王曉娜 吳衛(wèi)江 劉素轉(zhuǎn) 趙建輝 王燕 張麗英

摘? 要： 文章介紹了美國(guó)德州山姆.休斯敦州立大學(xué)計(jì)算機(jī)系“編程基礎(chǔ)”課程中采用的教學(xué)方法和課程考核方式。介紹了教學(xué)中采用的混合式教學(xué)環(huán)境BlackBoard網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、協(xié)作式學(xué)習(xí)法、主動(dòng)學(xué)習(xí)法和過(guò)程性考核標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)這些方法和手段，可以讓教師更適應(yīng)生活在當(dāng)今這一數(shù)字時(shí)代的學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，改善和提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 混合式教學(xué); 協(xié)作式學(xué)習(xí); 主動(dòng)學(xué)習(xí); 過(guò)程性考核

中圖分類號(hào)：G642.4? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）03-114-03

Research on the teaching methods of "Programming Fundamentals"

course in American university

Wang Xiaona， Wu Weijiang， Liu Suzhuan， Zhao Jianhui， Wang Yan， Zhang Liying

（College of Information Science and Engineering， China University of Petroleum， Beijing 102249， China）

Abstract： This article introduces the teaching methods and course assessment methods used in the "Programming Fundamentals" course of the Computer Department of Texas Sam Houston State University. The BlackBoard network platform， collaborative learning method， active learning method and procedural assessment standards used in teaching are introduced. Through these methods and means， teachers can better adapt to the learning habits of students living in the digital age today， and improve and enhance the quality of classroom teaching.

Key words： blended teaching; collaborative learning; active learning; procedural assessment

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和使用使得人們獲取信息的方式發(fā)生了重大變化，同樣高等教育領(lǐng)域的教學(xué)方法、教學(xué)手段也都發(fā)生了顛覆式的改變。當(dāng)代的學(xué)習(xí)環(huán)境不再只是原來(lái)傳統(tǒng)的教師課堂授課一種形式，已經(jīng)是一種包羅各種學(xué)習(xí)平臺(tái)和學(xué)習(xí)方式的混合式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。通過(guò)混合式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生的學(xué)習(xí)不用局限于在固定的時(shí)間和固定的課堂，可以自由的安排時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了很多的教學(xué)輔助手段，也提供了更方便地師生交流方式。為了更好的適應(yīng)這種教學(xué)環(huán)境的變化，國(guó)內(nèi)外的教師都在孜孜不倦的探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法。

1 背景介紹

山姆.休斯敦州立大學(xué)（俗稱SHSU或Sam）是美國(guó)德克薩斯州亨茨維爾的一所公立大學(xué)。它成立于1879年，是德克薩斯州第三古老的公立大學(xué)。SHSU是德克薩斯州立大學(xué)系統(tǒng)的成員，學(xué)校設(shè)置有80多個(gè)本科，59個(gè)碩士專業(yè)和10個(gè)博士專業(yè)。計(jì)算機(jī)系設(shè)置了五個(gè)計(jì)算機(jī)本科專業(yè)和一個(gè)計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算科學(xué)（信息科學(xué)，IS）、計(jì)算科學(xué)（信息保障，IA）、計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)、數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)取證工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)輔修;三個(gè)碩士專業(yè)：計(jì)算與信息科學(xué)、數(shù)字取證和信息保障與網(wǎng)絡(luò)安全;一個(gè)博士專業(yè)：數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)法醫(yī)學(xué)。另外該系還設(shè)置有兩個(gè)在線碩士學(xué)位：數(shù)字取證和信息保障與網(wǎng)絡(luò)安全。其中網(wǎng)絡(luò)安全在線碩士連續(xù)五年被《美國(guó)新聞與世界報(bào)道》評(píng)為第一，在2018年25個(gè)最佳在線信息保障與網(wǎng)絡(luò)安全碩士學(xué)位中排名第一。國(guó)家安全局（NSA）和國(guó)土安全部（DHS）已指定山姆·休斯敦州立大學(xué)為國(guó)家網(wǎng)絡(luò)防御學(xué)士學(xué)位教育卓越中心（CAE-CDE）。

為了適應(yīng)整個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境的變化，在程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)中，山姆.休斯敦州立大學(xué)計(jì)算機(jī)系的教師們也在努力不斷調(diào)整自己的教學(xué)策略和教學(xué)方法來(lái)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程的挑戰(zhàn)。教師們采用各種各樣的融合式教學(xué)方法吸引學(xué)生的興趣，提高課堂的教學(xué)質(zhì)量。在學(xué)習(xí)編程的初期，語(yǔ)法、語(yǔ)句、概念和邏輯比較簡(jiǎn)單，學(xué)生通過(guò)查閱教材和老師討論等方式可以很容易解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，但在后面高級(jí)編程階段個(gè)人必須和團(tuán)隊(duì)合作在現(xiàn)代化的編程環(huán)境和工具中不斷實(shí)踐才是最好的學(xué)習(xí)方法[1]。在整個(gè)的教學(xué)過(guò)程中，為了更好的適應(yīng)生長(zhǎng)在數(shù)字時(shí)代的學(xué)生，老師重點(diǎn)要解決這些問(wèn)題：①怎么在原來(lái)的傳統(tǒng)教學(xué)方法中引入更適合新生代學(xué)生的現(xiàn)代化的教學(xué)方法;②怎么讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)更有趣;③怎么通過(guò)教師和學(xué)生的協(xié)作調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高課程教學(xué)質(zhì)量;④考核方式需要怎樣的變化，才能真正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2 教學(xué)實(shí)踐

山姆.休斯敦州立大學(xué)（SHSU）的程序基礎(chǔ)類課程開設(shè)了兩門：“編程基礎(chǔ)I”（Programming Fundamentals I）和“編程基礎(chǔ)II”（Programming Fundamentals II）。兩門課程都包含兩部分的內(nèi)容：課堂授課和實(shí)驗(yàn)課程?！熬幊袒A(chǔ)I”通過(guò)Java語(yǔ)言介紹編程基礎(chǔ)知識(shí)，主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)編程和軟件開發(fā)方法的基本概念，包括數(shù)據(jù)類型，控制結(jié)構(gòu)，函數(shù)，數(shù)組以及如何運(yùn)行、調(diào)試和測(cè)試程序，該課程是四個(gè)學(xué)分，其中實(shí)驗(yàn)單獨(dú)占一個(gè)學(xué)分。該門課程要求學(xué)生在學(xué)習(xí)之前要有基本的鍵盤操作和PC使用技能，通過(guò)學(xué)校規(guī)定的數(shù)學(xué)課程。該門課程的主要目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)編寫、測(cè)試并執(zhí)行Java程序。“編程基礎(chǔ)II”是“編程基礎(chǔ)I”的延續(xù)，主要學(xué)習(xí)用抽象數(shù)據(jù)類型進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和重用，還包括Java面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)模式。具體內(nèi)容有基本的抽象數(shù)據(jù)類型列表、堆棧、隊(duì)列和圖，算法分析，搜索和排序。該課程也是四個(gè)學(xué)分，其中實(shí)驗(yàn)要單獨(dú)占一個(gè)學(xué)分。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)要學(xué)會(huì)在多個(gè)編程環(huán)境中練習(xí)計(jì)算機(jī)編程。

2.1 通過(guò)BlackBoard學(xué)習(xí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從教學(xué)手段從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的轉(zhuǎn)變

BlackBoard是一個(gè)由美國(guó)BlackBoard公司開發(fā)的數(shù)位教學(xué)平臺(tái)。數(shù)位教學(xué)意指：數(shù)字化教學(xué)。老師和學(xué)生可以在多媒體、網(wǎng)絡(luò)組成的平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行各種課程方面的交流。BlackBoard在線教學(xué)管理系統(tǒng)，正是以課程為中心集成網(wǎng)絡(luò)“教”“學(xué)”的環(huán)境。教師可以在平臺(tái)上開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)習(xí)者可以自主選擇要學(xué)習(xí)的課程并自主進(jìn)行課程內(nèi)容學(xué)習(xí)[2]。不同學(xué)習(xí)者之間以及教師和學(xué)習(xí)者之間可以根據(jù)教學(xué)的需要進(jìn)行討論、交流。BlackBoard為教師、學(xué)生提供了強(qiáng)大的施教和學(xué)習(xí)的網(wǎng)上虛擬環(huán)境，成為師生溝通的橋梁。

基于BlackBoard平臺(tái)的教學(xué)模式是一種混合式學(xué)習(xí)教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)教育中的主體性會(huì)得到特別地重視，既能夠發(fā)揮傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)[3]。尤其在新冠疫情期間，為了減少傳播風(fēng)險(xiǎn)，美國(guó)高校很多課程采用線上課堂或線上線下混合課堂的模式，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的使用更為重要。

課前教師通過(guò)平臺(tái)把課程教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)視頻、文檔資料等分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，這使得教師在真正課堂上的分組討論、難點(diǎn)講解等效果更好，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，也可以方便的實(shí)現(xiàn)師生之間的溝通。教師和學(xué)生通過(guò)平臺(tái)可以進(jìn)行視頻對(duì)話，更好的實(shí)現(xiàn)個(gè)別指導(dǎo)。當(dāng)傳統(tǒng)課堂上不能實(shí)現(xiàn)面對(duì)面分組討論時(shí)，也可以通過(guò)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程討論并記錄下討論情況，上傳到平臺(tái)，教師可以很方便的看到每組學(xué)生的討論情況。教師也可以用平臺(tái)提供的Kaltura插件方便的錄制教學(xué)視頻，豐富自己的教學(xué)資料。通過(guò)平臺(tái)上教師提供的豐富的課程教學(xué)資料和教師設(shè)置的課程內(nèi)容測(cè)試規(guī)則，大大提高了學(xué)生自己的自主學(xué)習(xí)能力，使被動(dòng)教學(xué)變成了主動(dòng)教學(xué)。學(xué)生在老師指導(dǎo)下，通過(guò)Internet查找資料來(lái)做更多的深入學(xué)習(xí)。使用現(xiàn)代化的混合教學(xué)模式既減輕了教師的負(fù)擔(dān)（如BlackBoard平臺(tái)提供了很多的統(tǒng)計(jì)功能，自動(dòng)判分功能等），又提高了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣。

2.2 采用Think-Pair-Share的方式創(chuàng)建主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境

主動(dòng)學(xué)習(xí)是“一種學(xué)習(xí)方法，在這種方法中，學(xué)生會(huì)主動(dòng)或體驗(yàn)性地參與學(xué)習(xí)過(guò)程，并且根據(jù)學(xué)生的參與程度，存在不同程度的主動(dòng)學(xué)習(xí)?！盉onwell和Eison指出：“學(xué)生在做除消極傾聽之外的其他事情時(shí)會(huì)參與就是主動(dòng)學(xué)習(xí)?！敝鲃?dòng)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是要改變學(xué)生被動(dòng)聽，而是讓學(xué)生主動(dòng)思考的方式來(lái)學(xué)習(xí)。山姆.休斯敦州立大學(xué)的老師們?cè)瓉?lái)也是采用案例教學(xué)法進(jìn)行教課，教師先演示一個(gè)示例程序的編寫，然后再讓學(xué)生自己編寫完成一個(gè)類似的程序，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)這種方式學(xué)生太被動(dòng)，往往演示時(shí)學(xué)生不注意聽，實(shí)踐編程時(shí)指導(dǎo)老師又要重復(fù)指導(dǎo)上課講過(guò)的內(nèi)容。后來(lái)教師們采用了一種相反的方式，先提出問(wèn)題，讓學(xué)生自己思考應(yīng)該怎么做，讓學(xué)生自己先在完成預(yù)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上提出每個(gè)人的方案，再讓他們和旁邊同學(xué)結(jié)對(duì)子互相分享解決方案，互相評(píng)價(jià)對(duì)方的方案。最后老師再講自己的解決方案，評(píng)價(jià)學(xué)生的解決方案，這就是Think-Pair-Share的教學(xué)方法。采用這種方法，學(xué)生課堂的專注度提高了，能主動(dòng)思考解決問(wèn)題的方法，有時(shí)一個(gè)題目得到很多解決方案，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了提高，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中越學(xué)越喜歡學(xué)。

2.3 基于協(xié)作學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)

協(xié)作學(xué)習(xí)（Collaborative Learning）是一種通過(guò)小組或團(tuán)隊(duì)的形式組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的策略。教師在BlackBoard平臺(tái)發(fā)布小組合作完成的題目，學(xué)生自己自由結(jié)合分組，組合好小組后，教師通過(guò)BlackBoard平臺(tái)可以看到有幾個(gè)小組，每組都有哪些成員。在教學(xué)中采用分組協(xié)作式教學(xué)模式，每位學(xué)生都能參與到整個(gè)學(xué)習(xí)的探索與發(fā)現(xiàn)過(guò)程中去，每個(gè)學(xué)生都完成不同的任務(wù)，在實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體任務(wù)目標(biāo)的前提下分工合作，進(jìn)而完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，在這個(gè)過(guò)程中也培養(yǎng)了學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新實(shí)踐能力[4]。在這樣的方式下，大部分學(xué)習(xí)都應(yīng)由學(xué)生自主來(lái)完成，教師只需在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)BlackBoard平臺(tái)加大監(jiān)督力度，如要求學(xué)生將每次討論視頻記錄上傳，在學(xué)生出現(xiàn)問(wèn)題并尋求幫助時(shí)給予一定的引導(dǎo)。在學(xué)習(xí)任務(wù)完成后，教師總結(jié)學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍存在的問(wèn)題，有針對(duì)性的進(jìn)行示范與解答。

2.4 通過(guò)過(guò)程考核提高教學(xué)質(zhì)量

編程課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)同學(xué)最基本的課程，也是后續(xù)課程最重要的基石。為了讓學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都很好的掌握，讓考核更全面化、精細(xì)化，教師非常注重學(xué)習(xí)過(guò)程的考核[5]。課堂出勤、章節(jié)測(cè)驗(yàn)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、課后作業(yè)、階段考試、期中考試、期末考試和學(xué)術(shù)誠(chéng)信等都會(huì)作為評(píng)分依據(jù)。表1列出了課程總成績(jī)構(gòu)成的分配比例。

每章學(xué)習(xí)完成后，教師都會(huì)通過(guò)BlackBoard發(fā)布一個(gè)小測(cè)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，一共有九次小測(cè)驗(yàn)。在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，一般安排三次考試，每次考試考核的知識(shí)點(diǎn)都是不同的，難度也是逐步遞增。這門課程教師對(duì)學(xué)生出勤和學(xué)術(shù)誠(chéng)信[6]的考核很嚴(yán)格，如果學(xué)生連續(xù)缺席兩次課或以上，就會(huì)收到警告;一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)誠(chéng)信問(wèn)題，將考試成績(jī)記為0，并給予紀(jì)律處分。過(guò)程化考核改革是進(jìn)一步提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措，也是改善教風(fēng)、學(xué)風(fēng)，激勵(lì)師生提高課堂教學(xué)投入度，提升和檢驗(yàn)課程教學(xué)效果，保證教學(xué)質(zhì)量的有效手段。

3 結(jié)束語(yǔ)

在原來(lái)的傳統(tǒng)教學(xué)方法中如何引入更適合新生代學(xué)生的現(xiàn)代化的教學(xué)方法;如何讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)更有趣;如何通過(guò)教師和學(xué)生的協(xié)作調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高課程教學(xué)質(zhì)量;考核方式需要怎樣的變化，才能真正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果等是教師們?cè)谛聲r(shí)代課堂上需要不斷思考的問(wèn)題。不管國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，為了更好的適應(yīng)信息化社會(huì)給教師教學(xué)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，教師們?cè)诓粩嗟膶W(xué)習(xí)、改進(jìn)教學(xué)技術(shù)、教學(xué)策略、教學(xué)手段來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，保證教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 吳洪，戴波.美國(guó)羅格斯大學(xué)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程介紹[J].計(jì)算機(jī)教育，2014.17：102-105

[2] 由繼禹.從Blackboard和Quality Matters看美國(guó)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)[EB/OL].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/21285755，2016-06-01.

[3] 張麗英，孫雷，王曉娜，王燕，張巖.基于石大網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的混合式教學(xué)模式的探索[J].教育教學(xué)論壇，2018.46：173-175

[4] 王燕，王曉娜.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的C語(yǔ)言探究式學(xué)習(xí)研究[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2018.6：84-87

[5] 許真珍.美國(guó)高校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程介紹及啟示[J].計(jì)算機(jī)教育，2019.3：169-172

[6] 魯琴，曹傳晏.斯坦福大學(xué)程序設(shè)計(jì)入門類課程研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2015.5：107-110