0 引 言
編程實踐能力是計算機類專業(yè)的核心能力之一。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο缶幊蹋?Object Oriented Programming，OOP ）能力和思維的基礎(chǔ)課程，也是培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力和協(xié)調(diào)合作能力的重要課程，具有實踐性強的特點?？偨Y(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)課程有如下不足：課堂環(huán)境單一機械，教師是學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)內(nèi)容的主人，學(xué)生主動性不足；教學(xué)手段單一，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；缺乏完善的評價體系，過于注重結(jié)果評價，對學(xué)生競爭能力、團隊合作意識與溝通表達能力的評價不足。
混合式教學(xué)有利于破除了學(xué)習(xí)時空的局限，綜合了傳統(tǒng)課堂教學(xué)和線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，由引導(dǎo)環(huán)節(jié)、自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和課堂環(huán)節(jié)組成 [1-4]，既能發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的引導(dǎo)、激勵和監(jiān)控作用，又能充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主動性和創(chuàng)造性。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程實踐性強，編程工具、開發(fā)工具包及行業(yè)應(yīng)用案例更新較快，課堂教學(xué)很難面面俱到，因此需要精心設(shè)計提升學(xué)生主動學(xué)習(xí)積極性的課程體系、加強項目案例與教學(xué)任務(wù)的內(nèi)在聯(lián)系，實現(xiàn)教學(xué)活動的項目式、案例式、任務(wù)式 [5]。教學(xué)活動以編程能力、實踐能力、創(chuàng)新能力為主線，以技術(shù)應(yīng)用為關(guān)鍵，根據(jù)職業(yè)發(fā)展需求選擇案例項目，并將其內(nèi)嵌到教學(xué)內(nèi)容中 [6-7]。
1 建構(gòu)主義理論與項目式教學(xué)
建構(gòu)主義理論與項目式教學(xué)是混合式教學(xué)理念下項目驅(qū)動教學(xué)體系構(gòu)建的基礎(chǔ) [7-8]。
1）建構(gòu)主義理論。
認知發(fā)展理論是建構(gòu)主義的基礎(chǔ)。建構(gòu)主義認為培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建知識的能力最重要，學(xué)習(xí)者在一定情境下（如社會文化背景），在教師等學(xué)習(xí)伙伴的幫助下，借助豐富的學(xué)習(xí)資源，通過探索、思考、交流、碰撞等方式構(gòu)建知識體系，并提升能力。建構(gòu)主義認為，教師應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗建構(gòu)知識的能力，而不是記憶和背誦能力 [9-10]。此外，學(xué)習(xí)者要想習(xí)得知識，比如深刻理解事物的本質(zhì)和規(guī)律，以及事物之間的關(guān)系，最好的方法不僅是傳授者介紹和描述其體驗，而且要讓學(xué)習(xí)者在現(xiàn)實世界的現(xiàn)實環(huán)境中感受和體驗。
2）項目式學(xué)習(xí)理論。
項目式教學(xué)模式的基礎(chǔ)是建構(gòu)主義理論。項目式教學(xué)圍繞學(xué)習(xí)者開展，最大限度調(diào)動學(xué)習(xí)者的主觀能動性和積極性，使學(xué)習(xí)者沉浸在情境探索過程中 [10-11]。項目驅(qū)動教學(xué)模式結(jié)合教學(xué)活動與真實項目案例，傳授者和學(xué)習(xí)者以“項目案例”為核心循序漸進地開展教學(xué)活動，通過項目探究來提高學(xué)習(xí)者的興趣，從而塑造信心、鍛造能力。項目式教學(xué)的教學(xué)效果依賴于教師的啟發(fā)和指導(dǎo)，學(xué)習(xí)者在體驗過程中學(xué)習(xí)。在體驗過程中，學(xué)習(xí)者可以在不借助外力的情況下主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，同時獲得相應(yīng)的知識，并進一步豐富和提升原有的知識、經(jīng)驗和技能。
2 混合式和項目式新型教學(xué)模式
混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)“滿堂灌”的教學(xué)模式不同，集線上線下教學(xué)于一體，實現(xiàn)了師生實時互動，貫穿了課前、課中、課后所有環(huán)節(jié)，融合了面對面教學(xué)與建構(gòu)主義體驗式理念 [12]，課前課后教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)是混合式教學(xué)模式設(shè)計時需關(guān)注的重點，項目驅(qū)動的混合式教學(xué)模式示意圖如圖 1 所示。
2.1 課前環(huán)節(jié)
課前，分析學(xué)生情況，確定課堂目標、教學(xué)活動、教學(xué)評價等要點，精心挑選項目案例，參照教學(xué)體系中要考核的技能模板，依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)、課程章節(jié)、能力培養(yǎng)、難易程度等設(shè)計原則，設(shè)計一系列互補的教學(xué)任務(wù)。學(xué)生閱讀教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)單，對照學(xué)習(xí)任務(wù)單上的要求獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并完成發(fā)布的測試。如果在學(xué)習(xí)過程中遇到疑難問題，學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、QQ、郵件、微信與教師在線交流。
2.2 課中環(huán)節(jié)
在線下課中教學(xué)環(huán)節(jié)，把學(xué)生分成若干個小組，每個小組 3~4 人，結(jié)合線上知識的學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)任務(wù)單，聚焦學(xué)生存在的共性問題，在課堂上進行深度探究，引導(dǎo)學(xué)生掌握重點和難點。為了提高學(xué)生的團隊協(xié)作能力、溝通能力、實踐創(chuàng)新能力等，以小組為單位進行互助學(xué)習(xí)、探究，共同完成小組任務(wù)，對于封裝、繼承、多態(tài)等學(xué)生難以理解的章節(jié)，安排小組講座、頭腦風(fēng)暴、話題討論和成果匯報，小組之間通過互相交流或競爭比賽等方式相互促進學(xué)習(xí)。在課程上，教師主要實施項目式教學(xué)模式，采用啟發(fā)式教學(xué)手段 [10-11]，實施“創(chuàng)設(shè)情境、引起懷疑和興趣、論證問題、需求分析、模型設(shè)計、論證分析、反思反饋、協(xié)同合作”等教學(xué)方法。教師是課堂教學(xué)活動的組織者引領(lǐng)者，控制課堂節(jié)奏。教師要對團隊的合作和成果展示效果進行實時反饋和評價，對好的方面給予肯定和表揚，對存在的問題給出切實可行的解決方案，保證學(xué)生在教學(xué)過程中不掉隊。
2.3 課后環(huán)節(jié)
課后采取調(diào)查問卷了解學(xué)生教學(xué)評價，并安排“模仿、變式、創(chuàng)新”3 個層次的課后練習(xí)，每個層次的占比分別是 60%、25%、15%，在完成課前、課中教學(xué)任務(wù)后，全部學(xué)生能完成模仿層次的練習(xí)，80% 的學(xué)生能完成變式層次的練習(xí)。學(xué)有余力的學(xué)生對課堂任務(wù)和項目進一步擴展，在任務(wù)和項目中引入優(yōu)秀的創(chuàng)意，教師將學(xué)生完成效果好且有創(chuàng)意的優(yōu)秀作品發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺，讓其他學(xué)生共同參考學(xué)習(xí)，加深對知識的吸收和內(nèi)化。
2.4 項目化教學(xué)的設(shè)計
收集典型項目，對項目分析和拆解，構(gòu)建一系列由易到難、從簡到繁、深入漸進的教學(xué)項目。表 1 是以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程為例設(shè)計的教學(xué)項目。
3 混合式和項目式新型教學(xué)模式的實施
混合式項目式教學(xué)模式把教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計為課前、課中、課后 3 部分，并明確教師和學(xué)生在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中的任務(wù)，形成切實可行的教學(xué)計劃，實現(xiàn)混合式與項目式相融合的教學(xué)模式。以項目案例驅(qū)動為中心，將“項目分解、條件創(chuàng)設(shè)、任務(wù)細化、協(xié)作共贏、評價反饋”融合到教學(xué)活動中，便于開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)。課前，學(xué)生在線上完成視頻學(xué)習(xí)、在線討論、課前小測等；課中，教師作為線下教學(xué)的總指揮，引導(dǎo)學(xué)生完成重點難點知識的學(xué)習(xí)，組織學(xué)生分組研討等；課后，完成知識的梳理、消化與構(gòu)建、學(xué)習(xí)成果檢驗、師生互相評價以及復(fù)盤反思等。
3.1 課前教學(xué)活動實施
課前，教師將課程總體教學(xué)目標拆分一個個階段性教學(xué)目標，將階段性教學(xué)目標與項目拆解后的微任務(wù)關(guān)聯(lián)，以面向?qū)ο笕筇匦苑庋b、繼承、多態(tài)為例，為了使學(xué)生更好掌握以上抽象的概念，引入學(xué)生成績管理系統(tǒng)項目，再把項目拆解為 3 個教學(xué)目標：用類表示學(xué)生、教師、課程及成績信息，用動態(tài)數(shù)組存儲學(xué)生成績信息，學(xué)生成績信息的保存與讀取。在每個目標內(nèi)根據(jù)知識點特征，設(shè)計相應(yīng)的微任務(wù)，為每個微任務(wù)制作有針對性的學(xué)習(xí)資源。如在用類表示學(xué)生、教師、課程及成績信息部分，采用 PPT 加動畫演示的方式；在用動態(tài)數(shù)組存儲學(xué)生成績信息部分，采用視頻講解的方式；在學(xué)生成績信息保存與讀取部分，采用動畫與視頻相結(jié)合的方式。此外，為每個任務(wù)配備相應(yīng)的練習(xí)題，學(xué)生可以自主測試學(xué)習(xí)效果，分組討論問題，或與教師、助教在線交流，或記錄問題帶進課堂；教師在線實時查詢學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)完成度，答疑解惑，整理共性問題并做好課堂討論的準備工作。課題組為每項任務(wù)做了學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，表 2 是“抽象類和接口”單元的課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單。
3.2 課中教學(xué)活動實施
在上課時，教師首先講解多數(shù)學(xué)生遇到的共性問題（課前收集）。鑒于國內(nèi)教學(xué)多為大班授課，可以采用小組合作學(xué)習(xí)的形式。小組由 3~4 名學(xué)生組成，每組選 1 名組長。根據(jù)課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單列明的學(xué)習(xí)目標，組織組內(nèi)成員溝通談?wù)摚故緟f(xié)同學(xué)習(xí)成果，并在小組內(nèi)開展成員評價活動。團隊成員通力合作，完成從分析、設(shè)計到實施的全過程。表 3 是單元“抽象類和接口”的課堂活動設(shè)計表。本次課的學(xué)習(xí)內(nèi)容為講解常見問題，小結(jié)課前自主學(xué)習(xí)階段情況；學(xué)習(xí)目標包括組內(nèi)協(xié)作、交流討論，在思維的碰撞中學(xué)習(xí)成長，掌握抽象類和接口的相關(guān)知識；組內(nèi)匯報展示，提升綜合素質(zhì)；組內(nèi)互評、學(xué)生互評，發(fā)散思維，提升實踐創(chuàng)新能力。
3.3 課后教學(xué)活動實施
課后完成知識的內(nèi)化和鞏固。一個任務(wù)結(jié)束，安排相應(yīng)的課后學(xué)習(xí)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生完成知識的遷移與內(nèi)化，教師把學(xué)習(xí)任務(wù)和課后自測題發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生在截止時間前完成，教師檢查任務(wù)完成情況并給予評價反饋。
課前學(xué)習(xí)評價、課中表現(xiàn)評價和課后自測評價組成了評價反饋的主體。教師、組長、同伴和評價者自己都可以給出評價反饋。評價以課堂表現(xiàn)評價為主，強調(diào)學(xué)習(xí)的過程性評價。評價圍繞多維度展開，如針對性練習(xí)的表現(xiàn)、提問的情況、在課堂上獨立解決問題的表現(xiàn)、在小組協(xié)作探究活動中的表現(xiàn)、結(jié)果展示等方面。按照課前、課中、課后 3 個階段進行綜合評價考核，并公布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，方便學(xué)生查看自己的考核結(jié)果，做到考核留痕、實時回溯。
4 新型教學(xué)模式的評價機制
4.1 新型教學(xué)模式下教師評價機制
混合式和項目式教學(xué)模式對教師提出了新的挑戰(zhàn)，教師的知識儲備、課堂組織能力、教學(xué)經(jīng)驗等綜合素養(yǎng)是新教學(xué)模式成功的關(guān)鍵。新型教學(xué)模式需要教師有較高地應(yīng)用新技術(shù)的能力，也加大了教師備課的工作量：為了高效有序地開展課前、課中、課后教學(xué)活動，教師需要準備自主學(xué)習(xí)任務(wù)單、音視頻學(xué)習(xí)資源、圖文教學(xué)資源、課前自測題、課后自測題等，為教學(xué)營造探究學(xué)習(xí)、實時互動的成長環(huán)境 [13]；在課堂上，教師不是簡單地用黑板或投影儀來講解，而是要充分利用情境、合作、對話，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。當然，教師的評價機制應(yīng)當改變，建立綜合評價機制，多維度評價教師 [14]。
4.2 混合式和項目式教學(xué)模式下學(xué)生的評價機制
新型教學(xué)模式下的學(xué)生評價機制應(yīng)該多元立體，包括學(xué)生自評、組內(nèi)互評、教師評價等，實現(xiàn)對教學(xué)活動各個環(huán)節(jié)進行評估與反饋。學(xué)生自評的主體是學(xué)生自己，目的是讓學(xué)生反思自己的表現(xiàn)，評價自己的優(yōu)缺點，學(xué)會進行自我評價和自我指導(dǎo)。組內(nèi)互評指的是同伴評價，評價的主體是學(xué)生。同行評價，有助于補充教師評價的不完整性，從而幫助被評價人員了解自身的優(yōu)勢和劣勢；也可以培養(yǎng)學(xué)生的評價能力，因為評價別人的優(yōu)缺點本身就是一個學(xué)習(xí)的過程。教師評價是指教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評價，教師作為評價的主體，可以通過作業(yè)、考試、提問等形式評價學(xué)生對課堂知識的掌握情況 [15]。
5 結(jié) 語
經(jīng)過教學(xué)實踐，混合式和基于項目的新型教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生對面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計知識體系的掌握、協(xié)作學(xué)習(xí)能力、組織溝通能力、實踐創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)得到了提高。經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)實踐，學(xué)生期末考試優(yōu)秀率提高了 5%。15 個小組最終都完成了教師規(guī)定的 3 個項目，每個項目由需求分析、詳細設(shè)計、編程實現(xiàn)、測試、報告和演示等環(huán)節(jié)組成。然而，也反映出一些問題，比如課程不及格率不降反升（比上一年高出 0.5% 左右）等。此外，少部分學(xué)生對課程的給出了負面的評價，主要有以下幾個原因：①混合式和項目式教學(xué)模式，對學(xué)生的自學(xué)時間和自學(xué)能力要求更高，學(xué)習(xí)負擔加重；②對學(xué)生自律性提出了更高的要求；③大班教學(xué)學(xué)生人數(shù)過多，小組數(shù)太多，課堂上教師難免顧此失彼，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果不及預(yù)期；④考核結(jié)果沒有體現(xiàn)組內(nèi)成員的差異。因此，下一步還需優(yōu)化課堂活動設(shè)計、精心挑選有代表性的典型項目、細化過程化考核方案，進一步提升教學(xué)效果。
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第一作者簡介：肖紅玉，女，北京師范大學(xué)珠海校區(qū)副教授，研究方向為分布式水文系統(tǒng)、軟件工程，gemini_xiao@qq.com。
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