----以计算机高级语言程序设计课为例
梁丽红
黑龙江农垦职业学院 哈尔滨 150431
摘 要:信息技术的迅速发展,互联网技术的更新迭代,人工智能的风起云涌,大数据技术的广泛应用,使人类的学习生活充满了逻辑化思维和程序化操作。基于计算机高级语言程序课程改革中的OBE混合教学模式,其教学设计和实施目标是让学生通过教学过程达到成为一名合格程序员和实现高质量就业的学习结果。
关键词:OBE;混合式学习;在线编程
一、引言
数字化、网络化、智能化是新一代信息技术的核心。教育系统要以教育信息化推动教育高质量发展,以教育信息化引领教育现代化。随着教育信息化2.0的推进,如何利用新一代信息技术,优化教育手段;如何利用数字化技术,推动人才多元化发展的教育理念更新;如何通过不断解决“教与学”的问题,提高教育效率教育质量?已经成为本科教育、高职教育、中职教育计算机学科不得不面临的一道命题,而这些问题又离不开育人为本的发展原则。
教育信息化的独特优势表现在:突破时空展制、快速复制传播。从而成为构建泛在学习(U-Learning)环境、实现全民终身学习的有力支撑,
经过多年来的探索实践,信息技术对教育的革命性影响已初步显现,但与新时代的要求仍存在较大差距。数字教育资源开发与服务能力不强,信息化学习环境建设与应用水平不高。推动教育模式变革、体系重构,针对高校存在的问题要提出新目标、运用新手段、制定新举措。在疫情大背景下,计算机类高级语言在线开放课程的设计与建设、在线开放课程案例资源分享显得尤为重要。
《中国教育现代化2035》提出推进教育现代化的八大基本理念之一的“共建共享”是借助一体化的“互联网+教育”大平台,引入“平台+教育”服务模式,为此,课题《基于PG系统培养高级语言类合格程序员的课程改革应用与研究》即是整合各类学校(本科、高职、中职)编程语言类课程教学资源,逐步实现资源平台、管理平台的互通、衔接与开放。
二、基于OBE模式的混合式课堂
(一)成果导向教育
OBE(Outcomes-based Education)是一种以学生为本的成果导向教育理念,它是高等工程教育改革的正确方向。最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革,在国际上已有多年的理论与实践探索,并已经形成一套相对完整的理论体系和实施模式。
在成果导向教育理念的引导下,教学课程改革着力实现三个转变即:从学科导向向目标导向转变、从教师中心向学生中心转变和从质量监控向持续改进转变。主旨在于经历了教学过程后,学生发生了哪些改变,有什么收获。OBE教育理念采用逆向思维的方式进行课程体系的先进教育理念。[3] OBE强调教育目标要列出具体的核心能力,比如程序员的核心能力包括:1.解决问题的能力。需要掌握写代码的能力,需要具有深入分析问题和精准解决问题的能力。2.持续学习的能力 互联网变化非常快,新技术层出不穷。比如近火热的云计算、智能硬件。由此,OBE要求学校和教师应该先明确学习成果,配合多元弹性的个性化学习要求,让学生通过学习过程完成自我实现的挑战,再将成果反馈来改进原有的课程设计与课程教学。
史蒂夫·乔布斯说:“每个人都应该学习编程,因为它教会你思考。”以编程语言为例,学生通过教学过程最后所取得的学习成果是:成为一名合格的程序员,高质量就业。那么高级语言类课程的设计需要思考“2W3H”五个问题:教学过程想让学生取得的学习成果是什么(What)?教学过程为什么要让学生取得这样的学习成果(Why)?教师如何有效地帮助学生取得这些学习成果(How)?教师如何知道学生已经取得这些学习成果(How)?教师如何保障学生能够取得这样的学习成果(How)?
(二)混合式教学模式
如何发挥在线教学的优势,一是要重建正确的师生关系,更为关键还在于技术、教学模式的不断开发。混合式学习教师成为动态资源的创新者。摒弃以往的课堂集中式教育,转变为以学生为中心的弹性教育,让学生有机地结合新型的在线学习和传统的课堂学习,真正做到虚拟空间与实体体验相结合,因材施教与有教无类相兼顾,知识框架与方法迭代相一致,个性设计与分级教学相吻合。
在混合式教学中,“淡化”教师的“教”,强化学生的“学”,在教学全过程中要求教师演变为课程的设计者、讨论的引导者、课堂的组织者。传统课堂中,教师是静态资源的生产者,向学生传递纸质的、单一的、相对静止的知识内容。随着现代媒体的发展、信息化程度的提高以及知识更新速度的加快,学生不再仅仅依靠教师这一知识来源,静态资源也早已不能满足学生的各项需求,教师成长为动态资源的创新者才能实现信息化教育的目标。
信息技术与课堂教学的深度融合使教学资源具有了生命力,同时也促使课程内容朝着动态化发展。针对计算机高级语言课程而言,教师通过网络建课、题库建设,涵盖C语言、C++、Java、python、Android程序设计等课程的基本内容,通过构建大量相关联题库,具有较宽的适应性和内容量,在高级语言教学资源库中提供题目、题集、文摘、课程大等教学资源,将现实中的教学中的资源、场景、活动引入系统,并且可以动态管理不断的添加新的资源和内容。以这些教学资源为核心形成众多的虚拟教学场景,为师生提供教学辅助、并增加互动功能。因此,教师在重新构建学习模块中,既要为学生创造适合的自主学习情境和协作学习情境,吸引学生积极参与某一知识模块的学习,又要注意知识的关联性及整体性,对教学过程和方法进行全面设计,对课程和学生的发展进行长期的规划。
计算机高级语言类课程的混合式学习,教师不仅可以面对面辅导、指导、主持讨论、扮演角色,也能线对线拓展知识、强化训练、提供各种服务。把相关编程语言类知识及技能融合在课程中。《混合式学习:用颠覆式创新推动教育革命》一书中提到的如“篝火”——广场式的班级学习、“水吧”——作坊式的小组学习、“洞穴”——独处式的个人学习、“车库”——项目式的工作室学习、“自助餐”——多元智能室的社团式学习等,通过不断的创新手段丰富学习方式,更容易实现自主学习,真正实现学生学习动机、学习方式及学习效果的转变与提升。在混合式教学模式中,教师的行为将从课前引导、网上学习、课堂面授探讨一直延伸到课后的评价阶段,贯穿于教学的全过程。
(有删减)
三、在线编程课程平台构建
教师是有灵魂和情感的职业,通过教师的个性化指导实现对学生的因材施教。通过平台建设,把机械、重复的劳动交给信息技术,更多地关注与学生之间的交流。可以被替代的是那些需要重复做的事情(如课程建设、布置作业、批改作业),需要大量信息资料搜集、数据积淀和分析的事情(如把不同高校讲同一门课程的很多教师的教学经验汇聚到机器里,计算所有的可能性,找到最佳路径),需要精准定位的事情(如学生的个性特质、个性需求,学生的学习难点、障碍点等)。这些事情被替代,是对教师的解放。人工智能可以更精准、更有效实现部分教学过程,
新冠肺炎病毒肆虐三年,疫情背景下在线教学存在的问题,已对高校正常开学和课堂教学构成巨大影响。在当下的在线教学过程中,只有少量学生能够自主学习,师生关系无法有效建立,教学效果难以最大程度呈现。后疫情时代将会呈现全新的教育生态,“线下+线上教育”“人工智能+教育”会让教育面貌焕然一新。
传统通过多媒体课件+板书直接教学,由于程序篇幅很大,书写时间很长,影响计算机编程语言课程教学进度。随着网络技术的发展,教学平台的多样化,通过在线编程、在线测评有利于优化教学效果。互联网平台的编程语言环境,能直观、形象地再现客观事物,使学生获得丰富的感性材料,简化由感性认识上升到理性认识的中间环节。另外,它有助于集中学生的注意力,引起浓厚兴趣,调动学生的学习积极性,便于知识的理解和巩固,更能提高学习效率。
计算机编程语言课程实验内容分为三个层次,第一层次是与课程内容和进度相配合的基本实验内容;第二层次是综合设计的实验,实验程序兼具趣味和实用特点,以循序渐进的任务驱动方式,指导学生从一个简单的微小型程序开始,逐渐完成一个较为复杂的小型实验程序;第三层次是提高层次,主要利用课外时间进行课程设计,以任务驱动方式,完成一个中小型实际应用系统的开发。我们建课的目的就是要实现学生学习的三个层次,锻炼学生自主学习的能力、编程能力、综合素质和团队合作的能力。
结束语
在信息学中,网格是一种用于集成或共享地理上分布的各种资源(包括计算机系统、存储系统、通信系统、文件、数据库、程序等),使之成为有机的整体,共同完成各种所需任务的机制。
PG的开发源于北大ACM代表队的POJ(http://acm.pku. edu. cn/ Judge0n1line)系统,经过多年实践探索已经成为一个对用户友好,数据资源表现方式更丰富更适合教学的网站;在开发过程中成为一个更加专业的,更深入教学过程并为教学提供服务的系统。在演化过程中真正形成了系统的三大特点:分布式的结构、对教学资源的有效管理以及教学辅助的功能支持。PG系统目前在我校已经有了一个可使用的版本
(https://programming.pku.edu.cn/programming/),我们在《C语言程序设计》等课程的教学上已经使用了该系统,在实际应用中初见成效,受到了师生们的一致好评。同时,师生们针对各自在教学和学习过程中遇到的问题,也提出一些建设性的意见,将有利于计算机语言教学进一步的完善和发展。
PG是程序设计类课程教学方面的一次成功的探索,系统为教师和学生的教学过程提供了一个更好的学习平台;同时,我们也会遵循信息化2.0的思想和理念,继续不断进行课程建设与改革,为计算机程序设计类课程的教学作出改进。
参考文献:
[1]教育部发布《教育信息化2.0行动计划》 .中国网,2018-04-21.
[2](美)迈克尔·霍恩,希瑟·斯特克. 混合式学习用颠覆式创新推动教育革命[M]. 聂风华,徐铁英,译. 北京:机械工业出版社,2017:53,132-144.
[3]新工科下人才培养“OBE”模式[DB] .教育部学校规划建设发展中心,2021-07-28.
作者简介:梁丽红(1972--),女,黑龙江哈尔滨人,宾西校区水利与建筑工程学院教师,教授,硕士学位,主要从事计算机网络数据库教学与研究。