浅析程序设计课程互动式教学模式

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摘要：针对程序设计课程易让初学者产生挫败感，后继学习动力差的问题，分析了传统互动式教学的常见问题以及翻转课堂、项目驱动教学、O2O（Offline-to-Online）等创新教学模式中互动式教学的必要性。针对性地提出了兼顾传统和创新两种教学模式的互动教学改进思路，做到互动方式适度多样化，互动案例设计层次化，有阶段性、趣味性和新颖性，互动教学过程要有学生参评等，以提升互动教学效果。

关键词：互动式教学；程序设计；翻转课堂；O2O；项目驱动教学

引言

互动教学作为现代欧美大学一种基本教学方法，在计算机学科的教学中已经被广泛运用[1]，该模式通过课堂互动来激发学生兴趣，改善课堂氛围，提高教学质量[2]。C程序设计课程是计算机类、通讯工程类专业的基础课程，也是很多高校面向多数没有编程经历的大一新生开设的平台课程。该课程涉及知识点多，教授课时少，内容多，难度大，不仅要学生掌握程序设计的基本语法，还要培养学生的计算思维能力，并运用到实际解决问题的方法中[3-4]。以上特点容易让初学者产生挫败感，难以持续保持充沛的学习动力，因此，需要教师采用合理的互动式教学方法提升学生学习兴趣，确保良好的教学效果。

1传统互动式教学常见问题

1.1直接课堂互动时间受限

传统的互动式教学中，教师和学生直接面对面交流的优势是：学生可以通过教师的语气、眼神来理解掌握老师的提示点，找到解决问题的正确方向。但师生直接互动教学模式会受到实际教学时长限制，程序设计课程需要教师在规定课时内，教授程序设计的基础理论知识、调试方法、常见的程序设计思想，达到培养学生自主运用C语言解决现实问题的能力。师生间关于某些问题的探讨，需要留给学生思考时间，如果时间过短，学生无法解答，教师自问自答，即失去了互动的意义；如果时间过长，会影响正常的教学进度。这是传统互动式教学中的常见问题。

1.2受益学生有限

爱默生曾说过“自信是成功的第一秘诀”，自信是成功后的良性情绪。程序设计课程互动案例具备一定难度，学习能力强、反应快的学生会会受益于互动式教学模式，越学越勇，越学越自信；而学习能力一般或较弱，缺乏计算思维能力的学生会在互动式教学模式下容易产生挫败感，越来越不自信。互动式教学有可能挫伤多数学生对程序设计课程的自信，这是传统互动式教学的另一个问题。

1.3成功互动案例难设计

多数教师选择课本提供案例或习题作为互动案例，该类案例普遍存在：直接体现知识点的运用，缺乏趣味性，进而学生无法感受到所学知识的用途，难以达到陶行知先生所说的“引起学生的兴味”的效果。程序设计课程中如果选择趣味性强，有实际使用价值的案例又会出现所需技术较综合，难度较大的问题。目前，程序设计课程中的互动教学案例的依然是从事程序设计教学的老师探讨的热点。

2创新教学模式下的互动教学的必要性

随着互联网技术的发展，多种教育资源MOOC，SPOC等平台的出现，各种程序设计课程创新教学模式也应运而生，常见的创新教学模式有翻转课堂、项目驱动、O2O混合教学等。

2.1翻转课堂

翻转课堂教学模式是将传统教学模式进行颠倒，借助信息技术，翻转课堂形式由“先教后学”转变为“先学后教”[5]。通过对多种翻转课堂实施方案的分析可以看出，翻转课堂的顺利实施依赖于四大因素：①成熟的课程平台，课前学习资源的发放，课后学生作业的有效回收及时评价，学习情况的分析等等都需要该平台的支持；②成熟有效的监督评价机制，文献[6]对此提出了科学的评价学生课前学习，课中学习，课后学习的评价指标和方法；③教师的互动教学策略的合理性调整，对此文献[4]针对该问题提出了问题矩阵的教学模式，根据问题类型（共性重点问题、共性非重点问题、个性问题等）实施不同的互动教学策略；④学生的自觉能动性，翻转课堂要求先学后教，如何让学生积极投入到“先学”过程中，依然是翻转课堂的难题，虽然有效的监督机制可以一定程度强制学生加大对“先学”过程的投入。

2.2项目驱动化教学

针对翻转课堂中学生主动学习不强的现状，以及新进大学生掌握程序设计课程所需的计算思维和创新设计能力巨大的挑战，文献[7]提出了项目驱动化教学方法。该方法通过趣味的游戏类项目的开发，提高学生的技术水平和想象力，特别注重将所学专业理论知识直接转化为实际解决问题的能力。该方法使用OJ平台提升学生基础编程能力，使用Funcode平台完成趣味项目的设计开发。文章中提到，教师作为教学活动的组织者和引领者，全面掌控教学过程，需要做到将理论知识融入到实践教学中[7]。具体教师与学生的互动方式、何时互动未详细提及。该方法以切实提升那些能力强的学生的求知欲与实际动手能力为目标。尚存在的问题有：①程序设计课程内容衔接紧密，如果前期知识掌握不牢，后续难以处理有难度的项目，易让学生产生挫败感；②教学过程中一直使用项目驱动，教师无法对基础知识全面深入地讲解，不利于学生对C语言形成全面的认知，会陷入用到什么才会什么碎片化感觉；③最终实现趣味性项目设计开发采用团队模式，团队模式有可能陷入一人开发模式的困境，无法公平评价每个学生的能力；④Funcode平台上的趣味习题在网络上常可以搜索到现成答案，能否正确识别学生是否借鉴网络答案，让项目驱动化教学成为挑战。针对上述问题，项目驱动化教学需要有效的师生互动，帮助解决学生的学习困难，梳理零碎的知识点，建立起正确的知识架构，提升学生地学习兴趣，从而达到克服依赖他人和网上直接搜索答案的不良学习行为的目的。

2.3O2O混合式教学

文献[8]提出了基于布鲁姆分类目标的O2O混合式教学模式运用到程序设计课程中，该学习过程强调线上（Online）和线下（Offline）高度融合，通过加强多种智能考核方式督促学生学习。该教学模式首先需要具备完善的教学知识点分布平台，其次需要具备合理的测评智能教学工具。文中提到，对于分类目标完成度低的学生需要教师进行知识交互和情感交流，以达到个人学习的最高目标。以上分析可见，创新教学方法的有效实施需具备以下几个条件。①强大的线上资源：无论教学进程的推进还是评价学生学习状况，都需要完善的网络教育资源和健全的智能考核评价系统的支持。②学生高度的自觉性：课程教学由传统的教师课堂主讲转变为学生课外自主学习，教师课堂监督引导，所布置的作业绝大多都是可以在网络上找到答案的情况下，学生高度的自觉性是这些创新教育模式成败的关键；③师生互动环节不可缺失：首先，从各种创新教学模式的分析可知，教学过程的有效正确推进离不开师生互动；其次，让学生自觉参与到新型教学模式离不开教学中一个最本质的问题即自发性的学习，而兴趣是一味有效良药[2]。师生互动式教学模式就是通过创造良好的环境条件，来提高学生的学习兴趣与热情。

3互动式教学模式的改进

目前，传统教学模式下，程序设计课程互动式教学还有很多问题急待解决；创新教学模式下，师生的有效互动依然是提高学生学习兴趣，从而提升学习自觉性的有效措施；是确保教学效果的一种重要手段。目前，一些院校由于各方面原因，完善的网络教育资源和健全的智能的考核系统尚在建设之中，针对该类学校的特点，提出互动教学的改进措施，既解决传统互动教学的问题，又在一定程度上提升创新教学模式的可用性。

3.1互动方式适度多样化

随着信息化技术的日益成熟，互动方式也多样化，所谓的翻转课程、O2O模式本质也是一种互动方式的转变。互动方式多样化要适度，过度依赖课堂直接互动，教学进程无法把控；过度依赖互联网平台互动方式，会造成师生互动效果不直接，教师不能掌握学生思维缺陷加以指点。因此可以采取课适度的外互动和课堂互动相结合，既解决直接互动时间受限的问题，又解决使用互联网技术间接互动，效果不显著的问题。具体操作步骤：①课前（使用互联网技术）或课上布置针对互动案例的问题；②学生课后需充分思考准备答案（即避免课上学生回答不出的尴尬，又避免浪费课堂时长）；③采取课堂提问或课外互动方式，了解学生对互动思考案例的解决思路和解决方案；④最后课堂点评学生的解答。这一改进能一定程度缓解受益学生有限的问题，采用多样化互动方式，学习能力不同的学生都可以利用课后充分有效地思考互动案例的答案，避免课堂直接回答问题的紧迫感、压迫感，能够从容应答，从而减少学生的挫败感，有利于建立学习程序设计课程的自信心。课堂点评是该措施的关键，采用课堂点评方式，可以让所有学生都听到互动案例的问题解答，比课外一对一解答方式相比更高效，而且覆盖面更广。改进后课外互动方式平台不受限，方式多样化，可以适应不同学校线上平台发展的不同阶段，以满足学生的学习需求。

3.2层次化、阶段性设计互动案例

程序设计课程的教学过程中会面临学生个性与能力的差异，有的学生能很快适应和掌握计算思维方式，有的同学难以理解程序设计的思维与技术，教师需要做到因材施教。虽然教学过程时空受限，难以做到针对每个学生进行个性化设计，但设计互动案例时充分考虑学生的差异性，分层次设计问题，提问时对能力较弱的学生设计相对简单的思考题，对能力强的学生设计难度较大的思考题。在这种互动方式下，需要教师在教学过程中对每位学生能力有较强的洞察力，能正确地判断学生专业素养、学习态度，动态掌握学生学习过程中的变化。同时互动案例的设计要考虑课程不同阶段的要求，做到通过一个有趣、实用的案例把各个不同阶段的知识点糅合进来，提高互动案例的使用效率。如表1以综合性时钟案例讲解如何随着课程的推进，同时做到层次化、阶段性案例设计，让学生即掌握知识点，又理解案例的实际应用价值。

3.3互动案例需做到趣味性、新颖性

孔子云：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，为了提高程序设计对学生的吸引力，教师在选择和设计课程互动案例时，既要考虑到知识面的覆盖和综合性，又要考虑到案例的趣味性和新颖性。教师需结合现实中大学生感兴趣的话题和热点，设计适当的互动案例不仅可以感受到程序设计的实用性，也避免由于学生直接检索答案，导致教师难以考察学生真实的分析问题解决问题的能力。这需要教师每学期的课程教学过程中都要更新互动案例。

3.4学生参与课外互动式教学评价

无论传统教学模式还是创新教学模式，互动式教学过程中对于结果的评价大多由教师对学生表现进行评价，虽然老师对学生的互动表现给出的评分具有专业性，也比较科学，但难免陷入一言堂的境地。为了让学生共同参与互动式教学的全过程，提高学生对互动过程兴趣，可以让学生相互评价，采用这种互评方式，可以激发学生思维，实现共同进步。采用学生互评的互动教学模式后，课内外互动教学操作步骤为：①首先，课前（使用互联网技术）或课上布置针对互动案例的问题；②其次，让学生课后充分思考并解答；③然后，在互动平台（PTA平台）的支持下，可以让学生限时互评，互评成绩作为重点参考；④最后教师课堂点评学生的解答。

4结论

实际教学结果表明，改进的互动教学模式对线上教学平台健全性要求不高，可以采用多样的网络通信工具实施互动式教学，可以兼顾各高校不同平台发展进程；采取层次化、阶段性设计互动案例后，兼顾不同学生学习能力差异，有效提升学生使用程序设计语言分析问题，解决问题的能力；互动案例设计的趣味性和新颖性能激发学生的学习兴趣，让学生对程序设计课程的学习兴趣持续性更强；互动教学中学生互评增加了学生的学习主动性，在参与评价其他学生作品的过程中，学习到其他同学设计实现上的优势，避免其他同学设计实现的劣势。以上教学效果是教师实施互动教学方式改进后的普遍感受，改进的互动式教学模式具体的对学生学习习惯以及最终成绩、能力如何产生的影响，影响的程度等等，需要进一步进行多年统计学研究。

参考文献(References):

[1]李景涛,刘洋.面向密码学基础的互动式教学方法研究[J].计算机教育,2018.9:40-43

[2]毛畅果,吴婉.互动教学模式在本科教育中的应用[J].大学（研究班）,2017.10:33-39

[3]刘光蓉.融入计算思维的C语言实验教学设计[J].实验室研究与探索,2015.10:81-83

[4]郝兆杰.基于问题矩阵的翻转课堂在C程序设计教学中的应用研究[J].计算机时代,2019.7:62-65

[5]徐婉珍,李强.翻转课堂教学模式在程序设计类课程中的实践与反思[J].计算机工程与科学,2019.12:213-217

[6]孟军,刘冰璇,翟洪江等.大数据背景下高校翻转课堂学习评价的研究[J].高等工程教育研究,2018.5:166-170

[7]谢春丽,高宇翔,吴昊聪等.程序设计类课程项目驱动化教学改革与实践[J].计算机教育,2019.7:133-137

[8]张洁.布鲁姆教育目标分类学在O2O混合式教学中的应用——以“程序设计”课程为例[J].高等教育研究学报,2020.1:116-120

作者：孙玉星 陈一飞 韩志耕 单位：南京审计大学信息工程学院