达能力；艺术类总学时为32，淡化技术内容讲解，着重于体验应用计算思维求解社会问题，如表1所示。

表1 大学计算机教学内容和重点布局

2.3 翻转课堂的教学流程和环节设计

翻转课堂重点在于综合训练，突出学以致用，利用计算机知识进行各种设计或者解决现实生活中遇到的实际问题[7]。以大学计算机程序构造章节为例，翻转课堂的设计流程如下：

(1) 准备环节。教师提前提出设计任务要求，学生独自或者分组，应用所学有关知识和方法，在课下自主或联合完成富有创意的程序。

(2) 演示环节。报名参加翻转课堂的学生个人或小组，要在规定时间内备好一个5 分钟左右的 PPT展示，经随机抽签，被选中的个人或小组要现场进行演示，重点讲解自己的设计思路、算法原理和亮点，讲解完毕后，由其他同学进行提问。

(3) 评分环节。针对演示的效果，由全班同学根据个人或小组的选题设计、作业难度和临场表现进行投票，然后按照得票多少进行排序，并给予相应的奖励分。小组成员的得分由组长按贡献率分配。

(4) 奖励环节。凡是参与翻转活动的同学可以参与抽奖，给予一定的物质奖励， 其目的在于通过奖励让参与的学生体验个人自学、同学帮学、互动助学、创意展学等多种学习方式带来成就感，以此强化学习的主动性和积极性。

3 混合教学模式下翻转课堂的教学方法

混合教学模式下的翻转课堂，应该突出以学生为中心的特点和优势。为达到让学生动脑动手动心进行快乐学习的效果，我们采用“一问二解三诱导，八仙过海剑出鞘”的五步深入教学法。

一是投石问路。就是针对学生MOOC或SPOC线上学习的情况进行摸底测验，了解学生线上学习的基本状况，检验课前自学效果，找到差距和不足，借以确定教师需要集中讲解的难点和重点。

二是解剖麻雀。解剖麻雀本是调查研究的一种方法，这里特指教师针对课堂测验中发现的具有普遍性的问题进行讲解和剖析，解决教学中遇到的“拦路虎”。解剖麻雀的要诀在于，任课老师可以集中精力帮助学生攻克难关，通过有的放矢的分析和总结，引导学生形成系统化的认识，实现知识的内化和升华，为其进一步深入学习扫清障碍。

三是量体裁衣。就是教师在提问环节要科学地把握问题的难易程度，使所提问题在学生能力所及的范围内，并恰如其分地提出一些开放性和挑战性的问题。恰到好处的提问和表述，不仅可启发学生跨越认知领域的鸿沟，更能激发学生产生奇思妙想。

四是八仙过海。就是针对课堂上不同学生的不同问题和不同的兴趣点，激励学生各显神通，提供多种解决方案，达到比学赶帮、相互促进目的，形成活跃的教学场面。比如，可以通过小组快问快答，训练学生的竞争意识和迅速反应能力；通过互评互动方式，形成相互赶超的学习态势。

五是宝剑出鞘。鼓励学生运用所学，大胆实验、大胆演讲、大胆展示个人掌握的各项技能，不拘一格显风采。它可以是一套解决实际问题的方案，也可以是一种崭新的程序设计，也可以是一场演讲，等等。通过开展这类由学生亲自动手完成的展示活动，培养学生的实践和创新能力，为将来参加工作、参与社会活动创造条件。

4 动态联动的考试考核评价机制

混合教学模式的效果如何，需要一套科学的动态评价机制，以确保实现预期的教学目标，为此我们设计了一套包括教学前、教学中和教学后三阶段的过程管理效果检验机制，对有关教学和学习情况，进行及时的跟踪、反馈和评价，以便及时发现问题，加以改进和提高。

4.1 对学生日常学习行为的跟踪管理

专门开发SPOC课程自测软件，对每个学生的在线学习行为全程记录。该软件不仅可让任课教师及时了解学生们每天的学习行为，还可进行数据分析，对每位学生每周每月的学习状态、在班级中的占位进行监督，对照教学要求给予及时的督导和反馈，学生也可根据教师给出的评价，进行自我管理，自觉矫正自己的学习行为，达到了教师监督和学生自我监督的目的。

4.2 对教学全过程进行多元化评价

由于混合教学模式具有多元化多中心的特点，因此也要对学生的学习动机、过程和效果进行三位一体的多元化动态性评价[8]，其主要方法就是根据学生学习的不同环节、不同方面、不同形态进行加权测试和考试，有利于学生形成“上课时按时来、作业及时交、平时下功夫、才有成绩高”的学习习惯，达到教学双促进的目的，教学的评价构成如表2所示。

4.2.1 线上学习成绩的考核

线上学习成绩考核，主要包括单元测验、线上作业、论坛活跃度和课程测试四个方面。其中单元测验和课程测试为系统自评；线上作业是对平时各单元知识的总结；论坛活跃度意在促进学生利用MOOC 开展主动交流，积极探讨计算机应用的各种问题，以激发学生的学习兴趣。

表2 混合式教学的评价构成

4.2.2 线下考核成绩的认定

(1) 翻转课堂。由于课堂时间有限，不能满足所有学生参加课堂翻转讲解，如学生想要高成绩，则需按翻转课堂的要求完成相关内容，利用课前10分钟展示自己研究成果，由教师认定并给予相应的成绩。

(2) 抢答抢分。设置翻转课堂抢答抢分项目，是对学生自我认知的正向激励，鼓励学生强化课前自学，熟练把握有关知识体系，增强竞争意识和应变能力，属于自我激励、自我争取范畴，重在考察学生的敏捷思维和快速反应能力[9-10]。

(3) 实验作业。主要测试学生动手实践和利用所学进行求解问题的能力。

(4) 期末考试。期末考试是最重要的一项考核，主要对学生计算思维能力培养方面的考核，重点包括计算机的基本原理、求解问题的方法以及应用技能三个方面的评价。采用机试试题库，实现教考分离，目的是能够客观、公正地对学生学习和老师教学进行双考核。

5 结语

基于“MOOC+SPOC+翻转课堂”的混合式教学模式及五步深入教学法，在中原工学院近五年的教学实践中，有效推进了“大学计算机”课程的教学改革，使得教学环节不断完善，教学质量不断提高。目前，该混合教学模式已在其他计算机基础课程中推广应用。