《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程SPOC教學(xué)應(yīng)用的研究

鄭爽　張榮茜　鄭小靜

摘 ?要： 本文基于北京工業(yè)大學(xué)公共基礎(chǔ)課程《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程，分析課程存在問(wèn)題，研究SPOC教學(xué)在該課程中的應(yīng)用，提出了相應(yīng)的方案設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程。

關(guān)鍵詞：?C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì);SPOC;方案設(shè)計(jì);實(shí)施過(guò)程

中圖分類號(hào)：?TP312.1-4????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A????DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.02.064

【Abstract】： The paper analyzes the current issues in C language programming course based on public foundation?course in Beijing University of Technology. The paper has a research on SPOC teaching in the course and provides the corresponding project design and implementation process.

【Key words】： C language programming course; SPOC; Project design; Implementation process

0??引言

自2012年開(kāi)始，MOOC在全球迅速升溫。MOOC（Massive Open Online Courses）[1，6]即大規(guī)模開(kāi)放在線課程，簡(jiǎn)稱慕課，是新近涌現(xiàn)出來(lái)的一種在線課程學(xué)習(xí)模式，它是發(fā)布于互聯(lián)網(wǎng)上的具有極強(qiáng)的知識(shí)傳播性、分享特性和協(xié)作精神的開(kāi)放課程。MOOC為社會(huì)和普通高校提供優(yōu)質(zhì)課程共享資源，但也存在一些問(wèn)題。在MOOC中對(duì)學(xué)生沒(méi)有規(guī)模限制，幾乎沒(méi)有師生互動(dòng)，也很難保證評(píng)估考核結(jié)果的真實(shí)可信。為了讓MOOC在服務(wù)學(xué)校教育方面發(fā)揮其應(yīng)有作用，SPOC隨之應(yīng)運(yùn)而生。

SPOC（Small Private Online Course）[2]即小規(guī)模私有在線課程，是MOOC與傳統(tǒng)校園教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂的有機(jī)融合的產(chǎn)物，是針對(duì)小規(guī)模、特定人群，通過(guò)MOOC資源來(lái)改變傳統(tǒng)高等教育現(xiàn)狀的一種解決方案，特別適合在傳統(tǒng)校園課堂中采用MOOC講座視頻或在線評(píng)價(jià)等功能輔助課堂教學(xué)。它既融合了大規(guī)模在線開(kāi)發(fā)課程的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也能彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足。

1 ?存在問(wèn)題

北京工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》每學(xué)期有來(lái)自全校多個(gè)不同專業(yè)500名左右學(xué)生學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐發(fā)現(xiàn)有如下問(wèn)題。

（1）學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)水平差異大

我校生源既有北京學(xué)生又有外地學(xué)生，生源地經(jīng)濟(jì)水平、師資力量差異較大，學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)水平差異較大。有些學(xué)生有程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)對(duì)教材內(nèi)容較熟悉，也有一些學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較差甚至極少數(shù)學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)計(jì)算機(jī)。這就需要對(duì)不同程度學(xué)生進(jìn)行分層教學(xué)。

（2）不同學(xué)科及專業(yè)學(xué)生需求有差異

目前我?！禖語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程有多個(gè)不同學(xué)科及專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)，他們?cè)诮窈蟮墓ぷ骱蛯W(xué)習(xí)中對(duì)程序設(shè)計(jì)能力的需求是不同的，如文科學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)只要具備基本的計(jì)算思維能力，理工科類學(xué)生除了具備計(jì)算思維能力，還要具備初步的算法設(shè)計(jì)能力及編程能力。要通過(guò)不同課程內(nèi)容的設(shè)置來(lái)培養(yǎng)不同的能力。

（3）教學(xué)內(nèi)容需要持續(xù)更新

C語(yǔ)言發(fā)展的歷史較早，相應(yīng)的課程體系和內(nèi)容已經(jīng)較為穩(wěn)定和成熟，教材內(nèi)容也容易陳舊過(guò)時(shí)。很多教材仍然使用較陳舊的案例，這樣直接導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。要解決這一問(wèn)題，就要求教師的教學(xué)內(nèi)容不能僅限于教材，要不斷更新案例庫(kù)，跟上時(shí)代和科技的發(fā)展。

（4）課堂學(xué)生多，缺乏針對(duì)性

我?！禖語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程由于選課人數(shù)較多，一個(gè)課堂容量一般為2個(gè)班以上。每個(gè)教師面對(duì)七十名以上的學(xué)生很難做到了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并有針對(duì)性的指導(dǎo)。而且程序設(shè)計(jì)課程對(duì)上機(jī)實(shí)踐要求較高，每個(gè)學(xué)生上機(jī)練習(xí)時(shí)都希望得到老師的解答和幫助。

2??方案設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程

綜上所述的一系列問(wèn)題，需要教師應(yīng)用新的教學(xué)手段來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)，采用MOOC+SPOC融合的方式能很好解決。

可以將MOOC作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)的一個(gè)補(bǔ)充[4]，充分發(fā)揮MOOC在回放視頻復(fù)習(xí)、在線討論、在線作業(yè)自動(dòng)評(píng)測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)，來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足。再采用SPOC結(jié)合教學(xué)需要，同步或異步的跟隨MOOC課程，同步方式是完全跟隨，不能修改源內(nèi)容;異步SPOC方式可根據(jù)教學(xué)需要自行刪減增補(bǔ)原有MOOC的內(nèi)容。

SPOC的應(yīng)用使得教師把教學(xué)的重心放在探索教學(xué)模式創(chuàng)新上，例如“翻轉(zhuǎn)課堂”等模式的探索，從而達(dá)到個(gè)性化教學(xué)、分層次教學(xué)的目的。

2.1 ?方案設(shè)計(jì)

（1）SPOC平臺(tái)整合教學(xué)資源

在本校的SPOC平臺(tái)上提供課程的教學(xué)視頻、課件、案例、作業(yè)及練習(xí)等相關(guān)資源，方便學(xué)生隨時(shí)隨地使用各種教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師也可以對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精煉，瑣碎的細(xì)節(jié)內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)，課上內(nèi)容系統(tǒng)化。同時(shí)也可以轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)觀念，激發(fā)教師的創(chuàng)造性。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂提高課堂效率和質(zhì)量

“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）教學(xué)模式是一種混合使用技術(shù)和親自動(dòng)手活動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，原本的課堂由實(shí)驗(yàn)和課內(nèi)討論等活動(dòng)代替，而講授則以視頻等其他媒介形式由學(xué)生在課外活動(dòng)時(shí)間完成[3]。

基于SPOC的教學(xué)模式非常適用于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式。學(xué)生可以在課前觀看視頻預(yù)習(xí)后帶著問(wèn)題去聽(tīng)教師的課堂講授，也可以在課后帶著問(wèn)題去回放視頻。這種課下不限次的重復(fù)學(xué)習(xí)，可以使學(xué)習(xí)更有效率和有針對(duì)性。教師也可以在課堂上減少講授時(shí)間，用于個(gè)性化答疑或集體探究式學(xué)習(xí)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（3）個(gè)性化學(xué)習(xí)適應(yīng)學(xué)生需求

SPOC模式下通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享教學(xué)資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和專業(yè)需求自主選擇課上內(nèi)容之外的教學(xué)內(nèi)容。SPOC資源的設(shè)置可以按難度區(qū)分，基礎(chǔ)較差的學(xué)生學(xué)習(xí)基本的教學(xué)內(nèi)容，基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以選擇高級(jí)別難度的內(nèi)容。

（4）開(kāi)展互動(dòng)討論

SPOC平臺(tái)中設(shè)置討論區(qū)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)和參與討論。教師設(shè)置討論主題，引導(dǎo)學(xué)生個(gè)人或分組討論，進(jìn)一步鞏固對(duì)課程內(nèi)容的理解。

（5）對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)

基于SPOC模式的學(xué)習(xí)包含課上和課后兩個(gè)部分，需要學(xué)生全程積極參與。通過(guò)有效的評(píng)價(jià)機(jī)制，促進(jìn)學(xué)生參與各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)非常必要，而且也能夠較客觀的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.2 ?實(shí)施過(guò)程

基于方案設(shè)計(jì)，提出的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

（1）課前任務(wù)布置

課前任務(wù)布置內(nèi)容分為兩類，一類是預(yù)習(xí)內(nèi)容，一類是課上補(bǔ)充內(nèi)容。

預(yù)習(xí)內(nèi)容主要是下次課上講授的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生在課下觀看視頻或課件進(jìn)行初步的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，課堂上教師將不再一一講授這些內(nèi)容。

在課上向?qū)W生推薦與對(duì)應(yīng)章節(jié)相關(guān)的視頻內(nèi)容對(duì)教師的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。例如：

第一次課針對(duì)部分學(xué)生沒(méi)有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，不了解計(jì)算機(jī)基本運(yùn)行過(guò)程，要求學(xué)生學(xué)習(xí)SPOC上計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)組成及指令執(zhí)行過(guò)程、二進(jìn)制等相關(guān)內(nèi)容，從而了解程序中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。

由于課時(shí)限制，課上教學(xué)側(cè)重于程序設(shè)計(jì)思想和方法的學(xué)習(xí)，C語(yǔ)言具體語(yǔ)法細(xì)節(jié)不涉及過(guò)多，這樣容易導(dǎo)致學(xué)生在具體編程過(guò)程中出現(xiàn)各種語(yǔ)法錯(cuò)誤，打擊學(xué)習(xí)的積極性。例如介紹運(yùn)算符時(shí)，要求學(xué)生學(xué)習(xí)SPOC上一些特別運(yùn)算符的內(nèi)容，例如++、--、位運(yùn)算等，作為對(duì)課上講解常用運(yùn)算符的補(bǔ)充。

部分教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生掌握一些常用算法的思路，由于課時(shí)限制，一類問(wèn)題只能介紹代表性的一個(gè)算法。例如介紹排序算法時(shí)，課上講解選擇排序算法，可以要求學(xué)生學(xué)習(xí)SPOC上介紹的其他排序算法，從而對(duì)排序算法的理解。

（2）教師課前準(zhǔn)備

教師根據(jù)學(xué)生情況布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并且及時(shí)回答討論區(qū)的問(wèn)題，總結(jié)共性問(wèn)題，準(zhǔn)備在課上講解。

（3）課堂教學(xué)組織

C語(yǔ)言課程具有與其他公共基礎(chǔ)課程不一樣的特點(diǎn)，除理論教學(xué)外還包含大量的上機(jī)實(shí)踐，從練中學(xué)更能保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式將課堂講授與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格分開(kāi)，不太適用于本課程。

本課程將講授與上機(jī)融合，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂，融入基于案例的教學(xué)、基于問(wèn)題的教學(xué)。教師提前布置預(yù)習(xí)內(nèi)容，要求學(xué)生在SPOC上提前學(xué)習(xí)視頻或課件;由于課堂人數(shù)較多，無(wú)法采用學(xué)生試講的方式檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，可以對(duì)相關(guān)內(nèi)容的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)或布置相應(yīng)的練習(xí)進(jìn)行考核。預(yù)習(xí)內(nèi)容一般以初步的基礎(chǔ)知識(shí)，課堂上不再講授所有內(nèi)容，只對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容或?qū)W生反饋的難點(diǎn)進(jìn)行講解。課上通過(guò)項(xiàng)目案例的練習(xí)鞏固預(yù)習(xí)內(nèi)容，教師有更多的時(shí)間對(duì)學(xué)生做個(gè)性化答疑。

（4）課后全過(guò)程考核

課程考核全面考察學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力、自學(xué)能力，采用全過(guò)程考核，注重學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。課程考核包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末成績(jī)，其中平時(shí)成績(jī)包括課程預(yù)習(xí)、討論區(qū)發(fā)言、在線作業(yè)等，重視學(xué)生在SPOC上的參與度。

3??取得的進(jìn)展

我校《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程目前已加入中國(guó)大學(xué)MOOC聯(lián)盟北京理工大學(xué)工作組，

采用同步SPOC的方式跟隨北京理工大學(xué)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”源課程，供我校學(xué)生進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。每學(xué)期我校有500名左右非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生可以參與SPOC課程學(xué)習(xí)

學(xué)生在SPOC上隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)、討論能極大的激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性;SPOC上發(fā)布的在線練習(xí)及作業(yè)均為系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)測(cè)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地完成，從而培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性。由于SPOC中的作業(yè)允許多次提交，取高分作為最終成績(jī)，最終統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)所有作業(yè)學(xué)生均不止提交一次，多的高達(dá)數(shù)十次，由此學(xué)生在多次作業(yè)提交中強(qiáng)化了所學(xué)知識(shí)，達(dá)到了多練、“在學(xué)中做，并在做中學(xué)”的目的。同時(shí)引入SPOC教學(xué)后，期末考試平均成績(jī)比之前有所提高。

4??主要經(jīng)驗(yàn)及改革思路

前述教學(xué)過(guò)程在實(shí)際教學(xué)中取得了較好成果，從學(xué)生登錄顯示每次上課前一天、作業(yè)截止前一天以及測(cè)驗(yàn)及期末考試前，登錄量明顯增加，說(shuō)明無(wú)論出于被動(dòng)或主動(dòng)，學(xué)生課下學(xué)習(xí)的積極性有了提高。大多數(shù)學(xué)生比較認(rèn)可這種學(xué)習(xí)模式，每個(gè)學(xué)生平均每周投入的學(xué)習(xí)時(shí)間也比采用SPOC模式前明顯增多。SPOC平臺(tái)學(xué)習(xí)較多的學(xué)生，期末考試都取得了較好的成績(jī)。

目前存在的問(wèn)題和需要解決的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)。

（1）持續(xù)吸引學(xué)生進(jìn)行參與

通過(guò)學(xué)生登錄次數(shù)顯示部分學(xué)生在有考核要求時(shí)登錄次數(shù)明顯增加，說(shuō)明部分學(xué)生出于被動(dòng)的壓力進(jìn)行SPOC學(xué)習(xí)，如何吸引學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)需要進(jìn)行思考。

（2）作業(yè)抄襲問(wèn)題

作業(yè)抄襲問(wèn)題在傳統(tǒng)課堂比較常見(jiàn)，SPOC模式中也很難杜絕和監(jiān)督，需要制定更合理的成績(jī)考核方法，讓學(xué)生不愿或不想抄襲。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容設(shè)置

人數(shù)較多的課堂采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)時(shí)，很難較全面的考核到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，目前采用抽查或集體小測(cè)驗(yàn)的方式進(jìn)行檢查，少量時(shí)間回顧預(yù)習(xí)內(nèi)容，不太適用于學(xué)習(xí)自覺(jué)性差的學(xué)生，需要思考更合理的實(shí)施方式。

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