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炼、教、学、验——记新萄京学院程序设计大类核心课程群云上教学实践

点击数:    |    加入时间:2020-04-07

新萄京新闻网4月7日电(通讯员 陈高翔 宋友)把教学从线下搬到云上、从教室移到家里。即便不能面对面教与学,但只要心之所向,身之所往,虽道阻且长,行则将至。

C语言程序设计是一门理论和实践性都很强的大类核心课,课程团队17名教师来自10个学院,全校1500多名学生选课。为了确保线上教学效果,课程团队综合分析多种教学形式,确定了录播为主、直播为辅、补充发送学习资料,结合在线实验与指导的立体式云教学方式。开学前半月充分筹备、设立多套预案,开课后边教边改,不断总结与完善,建立了以炼为基、教学互长、效果检验的“炼-教-学-验”立体式的云端教学体系。

“炼”即锤炼队伍 一流教学离不开高水平教学队伍

俗话说“百炼成钢”,疫情就是锻炼课程团队的“三昧真火”。

从基础上看,课程群17名教师都是通过层层考核从全校范围内选拔而来,具有各自专业特长并“身怀绝技”,助教团队也充满活力且编程能力很强。

为了取得线上教学期间教与学的成功,课程团队对教师提出了更高的要求:除了知识传授外,还要成为“抗疫医生”,发挥“会诊专家”的引导作用、“临床医生”的纠偏作用以及“主管护师”的反馈作用,帮助学生突破线上学习障碍,也进一步提高了每个教师的业务素质和教学综合能力。

课程团队从现场备课到云上备课

“会诊专家”的引导作用。针对课程的实践性,课程团队在设计线上课程时,更多的从引导学生思考和实践出发。如在讲解数据的表示和存储,开头时设计反直觉的例子,引导学生思考,透过现象了解本质。在讲解数据编码时候,引入今年奥斯卡大热片《寄生虫》中的摩尔斯电码情节,把流行元素与乏味的计算机编码结合起来,提高了学生的探究兴趣,即便远程学习,也能身临其境。

图2 通过故事来进行会诊指导

通过故事来进行会诊指导

“临床医生”的纠偏作用。线上学习,每个学生对录播课程的理解不一样,理解偏差如果不能及时解决,会使学生在后面的学习中走弯路。比如:位运算,如何设置位操作符是一个很有技巧性的挑战,通过观看录播课程,学生可能很难体会到这一点,因此课程团队在设计上机实验题的时候,精心设计了位操作符的题目,让学生体会到位运算的学习精髓。

通过哲理来进行纠偏指导

通过哲理来进行纠偏指导

“主管护师”的反馈作用。教与学双向反馈对于线上教学尤为重要,因此每个教师需要能够成为一名护师,精细掌握学生的学习状态。

虽然每个教师都在固定上课时间在线答疑,但有同学不好意思提问,导致老师失去很多重要信息,因此教学团队上线了类“知乎”的问答平台,鼓励学生提问和互答问题。

分析学生的提问能了解很多重要教学信息,如某个学生经常提问且问题有深度,说明这个学生学习投入和思考较多;某个学生提问很少,结合上机实验成绩反馈,可以反映出这个学生是否对录播课的内容进行了有效学习。教师可以据此对学生提出建议和反馈,促进学生主动学习。

 

通过类知乎平台的互动进行教学反馈

通过类知乎平台的互动进行教学反馈

“教”即教学突破 进行针对性的课程设计和改造

采用录播模式,教学进度把控从教师手里转到了学生手里,导致学生学习产生了种不一致:

第一,学习进度不一致。有的学生可能提前看完了所有录播课程,而有的学生可能等到上课时间段再观看;

第二,节奏卡点不一致。有的学生习惯一口气看完全部录播课程,再对重点难点进行思考,有可能破坏了原有教学设计的连贯性,结果反而是抓不住重点。而有的学生习惯一小节一小节看,有可能破坏了原有知识的整体性,导致知识点碎片化;

第三,思考深度不一致。有的学生看完了录播课程,只是停留在对课程表面文字的“读懂”,似懂非懂,似是而非。而有的学生能够抓住重点深入思考,进而提出非常有挑战性的问题。

线上教学,宜疏不宜堵,简单地划定教学进度,统一学习步伐,缺乏灵活性,反而让学生感到反感,应该允许学生适度探索适合自己的学习模式,依靠信息化手段实现精细化多粒度的教学。

教学资源重组。结合线上教学特点,首先从细节着手对PPT进行改造,形式与内容并举。从形式上,原有PPT字体、字号及页面4:3的比例,是为了呼应课堂投影而设计的。而线上教学,学生的个人电脑或移动设备等主流观看设备为16:9的比例,因此对PPT的比例大小、内容布局、色彩搭配等进行了重新设计,以达到最佳的在线观看效果。此外,在设计PPT时,针对录播课特点,在需要学生停下来思考的地方,插入专门的“思考页”,提示学生调整一下观看节奏,起到课程“节拍器”的作用。

从内容上,对原有PPT中的关键知识点和难点,进行了逻辑上的再设计,力求深入浅出。比如关于补码的知识点中,-128的补码对于学生来说比较难理解,课程团队巧妙地引入补数的概念,设计了一个生活中大家熟悉的时钟的补数的例子,从时间的补数讲到计算机的补码,从补码的来源讲到补码的优点,把补码的问题就说清楚讲透彻了,让学生知其然并知其所以然,豁然开朗。

教学资源的重新设计

在课程录制上,以线上一流本科课程标准制作录播视频。对视频的尺寸、分辨率、码率都采用统一的标准。在录制视频前,撰写录播脚本,老师一起设计视频镜头语言,比如为第一讲编制的脚本就达到了1万6千字。

为了让学生在观看视频的时候聚焦信息,设计了大量动画效果。利用手写板动态演示推演过程,并剪辑到录播视频中,达到了与课堂板书一致的效果。

 

录播前的脚本设计

录播前的脚本设计

录播视频中板书效果

录播视频中板书效果

多模式的教学形式。采用录播形式可以避免因网络不佳导致的直播教学现场“翻车”,但单纯的录播缺乏与学生现场互动,很难让学生产生对课程和任课教师的认同感。因此,课程团队采用录播为主,直播为辅的教学形式。一方面精心制作录播视频,另一方面在课堂时间利用在线会议系统进行直播。与直接开展直播教学不同的是,直播的“播主”不仅仅是教师,也是学生。学生看完录播课程,可以提问,可以对教师提意见,可以分享上机编程的“囧境”,也可以“炫技”,甚至可以分享小才艺,让在线课程不再枯燥乏味。

为了督促学生能够观看录播课,把握学生学习进度,课程团队还采用了特殊的“签到”仪式,即学生在有限的时间内完成若干道基本知识点的回答,才算完成了签到,有效帮助学生复习和巩固了知识点。经过几次签到,这些知识点学生想不记住都难,小小签到,四两拨千金。

集体智慧组织教学。要完全发挥课程团队集体的力量,就需要瞄准目标,齐心协力、分工合作、各展所长。课程团队借助各种在线协作工具共同完成各项在线教学任务,比如在原有教案的基础上,“知识点范围再明确,知识点细节大讨论、知识点精华深总结”,瞄着这个目标,由2-3个教师组成一组,分章对各部分细节项目和内容进行研讨,力求打磨出线上一流课程。

程组的教学资源创作分工

课程组的教学资源创作分工

为了保质保量完成教案和PPT的修改,课程团队还发起了“大家来找茬”的活动,每个教师在完成自己的工作后,先在内部发布,邀请团队全体教师来“挑刺”!

不论是为教学设计的示例代码存在的隐蔽瑕疵,还是PPT中的一个小标点,都成为课程团队挑刺的对象,这些“刺”被团队戏称为“鸡腿”,一个鸡腿折合为一个KPI分数,找出一个错误的老师奖励1个鸡腿,相应的,被找出错误的老师就扣一个鸡腿。

每个人抱着对教学瑕疵零容忍的态度,一轮轮打磨教案,过程中观点有冲突、思想有碰撞,在短时间内,发挥出了教学集体的无限潜力。

找“鸡腿”的过程

找“鸡腿”的过程

“学”即以教促学 消除学生焦虑 促进自主学习

学生脱离了传统学习环境,学习氛围差异很大。录播课程如果只是单纯、枯燥的讲解,很难把学生牢牢抓在电脑屏幕前并专注到课程中。

另外,编程实践对C语言至关重要,但也非常有挑战性,如果不能提供实践氛围,学生很可能因畏难心理而影响学习效果。因此,课程团队针对线上理论和实验教学特点,“学-赛”并举,帮助学生提高学习乐趣和积极性。

让学习成为一种习惯。编程实验课通过线上形式开展,为了鼓励学生多练习,教学团队对实验课开展三次评分。第一次是完全模拟考试环境,实验2小时后对所有上机学生的编程情况进行测评,重点锻炼学生在有限时间内的编程水平和编程能力,及知识点掌握熟练度;第二次是开启实验72小时后再次评分,给予学生更多的时间去思考和练习2小时内没有完成的题目,以练代考;第三次是在第二次评分结束后发放题解,学生可以借助题解报告,吃透难题,并在接下来的48小时内完成全部题目的练习。通过三次评分的机制,一步步引导学生攻坚克难的信心和决心,树立积极的“学习-练习-考核”氛围。通过这种方式,让学生在一周内持续进行编程练习,一段时间后,编程就成为了一种习惯。

在家模式的练习vs 在线模式的练习

学习是专业竞技也是全面运动。航空航天大类学生的编程水平不一,为此课程团队在开课前准备了一次“编程热身”,对学生的编程水平做到心中有数,根据不同学生的基础,制定不同的阶段性培养目标。

对于编程基础较好的同学,以参加国际信息学竞赛为目标,在编程平台上机训练最后设置2道竞赛级别题目,让这些同学感觉到“吃不饱”,还需要跳一跳才能够得着;对于基础一般的同学,目标是能力训练,把题目按照难度由低到高进行排列,逐步牵引思维,重点训练编程思想,以期达到举一反三的效果;对于基础薄弱的同学,目标则定位在夯实基础,熟练掌握基本语法,逐步入门。老师在助学过程中,“纠偏”时也因人而异,比如对于以竞赛为目标的学生,则多启发他们的奇思妙想,面对难题与学生一起“异想天开”;而对于基础薄弱的学生,则不鼓励他们刻意炫技,更多强调基本编程规范与训练。

通过建造这样的学习环境,即便是1500人的教学,也能照顾所有人,能力强的同学,犹如参加专业竞技,学有所值;基础一般的同学,则犹如参加全民健身运动,也能达到良好的健身效果,学有所获。

“验”即效果检验 及时检验做出反馈并进行科学评价

“验”是整个教学体系最重要的信号灯,一方面必须经过检验才能对教学模式进行客观评价,另一方面通过检验学生的学习水平,可以及时主动发现教学中的问题和薄弱环节,有针对性地进行强化训练。 

充分利用信息化技术手段,将大数据分析技术引入到课程教学中,从“大类-小班-个人”三个维度检验,发展不同粒度的横纵双向检验手段。疫情期间,团队开发了C语言成绩分析系统,通过导入学生上机训练大数据,智能帮助教师检验教学效果,主动发现需要实施“精准扶贫”的学生。

成绩分析系统

成绩分析系统

整体教学效果检验。对每小班教师整体教学效果的检验,一方面帮助教师改进教学方法,另一方面督促教师积极投入到教学。因此,将每次上机的3次成绩统计小班的平均分和整个大类的平均分进行对比,比较平均分在大类中的名次,可以客观评价班级整体教学质量。

班级成绩的精准分析

班级成绩的精准分析

单个学生精准发现。针对不同分数段的每个学生,对学生的学习动态进行掌握。采用单个学生的每次上机编程评分名次与平均分名次的相对检验法,把学生的成绩历史直观统计出来。比如图a可以看到这名学生刚开始接触编程时,成绩远远低于平均分,经过几次训练后,成绩已经达到大类平均的水平,说明教学效果对这名学生的促进作用比较大。图b则说明当前同一水平段的若干名学生,他们的成绩历程是不一样的,有的退步了,有的则进步了,因此可以针对退步的学生进行重点调研,重点关注。另外,如图c所示,检验系统还自动列出当前的进步榜、退步榜、顶尖榜、倒数榜,帮助教师对这些学生实施精细化精准教学。

单个学生成绩的精准分析

单个学生成绩的精准分析

总结

在线教学对很多教师还是较新的模式,如何迅速适应新教学模式带来的新的变化,妥善解决面临的新问题,是一个值得深入思考和研究的课题。

我们认为,除了熟练使用各种在线工具外,最重要的是发挥人的作用,迎接新事物、新变化,把个人的教学经验贡献给团队,往往能从团队获得更大收获。一方面,以传授知识、教书育人为本源和核心,把线下的先进理念、模式,通过精心的设计、培育和改造,转化为宝贵的线上资源;另一方面,充分利用线上资源,拓展传统教学的时间和空间,把教学水平提升到新高度。

由于线上教学比传统教学更加开放,这就要求我们秉承精益求精的理念,从广大学生中挖掘、发现教学闪光点,只要做到这些,就能够保持我们课程教学的先进性,体现时代特点,真正把课程打造成一门线上一流课程,发挥育人、育才的重要作用。

(审核:曹庆华)

编辑:贾爱平

 

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