基于MOOC+SPOC的程序設計基礎課程教學實踐探究

黃曉韓 趙俊卓 武建強

摘要：針對高職新生第一次接觸編程語言課程普遍感覺枯燥、接受起來較困難的問題，嘗試在程序設計基礎課程中采用MOOC+SPOC方式進行教學。通過融入思政教育的課程設計與教學實踐，分析最終教學效果，驗證了MOOC+SPOC教學模式確實可有效降低編程類課程的高冷程度、激發學生學習興趣、提升學生學習效果，在培養學生實踐創新能力、服務學院及企業信息化管理方面效果明顯。

關鍵詞： MOOC；SPOC；思政教育；Java；游戲

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）34-0177-04

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

MOOC為改變傳統的教學思想、教學模式、教學內容、教學評價等提供了新思路，但是也存在諸如教學模式單一、教與學互動少、管理和監控欠缺等不足。而SPOC能改變MOOC的純線上教學為線上線下混合式教學，可以按照傳統教學班級進行授課，實現MOOC與傳統校園課堂教學相結合，有效地彌補了MOOC對學生約束差、學生課程完成率低的短板[1]。

程序設計基礎是石家莊郵電職業技術學院計算機相關專業的重要專業基礎課程，開設在大一第一學期。由于編程類課程普遍具有邏輯性強的特點，其中大量的代碼往往給人冷冰冰的感覺，對于學習者尤其是初學編程的人來說，存在一定的學習難度。因此，嘗試在程序設計基礎課程中采用MOOC+SPOC方式，希望提升教學效果，從而助力學生掌握有效的程序設計方法，具備企業崗位需求的基本能力，最終成為適應社會的高技能人才。

1 基于MOOC+SPOC的課程設計

程序設計基礎課程旨在使學生掌握Java語言的基礎知識、程序設計的方法，逐步形成正確的程序設計思想和良好的程序編碼風格。課程須深度融入“1+X”大數據應用開發（Java） 職業技能等級證書和創新創業大賽、軟件測試技能競賽要求，應以工作任務、工作流程和工作標準為牽引，關注學習者的差異化需求，通過融入詩詞文化、游戲元素等增強課程的趣味性，采取教、學、做、測一體的方式，以案例式、小組研討等教學方法推進課程理論知識學習和相關技能培養，同時將家國情懷、科技報國、軟件工匠精神等思政內容無縫融入整個教學過程。

1.1 教學目標調整

正確完美的教學目標能夠使需要達到的教學效果更為明確。程序設計基礎課程的教學目標不應該只是使學生掌握Java語言的知識、在實踐中逐步掌握程序設計的思想和方法、培養Java語言應用能力，還應該把職業資格認證要求和其在課程中所起的支撐作用結合起來，并在其中融入相應的思政教育理念，形成更完善的課程教學目標。課程的教學目標細分為知識目標、能力目標和素質目標，各目標描述具體如下。

1） 知識目標

掌握Java語言的數據類型、常用的輸入/輸出工具類、隨機數類、流程控制語句、一維/二維數組的使用，掌握方法的定義和調用。

2） 能力目標

會安裝并配置典型的Java開發環境；能根據實際情況選擇合適的數據類型進行信息的處理；具備基本的閱讀文檔、編寫程序文檔的能力；會基于流行的IDE，綜合運用所學知識，開發Java應用程序解決實際問題。

3） 素質目標

具有良好的IT職業道德、職業素養和職業規范；具有熱愛科學、實事求是、嚴肅認真、一絲不茍、按時守信的工作作風；具有良好的團隊協作和創新能力。

1.2 課程內容重構

課程需要解構原有基于知識儲備的學科體系架構，并基于Java開發工程師和Java測試工程師崗位需求和實際工作過程，研究“1+X”Java應用開發職業技能等級、大數據應用開發（Java） 職業技能等級證書考試相關內容，根據完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求重構教學內容，形成由“搭建開發環境”“制作簡易計算器”“制作升級版簡易計算器”“制作猜數字游戲”“掃雷游戲隨機布雷和雷數統計”“計算一手撲克牌的級別”等六大任務驅動的教學內容。這些教學內容包含了思政教育資源，承載了培養學生世界觀、人生觀、價值觀的作用，具有知識傳授、能力培養和思政教育的三重功能。

1.3 教學方法改進

高職學生在學習抽象的程序設計語言時普遍存在畏難心理，需要給他們一個相對緩慢的理解認知過程。教師在教學過程中應該靈活運用任務驅動式、啟發式、討論式、案例式、演示式、翻轉課堂等形式多樣的教學方法，努力降低程序設計基礎課程自帶的高冷感覺，提高課堂教學質量，實現從灌輸課堂向對話課堂轉變、從封閉課堂向開放課堂轉變、從知識課堂向能力課堂轉變、從句號課堂向問號課堂轉變[2]。

1.4 課程考核優化

課程考核應摒棄單調的終結性考核，采用能夠科學、準確關注到學生學習全過程的過程性考核方式[3]，將檢驗學生在MOOC與SPOC平臺上的學習活動情況增加進考核方案，對MOOC和SPOC考核內容進行細化，并設置合理的成績占比，多元化、多維度對學生學習過程進行評價，以此激發學生內在的學習動力，提高他們的學習積極性[4]。

2 基于MOOC+SPOC的課程教學實踐

2.1 教學組織安排

課程按三環節七步推進式組織教學，即在課前、課中、課后三個環節，按照“學生課前異步自主復習/預習→課中預熱→教師領編領練任務[5]→學生完成新任務→學生講解任務→課堂小結→學生課后異步自主復習/預習”七個基本步驟進行教學，再結合學生課余考證、參與教師科研項目、參加創新創業項目與技能競賽，將課程所學內容與崗位工作和相關職業資格認證、競賽等深度融合。

2.2 教學活動過程

以下選取課程“制作簡易計算器”教學單元中的子單元“認識變量”（計劃2學時）作為實例，闡述該教學子單元的教學活動過程，具體如下所述。

1） 課前異步自主復習/預習

教師在職教云SPOC布置課前學習要求，學生靈活安排學習時間，自主利用MOOC發布的相關微課進行復習與預習，并完成MOOC中相應的討論任務。

在此步驟中，學生通過自主復習/預習訓練了自主學習能力。由于要求必須在課前完成，又培養了學生做事守時的習慣。而預習過程中的討論任務，一定程度上訓練了學生理論聯系實際的習慣。

2） 課中預熱

通過職教云SPOC的限時簽到功能，提醒學生做好上課準備。而緊接著的測驗或提問，旨在檢驗學生異步自主復習效果。教師可根據測試結果，了解學生學習情況，確定后續領編領練任務時需要重點強調的內容。

在此步驟中，通過及時簽到，能訓練學生養成提前進課堂準備實驗環境的習慣，培養了學生的自律意識。課堂測驗在一定程度上訓練了學生做事認真與誠信。因為學生只有通過認真復習，才有可能獲得較高的答題正確率。

3） 教師領編領練

教師借助MOOC上發布的PPT資源，演示強調標識符命名原則及規范，再通過“計算機發展”的話題，談及中國古代發明的算盤，提出“模擬加法計算器計算兩個整數的和”的任務，接著帶領學生編碼練習聲明變量、給變量賦初值、使用變量，并體會變量的作用。教師領編領練時，有意制造錯誤，然后解釋編譯報錯信息，演示根據錯誤信息查找出錯原因、解決錯誤的過程，從而帶領學生熟悉程序調試的過程與方法。

在此步驟中，由知識點“標識符命名原則及規范”能夠引申教育學生做事先做人，凡事講規矩，在學校遵守學校的各項規章制度，在家里孝順長輩、關愛兄弟姐妹，在公共場合注意言行舉止的規范，工作后遵守國家法律法規；由“變量的作用”（可以存儲不同的值），教育學生作為程序員要培養任勞任怨的工匠精神；由“計算機發展”話題涉及的、在我國有2600多年歷史、至今仍被使用的算盤，激發學生的民族自豪感。教師示范的編碼，嚴格按照行業規范要求，提示學生強化規范意識，培養了學生良好的編碼習慣。

4） 學生完成新任務

教師在SPOC開啟事先設計的、與領編領練階段類似的任務：模擬加法計算器計算兩個小數的和（有意使用100.1與9.8這種能產生特殊結果的數據），學生通過小組互助形式限時完成。期間學生發生錯誤，小組內部無法解決時，教師通過電子教室的學生演示功能，共享程序發生錯誤的學生的屏幕，由其他小組共同幫助查找解決，教師給找到錯誤并正確解決錯誤的學生加分。

學生通過此步驟，培養了平等待人、互敬互愛、友好互助的習慣。通過程序的調試，學生經歷程序出錯帶來的挫折，培養了不畏困難、堅韌不拔的品質，同時也訓練了縝密思維、邏輯清晰的做事風格，鍛煉了編碼調試的技能。

“認識變量”子單元屬于課程初期的教學內容，學生編碼錯誤主要還是集中在基本語法上，由此引申教育學生，在生活中要養成遵紀守法的習慣。此外，限定時間完成任務的要求，訓練了學生做事守時的習慣。而通過編程計算100.1+9.8，運行結果會有誤差，讓學生體會到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，從而增強學生的動手實踐意識；由程序計算誤差，激發學生找到產生誤差原因的興趣，培養了學生的探究精神。

5） 學生講解任務

教師通過隨機點名軟件，抽取學生講解任務的解決思路和編碼注意事項。

在翻轉課堂的這一步，被隨機抽到的學生獲得當眾發言的機會，鍛煉了自我展示能力和語言表達能力。

6） 課堂小結

學生在教師指導下把新舊知識聯系起來，形成知識結構，促進學生知識內化，為后續學習奠定了基礎。

課堂小結是師生之間、生生之間相互交流與合作的過程，更是學生實踐能力培養提高的過程。在此過程中，他們的思維能力也逐步得到升華。

7） 學生課后異步自主復習/預習

教師布置課后學習要求，學生靈活安排時間，通過MOOC上的相關微課進行復習與預習，并完成MOOC上相應的測驗及教師在SPOC布置的有針對性的編碼練習任務。

由于MOOC測驗被設置成可以重復多次做，因此學生既可以培養歸納總結的習慣，又可以培養精益求精的軟件工匠精神。而編碼練習任務雖然簡單，但是明確要求編碼風格要與企業規范一致，學生的職業素養由此得以強化。

2.3 學習考核評價

課程考核分為平時過程考核與期末機考兩部分，期末機考成績與平時過程考核成績各占總評成績的50%。

平時過程考核內容包括考勤、平時表現、測驗、作業、單元考試、MOOC學習，具體考核方案如表1所示。

課程期末考核采用團隊教師自行開發的C/S模式考試系統，由考試系統在課程試題庫中根據試卷配置項要求進行試題抽取，自動組卷?？陀^題型由考試系統自動判卷，而編程等主觀題型則由團隊任課教師流水評判。這種方式既能提高判卷的準確性，又能提高判卷的效率，同時還做到了不同學生不同試卷，真正實現了考試的公平與公正。

3 基于MOOC+SPOC的課程教學效果

3.1 提升學習者課程學習效果

基于MOOC+SPOC的程序設計基礎課程更加方便學生隨時隨地學習。對于那些課后因為各種原因沒能及時復習完成作業和預習新課的學生，很容易在學習的鎖鏈式發展中越來越聽不懂、學不會。而利用MOOC則可以減小學生的壓力，即使學生跟不上線下課堂的授課進度，也可以在課后，對不懂的問題通過反復觀看MOOC發布的各種資源得到釋疑解難，再通過有針對性的SPOC作業、測驗、編程練習等強化掌握。在這一過程中，學生可以變被動為主動，不斷提升自己的學習熱情，加深自己對知識的理解和感悟能力，同時提升自律性，最終促進學習成績的提高[6]。

程序設計基礎課程于2018年10月在智慧職教MOOC學院正式開課，基于MOOC+SPOC的教學方式完整應用到了學院計算機系2018級及以后各級相關專業的教學中。圖1反映出應用MOOC+SPOC方式教學后，2018級及以后各級學生的成績明顯優于2017級，整體呈現提升態勢。

3.2 助力高技能人才培養

教師基于MOOC把課堂還給學生，最大程度地尊重學生的創造力、興趣度，激發了他們的潛能。SPOC線下課堂中靈活多樣的教學活動直接改變了編程語言課程枯燥難懂的局面，結合MOOC學習的便捷性和可得性，助力學生隨時隨地學習，實現碎片化學習，促進了學習效果的提高。

通過程序設計基礎課程編程能力和計算思維的訓練，學生在大數據、人工智能等職業技能競賽中展現了良好的職業素養和編程能力，榮獲河北省大數據應用一等獎、人工智能一等獎、挑戰杯一等獎、華北五省市計算機應用大賽一等獎、“互聯網+”快遞全國大賽銀獎等優異的成績。部分學生畢業后入職華為、新開普等軟件頭部企業，獲得企業贊譽。

3.3 服務企業與學校信息化管理

在團隊教師帶領下，部分編程能力表現突出的學生為中國郵政集團公司開發了全國郵政管理和生產機構代碼維護管理信息系統，為中國郵儲銀行開發了郵政金融網點信息管理系統，為太原郵政公司開發了夕陽紅用戶管理系統、走訪千萬用戶管理系統，為學院開發了學生信息管理系統，極大提升了學院與企業的信息化管理水平，帶來了良好的社會影響。

4 基于MOOC+SPOC的教學實踐反思

毋庸置疑，MOOC+SPOC模式轉變了傳統教學和學習方式，有助于優化教學質量，提升學生學習效果[7]。然而，信息化教學大潮下，許多課程都建設了線上教學資源，意味著同一個學生需要應對多門課程的線上學習要求。時間分配能力差的學生面對此種情況，普遍感覺應接不暇，導致他們出現無意義的刷課行為。因此，教師需要不斷優化教學活動環節和知識內容的安排，針對不同特點學生實施個性化的指導與幫助，才能使課程教學質量得到更進一步的提升。

參考文獻：

[1] 張海軍，朱蘊，馬秀會.高職高等數學在線課程建設與應用[J].農家參謀，2020（20）：244.

[2] 沈偉，沈超，錢煒.課程思政背景下的流體力學及液壓氣動技術課程教學模式改革探索[J].液壓與氣動，2021，45（6）：135-141.

[3] 王春梅，王曙燕，孫家澤.基于MOOC+SPOC的《C語言程序設計》混合式一流課程建設研究[J].軟件導刊，2020，19（12）：10-13.

[4] 李靖，彭海云，楊素錦，等.計算機程序設計基礎課程的“五階段” 線上教學實踐[J].計算機教育，2020（9）：39-41.

[5] 蘇小紅，張彥航，張羽，等.“異步學、同步練、多師聯合、多屏互動、領編領練” 遠程在線教學模式[J].計算機教育，2020（9）：1-4，9.

[6] 戚爽.慕課教學在高職程序設計類課程中的應用：以C語言程序設計為例[J].花炮科技與市場，2020，26（2）：218-219.

[7] 鄧仕彬，林國榮，方超逸.基于MOOC+SPOC的“食品安全學” 教學模式探索與實踐[J].農產品加工，2022（23）：95-97.

【通聯編輯：王 力】