藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐

姜大光　奚加鵬　苗桂君　劉錦華　趙夢(mèng)奇　李瑞瑞

摘? 要：該文針對(duì)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)中程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)這一問(wèn)題，基于藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生直覺(jué)思維強(qiáng)，對(duì)形象事物感興趣的特點(diǎn)，按照BOPPPS有效教學(xué)法制定藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)過(guò)程，以Python基本圖形繪制章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際教學(xué)為例，按照課前預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、程序編制、課程總結(jié)6個(gè)步驟講解程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)具體知識(shí)點(diǎn)線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，通過(guò)實(shí)際教學(xué)實(shí)踐得出藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)的教學(xué)規(guī)律，總結(jié)出正確的教學(xué)方法并取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；線上線下；混合式教學(xué)；BOPPPS教學(xué)模型；藝術(shù)類(lèi)學(xué)生

中圖分類(lèi)號(hào)：G640? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）14-0100-05

Abstract： In this paper， in view of the teaching of the course of Fundamentals of Programming in art majors， based on the characteristics of strong intuitive thinking and interest in image of art majors， this paper designs the online and offline mixed teaching process of Fundamentals of programming for art majors according to the effective teaching method of BOPPPS， and takes the practical teaching of knowledge points in the chapter of Python Basic Graphics Drawing as an example. According to the six steps of pre-class preview， learning objective， knowledge point pre-test， participatory learning， programming and course summary， the online and offline mixed teaching practice process of specific knowledge points of Fundamentals of Programming is explained. Through practical teaching practice， the teaching rules of the online and offline mixed teaching of art Basis of Programming are obtained， and the correct teaching methods are summarized， which can achieve good teaching effects.

Keywords： Fundamentals of Programming; online and offline; mixed teaching; BOPPPS teaching model; art students

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是面向非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的第一門(mén)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程。課程任務(wù)是通過(guò)對(duì)程序設(shè)計(jì)基本方法、Python語(yǔ)言、基本算法等知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握一門(mén)終身受用的編程語(yǔ)言，提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)計(jì)算思維，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力。

Python語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中十分重要的一種腳本語(yǔ)言，語(yǔ)法簡(jiǎn)單卻功能強(qiáng)大、編寫(xiě)簡(jiǎn)潔卻可讀性好、編程產(chǎn)出較高卻維護(hù)代價(jià)很低，很好地適應(yīng)了近20年來(lái)計(jì)算機(jī)在性能和可用性上的發(fā)展歷程，在當(dāng)下編程語(yǔ)言眾多的時(shí)代奠定了僅次于C語(yǔ)言的公認(rèn)地位，在各領(lǐng)域均有十分廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

在實(shí)際教學(xué)中，充分考慮藝術(shù)類(lèi)學(xué)生和理工類(lèi)學(xué)生的思維特點(diǎn)不同，對(duì)兩者要采用的程序教學(xué)方法也應(yīng)不盡相同。藝術(shù)類(lèi)學(xué)生的特點(diǎn)是直覺(jué)思維強(qiáng)，邏輯思維較弱，對(duì)形象的東西感興趣，對(duì)抽象的東西感到枯燥乏味，而且對(duì)于理工科的知識(shí)有一種心理恐懼。因此，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，就應(yīng)該根據(jù)藝術(shù)類(lèi)學(xué)生的特點(diǎn)因材施教。

Turtle庫(kù)是Python語(yǔ)言中一個(gè)很流行的繪制圖像的函數(shù)庫(kù)，想象一個(gè)小烏龜，在一個(gè)橫軸為x、縱軸為y的坐標(biāo)系原點(diǎn)（0，0）位置開(kāi)始，根據(jù)一組函數(shù)指令的控制，在這個(gè)平面坐標(biāo)系中移動(dòng)，從而在其爬行的路徑上繪制了圖形。

在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用Python語(yǔ)言中的Turtle標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，結(jié)合藝術(shù)類(lèi)學(xué)生的特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生利用專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)藝術(shù)感染力的藝術(shù)作品，利用Turtle標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的函數(shù)指令繪制出設(shè)計(jì)好的藝術(shù)作品，實(shí)現(xiàn)數(shù)字媒體技術(shù)與數(shù)字媒體藝術(shù)的結(jié)合。

一? 藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程線上教學(xué)使用平臺(tái)

藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程線上教學(xué)使用北京化工大學(xué)“在線教育綜合平臺(tái)”， 北京化工大學(xué)“在線教育綜合平臺(tái)”于2018年進(jìn)行了全面升級(jí)，并與教務(wù)管理系統(tǒng)對(duì)接，同步教師、學(xué)生、學(xué)生選課等教學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支持各類(lèi)課程建設(shè)，教師和學(xué)生登錄平臺(tái)后即可開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)。該平臺(tái)功能豐富，支持教師課程建設(shè)、發(fā)布課程通知，上傳課程簡(jiǎn)介、課程大綱、教學(xué)日歷、課件、視頻、文本、問(wèn)卷、習(xí)題、測(cè)試及答疑討論等課程資料，同時(shí)可以學(xué)情分析、在線測(cè)試、課程作業(yè)、答疑討論和視頻播課等。

教師在課程開(kāi)始之前，可以通過(guò)“在線教育綜合平臺(tái)”填寫(xiě)基本信息，包括課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教師信息，如圖1所示。并完善每個(gè)章節(jié)的課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括教學(xué)課件、在線測(cè)試和課后作業(yè)，如圖2所示。

二? 藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐

BOPPPS教學(xué)法[1]最早是由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的Douglas Kerr于1978年提出，包含六大教學(xué)結(jié)構(gòu)，分別是導(dǎo)言、學(xué)習(xí)目標(biāo)、前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、后測(cè)和總結(jié)。BOPPPS是教師開(kāi)展課前教學(xué)設(shè)計(jì)和課中組織課堂教學(xué)的一種有效方法。

按照BOPPPS有效教學(xué)法設(shè)計(jì)藝術(shù)類(lèi)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)[2-3]，以一周4個(gè)學(xué)時(shí)，2個(gè)學(xué)時(shí)上課、2個(gè)學(xué)時(shí)上機(jī)，設(shè)計(jì)Python基本圖形繪制章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際教學(xué)為例，講解程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)具體知識(shí)點(diǎn)線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐過(guò)程。

（一）? 課前預(yù)習(xí)

在每個(gè)章節(jié)上課之前，學(xué)生可以登錄“在線教育綜合平臺(tái)”，線上閱讀或下載教學(xué)課件，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，如圖3所示。

為了吸引學(xué)生的注意力和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)展示上一屆學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)繪制的作品，如圖4所示，讓學(xué)生直觀感覺(jué)到本次課程主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（二）? 學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)習(xí)目標(biāo)要從學(xué)習(xí)者的角度出發(fā)，明確、適當(dāng)、可達(dá)成、可測(cè)量，涉及認(rèn)知、技能和情意等三方面目標(biāo)。

通過(guò)本章內(nèi)容的簡(jiǎn)單介紹，使學(xué)生了解本章學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，哪些知識(shí)需要了解，哪些技能需要掌握，需要完成什么樣的繪圖作品等。

（三）? 知識(shí)點(diǎn)前測(cè)

學(xué)生可以通過(guò)登錄“在線教育綜合平臺(tái)”，選擇本次課程所學(xué)的具體章節(jié)，單擊“第三周-在線測(cè)試（單元題）”，利用10分鐘時(shí)間完成10道單選題，如圖5所示。

利用課間，教師快速進(jìn)入“在線教育綜合平臺(tái)”，查看單選題前測(cè)結(jié)果的成績(jī)分析、試卷分析、試題分析，如圖6、圖7、圖8所示。

成績(jī)分析可以查看滿分分?jǐn)?shù)、統(tǒng)計(jì)人數(shù)、最高分、最低分、平均分和及格線。

試卷分析可以查看預(yù)測(cè)難度、實(shí)際難度、預(yù)測(cè)區(qū)分度及實(shí)際區(qū)分度。

試題分析可以查看每道題的滿分、平均分、得分率、原難度、實(shí)際難度、原區(qū)分度及實(shí)際區(qū)分度。

前測(cè)的作用是了解學(xué)生的先備知識(shí)和能力，教師可以通過(guò)前測(cè)的結(jié)果，適度調(diào)整教學(xué)的內(nèi)容，而學(xué)生也可以通過(guò)前測(cè)，向老師表達(dá)需要重點(diǎn)講解的內(nèi)容。

（四）? 參與式學(xué)習(xí)

在布置參與式學(xué)習(xí)的任務(wù)之前，首先講解本章內(nèi)容的基本知識(shí)，結(jié)合Python基本圖形繪制章節(jié)需要講解的知識(shí)點(diǎn)有以下內(nèi)容。

1）Turtle庫(kù)概述包括：Turtle繪圖窗體布局、Turtle空間坐標(biāo)體系、Turtle角度坐標(biāo)體系和RGB色彩體系。

2）Turtle程序語(yǔ)法元素分析：庫(kù)引用與import、Turtle畫(huà)筆控制函數(shù)、Turtle運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)、Turtle方向控制函數(shù)和基本循環(huán)語(yǔ)句。

在本章內(nèi)容的基本知識(shí)講解后，組織學(xué)生分組進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂[4-5]，把一個(gè)班30名學(xué)生分成6個(gè)組，每組5名學(xué)生，先進(jìn)行10分鐘以內(nèi)的組內(nèi)討論，討論的主題是利用所學(xué)的Python基本圖形繪制章節(jié)知識(shí)，結(jié)合藝術(shù)類(lèi)學(xué)生的藝術(shù)特長(zhǎng)，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的藝術(shù)作品，準(zhǔn)備如何利用Turtle標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的各種方法和函數(shù)來(lái)完成作品的繪制。

為了保證每名學(xué)生都能認(rèn)真投入到組內(nèi)討論，任課教師以抽簽形式?jīng)Q定每個(gè)組由哪位學(xué)生代表本組所有學(xué)生進(jìn)行當(dāng)場(chǎng)陳述講解，每個(gè)組陳述講解結(jié)束后，由任課教師給出一個(gè)成績(jī)，占總成績(jī)的50%，由其他組所有學(xué)生給出一個(gè)成績(jī)，計(jì)算平均分后，占總成績(jī)的50%，計(jì)算出總成績(jī)，作為當(dāng)場(chǎng)陳述講解組內(nèi)所有學(xué)生的成績(jī)。

參與式學(xué)習(xí)的目的在于讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、深入思考、強(qiáng)化印象，要以學(xué)生為中心，教師在這一階段可以運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論或提出反思問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的看法。

（五）? 程序編制-后測(cè)

每個(gè)組根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂時(shí)討論的結(jié)果，并結(jié)合任課教師和其他組學(xué)生給出的建議，適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)的藝術(shù)作品。并對(duì)整個(gè)藝術(shù)作品的程序編制進(jìn)行工作量拆解，組內(nèi)每名學(xué)生負(fù)責(zé)一部分工作量，需要組內(nèi)每名學(xué)生協(xié)作完成整個(gè)作品的繪制工作，最后由一名學(xué)生進(jìn)行匯總，把最終繪制作品通過(guò)“在線教育綜合平臺(tái)”提交。

任課教師也可以通過(guò)“在線教育綜合平臺(tái)”后臺(tái)查看提交情況，如圖9所示。

任課教師可以點(diǎn)擊“批閱”圖標(biāo)，打開(kāi)批閱界面，對(duì)提交的大作業(yè)進(jìn)行線上批閱，如圖10所示。

后測(cè)的目的在于驗(yàn)收學(xué)生學(xué)習(xí)成果，檢測(cè)是否達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。如果后測(cè)與前測(cè)對(duì)應(yīng)，并且教育目標(biāo)層次進(jìn)行了升級(jí)，將會(huì)取得更好的效果。可以采用程序編制、知識(shí)點(diǎn)測(cè)試、應(yīng)用寫(xiě)作、操作演示和感受體會(huì)等形式開(kāi)展。

（六）? 課程總結(jié)

課程總結(jié)是教師對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的摘要回顧、知識(shí)點(diǎn)總結(jié)，也可以讓學(xué)生總結(jié)進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)效果，還可以布置延伸思考、家庭作業(yè)及后續(xù)課程的預(yù)告等等，直至順利完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

三? 結(jié)束語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)編程類(lèi)課程體系中，針對(duì)藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，應(yīng)當(dāng)提供多樣化、形象化、系統(tǒng)化的課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和教學(xué)方法，滿足藝術(shù)類(lèi)學(xué)生學(xué)習(xí)編程知識(shí)和獲取實(shí)際操作技能的要求。在對(duì)藝術(shù)類(lèi)的學(xué)生講授計(jì)算機(jī)軟件和編程知識(shí)時(shí)，從直觀的例子出發(fā)講解基本概念，循序漸進(jìn)，使學(xué)生能夠掌握程序設(shè)計(jì)的原理和基本方法。引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，提高其解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維都是十分必要和有益的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 覃晶晶．BOPPPS有效教學(xué)結(jié)構(gòu)在微課設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．教育教學(xué)論壇，2020（36）：297－298．

[2] 祁鑫，宋會(huì)英，陳強(qiáng)．線上混合式教學(xué)新模式及策略研究[J]．高教學(xué)刊，2020（32）：101－104．

[3] 于艷君．“互聯(lián)網(wǎng)+”下在線教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J]．黑龍江教育，2020（11）：28－29．

[4] 蘇海紅，林僖．高校“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式改革的探索和應(yīng)用研究[J]．上海管理科學(xué)，2020（5）：122－125．

[5] 徐泉，周洋，張瑛媛．線上線下混合式教學(xué)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的探索[J]．科技風(fēng)，2020（29）：30－31．

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于圖感知的高分辨率遙感圖像實(shí)例及語(yǔ)義分割方法研究”（62101021）

第一作者簡(jiǎn)介：姜大光（1971-），男，漢族，吉林樺甸人，博士，高級(jí)工程師。研究方向?yàn)橐曨l檢索，教學(xué)改革。