大学计算机基础混合式教学研究范文

《工业和信息化教育杂志》2016年第11期

摘要：

随着MOOC/SPOC在全球教育领域的兴起，各大高校基本都进行了基于SPOC的混合式教学尝试，取得了一定的成果。但新教学模式难以有效利用传统课堂的教学资源，针对混合式教学的特殊要求开发新的教学资源类型—“电子教具”已成为了当务之急。我校“大学计算机基础”教学团队一直致力于本课程电子教具资源库的建设，实践表明，电子教具在降低混合式教学教学难度，提高学生兴趣，增强学习效果方面，起到了显著的作用。

关键词：

计算机基础教学；混合式教学；MOOC；SPOC；电子教具

0引言

MOOC在全球的迅速升温和小SPOC的兴起，为校园教学改革注入了新的活力。与MOOC不同，SPOC主要定位于校园课堂。国外的教学实践表明，SPOC在激发学生的学习热情和自主学习能力方面有显著作用。如何将课堂教学与在线学习相结合，实施翻转课堂和混合教学模式[1-4]，使SPOC在大学生计算机应用能力培养过程中发挥效用，面临巨大挑战。针对这一问题，我校的“大学计算机基础”教学团队尝试了多种方法和模式来提高混合式教学模式的教学效果，其中“电子教具”这一手段起到的作用非常突出，是我们下一步SPOC推广工作的重点方向。

1“大学计算机基础”课程建设的发展形势

“大学计算机基础”是根据教育部计算机基础教学指导委员会“1+X”培养要求开设的公共基础课程，是大学各专业一年级新生的第一门计算机课程，也是本科各学科专业学生必修的公共基础课程。该课程学习效果的良好与否，与学生掌握计算机技术、运用计算思维解决本学科专业问题的效果好坏有着直接的关系。为了顺应时代的发展，我校的“大学计算机基础”教学团队一直致力于新教学模式的推广，积累了相当多的经验。通过对现有精品资源课程的转型升级，建设的“大学计算机（面向工科）”MOOC课程，已在教育部“爱课程”网成功上线2年多；同时该课程作为西安交通大学首批的三门课程之一，于2015年1月22日在Coursera平台上线。2015年起，笔者所在的教学团队针对我校工科专业的大一学生进行了“传统课堂+SPOC”混合式教学的尝试，为教学模式的现代化走出了坚实的一步，相关教学改革工作也获得了国家、学校以及相关企业的项目支持。和传统教学模式相比，混合式教学模式有独特的优势[5]。首先，视频一直放在网上，学生上课没听懂的内容，课后还可以通过观看教学视频来补救，重点难点可以反复练习，反复揣摩；其次，学生在课前观看视频，比原本只是看课本的预习方式要形象生动得多，预习后带着问题去听课堂讲授，会使课堂交流更为顺畅和有针对性；最后，SPOC上的作业可以设置为多次提交取最高分，学生如果对得分不满意可以反复提交，这样在一次次的作业提交中强化所学的知识，达到了“在学中做，并在做中学”的目的。但是，混合式教学对传统课堂教学方式的冲击也是很大的。学生已经在SPOC上看过了教学视频，如果在课堂上只是片面地重复教学内容肯定会使学生失去再次听讲的兴趣。在混合式教学模式中，课堂教学内容深入也好，独辟蹊径也好，总之必须有所变化。针对这个问题，目前最流行的解决方案就是“翻转课堂”，课堂上全是讨论答疑，不涉及新内容了。但受学生积极性、自觉性等现状所限，“完全翻转”目前只能在部分生源较好的优秀班级做实验，全面推广并不现实，所以，想办法在传统课堂上想些新点子，开拓新的教学资源来丰富教学内容，就是当前混合式教学发展的必由之路了。教学资源是教师教学方法、教学思维的凝结，可以在有经验的教师的干预下对学生的学习起到良好的引导作用。教学资源汇聚教师智慧，一个教师制作的资源，可以方便地在其他教师的课堂上使用，国家建立“精品资源共享课”机制的目的也在于优质教学资源的共享与传播。但对于MOOC/SPOC教学、翻转课堂等脱离了常规课堂的新式教学方法，教师由一个组织者演化为一个旁观者，学生的角色也发生了转换，完全自己主导学习，学习进度由自己负责，仅仅使用传统教学资源很容易出现一些以往教学活动中少见的问题，主要包括以下3点。

（1）传统教学资源的类型单一问题。传统教学资源类型一般局限于课件、教师授课视频、教学相关文档等，基本上都是以教师为中心组织的，是教师常规授课过程中的自然产物，类型相对比较单一，只是原有课堂教学过程在计算机上的简单延伸，很多资源并不适合MOOC/SPOC的新型教学方式。

（2）传统教学资源的趣味性欠缺问题。传统教学资源受课堂因素制约，严肃有余活泼不足，在当前大学生普遍课业繁重的大形势下，不易迅速、持续地吸引学生的注意力，容易使学生产生厌倦情绪，制约学习效果。

（3）传统教学资源的教师依赖性问题。传统教学资源是辅助教师教学的，比较依赖教师本人的水平发挥，资源本身主要起辅助的作用，学生很难完全使用传统资源进行自学（而自学是翻转课堂的基本要求）。比如PPT课件，没有教师讲授学生只看课件效果很差。而且这些教学资源通常针对整个教学过程，目标是完成整个教学任务，主要通过教学的内容组织来突出重点难点，缺乏形式上和结构上的区分和界定。针对以上问题，在新教学模式的探索期间，为方便教师在多种环境下的教学，我们开发制作了一批传统课堂可用、MOOC/SPOC可用、翻转课堂可用的电子教具，辅助教师教学和学生学习，收获了教师和学生的多方面好评。电子教具的使用提升了学生的学习兴趣，为传统课堂增添了趣味性，为MOOC/SPOC课堂增强了可交互性，降低了混合式教学实践推广的门槛。

2电子教具的概念

“教具”一词，在《新华字典》中的定义是“教学时用来讲解说明某事某物的模型、实物、图表和幻灯等的总称”。作者认为，“教具”类似于计算机程序中的函数、模块，封装好了一个完整的概念，可以方便地重复使用，可以随着教学进程逐步升级、改进。具体到本文中，“电子教具”则有两方面的含义。一方面是指在教师教学过程中，为了使学生对某教学要点有更透彻的理解，向学生演示运行的，有关该要点的计算机程序、可交互式动画、演示视频等。如演示快速排序过程的Flash动画、演示加密算法加解密过程的计算机程序等。另一方面是指在学习过程中，为了便于学生自我测试某一要点的学习情况，教师向学生提供的，可对学生某一要点学习效果进行测试、自动批阅或错误提示的计算机程序或可交互式动画。如测试计算机组装过程要点掌握情况的Flash动画、检查中国学生常见Python程序错误的计算机程序（因为官方编译器给出的错误提示不够明确）等。本文中的“电子教具”与通常教学中经常提及的“教学案例”[6]的主要区别在于，教学案例一般是叙述性的，从一个固定的角度讲授教学要点，承前启后，结构完整，一旦制作完成内容就比较稳定，交互性很少或没有；而大部分电子教具不算一个完整的教学案例，只有教学要点的内部逻辑，可以由教师或学生在教学和学习过程中动态确定该内部逻辑的输入输出，有较好的交互性。教师在使用电子教具时，如果提前精心设计好电子教具的典型输入，那么包含了确定输入的电子教具就完全可以作为一个“教学案例”来使用。

3电子教具在混合式教学课堂上的作用

在MOOC和SPOC在校园逐步推广的过程中，笔者作为我校混合式教学实践者中的一员，对教学过程中电子教具使用的必要性有相当深入的体会。和传统教学方式的面面俱到不同，混合式教学要求学生通过视频自学大部分教学内容，而教师要在有限的课堂授课时间内主要针对重点、难点、热点进行深入讲解。学生必须好、快、准地理解这些教学关键点，电子教具在其中可以起到催化剂的作用，优点主要体现在以下5个方面。

（1）有趣。传统教学模式局限于课堂，有教师进行课堂纪律的管理和约束，当学生注意力涣散、不注意听讲时可以及时纠正，但处于翻转课堂等混合式教学模式时，学生何时学习、学习多长时间都由学生自己决定。学生很容易受外界干扰中断学习，所以有必要引入更为有趣的电子教具增强学生的学习粘性；本课程使用的电子教具多为教师开发或改进的计算机程序，形式多样可交互，趣味性强，可以有效提升学生的学习兴趣。

（2）多媒体化和可视化。多媒体技术为人机之间的信息交流提供了全新的手段，文字、音频、视频等不同的媒体方式，以及计算机程序或动画等先进的数据表达方式能够以更高的维度描绘书本上的枯燥知识，实现知识的多媒体化和可视化，易于被学生理解。

（3）师生之间互动性好。在混合式教学模式中，动辄有超过一半的教学时间完全由学生自己掌控，和教师的直接互动大为减少。而交互性强是电子教具的一大优点，教师完全可以把自己的思路融入电子教具和学生的互动反馈逻辑之中，使电子教具成为教师的不知疲倦的人，提高学生的学习参与感。

（4）可二次开发。和通常制作好就相对固化的教学视频、教材等不同，电子教具修改容易，便于二次开发，可随时将教学实践结果反馈回电子教具的设计过程中，经过多次迭代，达到传统教学资源很难达到的优化效果。

（5）重点、难点和热点突出。在混合式教学模式中，学生观看教学视频的主动性不足，容易陷入“为看而看”的局面，一个个教学视频对于未能透彻理解的学生来说并无轻重之分，学生对课程的重点、难点和热点等关键点的感受明显弱于传统教学模式。而电子教具并不需要针对每个章节、每个知识点都进行制作，只需瞄准教学最关心的关键点，学生通过与电子教具的互动，可以较为容易地获知教学目标，加深学生的学习层次感。“大学计算机基础”课程目前已有和未来计划开发的电子教具主要包含计算机程序、Flash和演示视频3种类型，具体描述参见表1。演示视频是电子教具中的一个特殊类别，教学目标很多情况下不是重点、难点，而是“热点”，目的是加深学生对计算机科研热点的了解、拓展视野，典型的例子参见图1至图3。该类电子教具数量较少，但是有着很好的教学效果，极大地提升了学生对计算机学科的兴趣。这些演示视频往往不是来自国内外的教育科研机构，而是网络上的优秀视频制作者不经意的作品。“生活中从不缺少美，而是缺少发现美的眼睛”，教师很难有计划地、刻意地去寻找这些适合教学的优秀视频，要在教学科研工作和日常生活中处处留心，方能遗珠偶得。笔者所在的教学团队通过对国内外知名MOOC平台（如“中国大学MOOC”“学堂在线”、Coursera和edX等）的调查研究表明，在MOOC教学中使用事先精心准备的电子教具来辅助教学，几乎已经是这些平台中受欢迎课程的共同特征。部分技术、人力和资金较为充裕的团队建设的课程，甚至可以做到在正常课程中穿插大段精心制作的电影级原创演示视频，教学效果很好，收到了学生的一致好评。

4结语

经过1年多的SPOC教学实践，电子教具在我校混合式教学中的应用越来越广泛，在教学改革进程中处于越来越重要的位置，具体体现在以下几个方面。首先，形成以教师学生之间的交流为中心的新的教学资源组织方式。传统教学资源包含课件、课堂教学视频、教学文档等基本类型，经过长期的教学实践已经非常成熟。由于这类资源和教师本人联系过于紧密，是以教师为中心的资源组织方式，所以并不适合新的混合式教学模式，因此应将当前教学资源库的建设重点转移到电子教具上，形成以教师学生之间的交流为中心的新的资源组织方式。其次，促进了精品资源共享课与MOOC建设结合。精品资源共享课建设和MOOC建设是我校原有精品课程的两个共同的重点任务，这两个任务由于面对的教学模式不同，对资源的建设原本是略有冲突的，而电子教具资源库建设同时满足这两种教学模式要求，有利于更有效率地完成这两个重点建设任务。最后，走出了一条扁平化资源建设向关键点资源建设的新路。传统的教学资源由于要服务完整的教学过程，整个资源的建设是扁平化的，而电子教具库的建设以重点、难点、热点等关键点为依托，便于发挥教师的特长；同时对关键点资源的不断锤炼也有利于对电子教具的精益求精，实施资源库建设的“精品战略”。按照课程建设与教学改革的统一部署，未来“大学计算机基础”课程电子教具资源库建设的工作计划主要有以下4点。

（1）补充不足的电子教具。首先要梳理“大学计算机基础”课程的关键点，主要包括课程的重点、难点和热点（主要指近期的科研热点），同时要注意从教师和学生的不同角度去分析这些关键点，设计开发出有利于教师教学或有利于学生自测的电子教具。

（2）通过教学实践更新已有的电子教具。没有经过实践检验的电子教具只是脱离实际的空中楼阁，必须得到传统课堂教学、MOOC/SPOC或翻转课堂等教学环境的及时反馈，经过一系列的修改完善，这期间可能经历电子教具的界面美化、二次开发甚至完全回炉重新开发的多个过程，方可确定电子教具的正式版本。

（3）开拓新的电子教具类型。目前使用的电子教具主要有计算机程序、Flash、演示视频3种类型，未来不排除经过调查实践，结合计算机教学实验中心开发团队的实际情况，开拓出新的电子教具类型的可能性，比如3D动画、真人实景演示等。

（4）建立起完善的电子教具资源库管理机制。当制作完成的电子教具积累一定数量之后，教具的分类资源库建设就要纳入日程上来，同时要结合精品资源共享课的建设要求，将电子教具和原有的传统教学资源有机融合，更好地为教学服务。

参考文献：

[1]张春英，刘盈，赵艳君．基于“MOOC+SPOC”的“大学计算机基础”翻转课堂教学模式研究[J]．工业和信息化教育，2016（3）：63-69．

[2]王瑞敏，曾韵，王立新，等．基于SPOC的军队院校混合式教学模式[J]．计算机教育，2016（2）：26-29．

[3]高洪皓，朱永华，陈章进．基于MOOCs平台的计算机基础实验教学课程建设[J]．工业和信息化教育，2014（6）：90-94．

[4]陈希亮，姜峰，赖俊，等．基于混合式教学模式的大学计算机基础教学改革研究[J]．计算机教育，2016（6）：143-146．

[5]苏小红，赵玲玲，叶麟，等．基于MOOC+SPOC的混合式教学的探索与实践[J]．中国大学教学，2015（7）：60-65．

[6]夏秦，冯博琴，陈，等．浅析“大学计算机基础”课程中的案例设计[J]．中国大学教学，2009（9）：41-44．

作者:乔亚男 李波 谢涛 单位:西安交通大学计算机教学实验中心