“請大家掃描二維碼，輸入‘雨課堂’暗號，開始上課。根據(jù)上幾次測試的大數(shù)據(jù)結(jié)果分析，程序與軟件是一組比較容易混淆的概念。程序是完成某一項功能的指令集合，而軟件則是包括程序、相應(yīng)文件和售后服務(wù)的集合體，是一個范圍更廣的概念……” 精準(zhǔn)地選擇問題，恰當(dāng)?shù)亟獯鹄Щ?，一個模糊的知識點，瞬間變得清晰。這與眾不同的課堂開啟方式，是面向混合式學(xué)習(xí)的程序設(shè)計基礎(chǔ)課教師廣泛采用的教學(xué)模式。課程負(fù)責(zé)人高克寧教授表示，“借助先進(jìn)的APP輔助教學(xué)手段，可以充分利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，準(zhǔn)確地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并針對具體問題，進(jìn)行重點講解，極大地提高了課堂效率，保證了教學(xué)質(zhì)量。”
近些年，“互聯(lián)網(wǎng)+” 與“人工智能+” 已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略，“計算機(jī)+”成為新時代工科人才培養(yǎng)的重要舉措，以計算思維為核心的課程體系建設(shè)成為教學(xué)改革重點。計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院高克寧教授團(tuán)隊圍繞程序設(shè)計基礎(chǔ)課程的知識點，精心打造網(wǎng)上精品課，開啟了面向混合式學(xué)習(xí)的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程體系建設(shè)與改革，通過線上線下聯(lián)動的方式，努力為非電專業(yè)學(xué)生插上“計算思維”的翅膀，助力學(xué)生成長成才。
精心鑄劍，打造國家級在線精品課
互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式。在國家大力倡導(dǎo)“新工科”建設(shè)的大背景下，計算機(jī)學(xué)院高克寧教授團(tuán)隊圍繞程序設(shè)計相關(guān)的思想、語言、技術(shù)和軟件工程管理四條主線組織內(nèi)容，面向非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生，積極創(chuàng)新“計算機(jī)+”的人才培養(yǎng)舉措，努力打造以“計算思維”為核心的課程體系，推動計算機(jī)和非計算機(jī)專業(yè)課程體系改革。
材料、冶金、機(jī)械、資土、經(jīng)濟(jì)、管理、文法等非計算機(jī)專業(yè)從自身學(xué)科特點及人才培養(yǎng)定位對程序設(shè)計基礎(chǔ)課程提出了不同的要求。而課程采取的“大班教學(xué)”方法面臨學(xué)生多、個體認(rèn)知水平參差不齊、差異化明顯的挑戰(zhàn)。如何滿足個性化學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)質(zhì)量，成為課程組面臨的重要課題。如何解決這一難題？2000年左右，以門戶網(wǎng)站為特征的第一次互聯(lián)網(wǎng)浪潮興起，課程組建立了課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，將教案、演示文稿、教學(xué)錄像、錄音、交互式動畫課件上網(wǎng)，方便學(xué)生利用課外時間開展自主學(xué)習(xí)，是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與教育相結(jié)合的第一次嘗試。后續(xù)又增加了知識概念圖、博客、教學(xué)錄像和自我組卷在線考試系統(tǒng)。在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站曾經(jīng)是主流搜索引擎在“高級語言程序設(shè)計”關(guān)鍵詞下排名第一的站點。
2011年，恰逢省教育廳和省財政廳聯(lián)合印發(fā)《“十二五”期間遼寧省普通高等學(xué)校本科教學(xué)改革與質(zhì)量提高工程實施意見》，《意見》中將“著力推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享”“建設(shè)一批滿足終身學(xué)習(xí)需要的優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源”作為遼寧省“十二五”期間的重要任務(wù)。但由于資源共享課建設(shè)在全國都沒有先例，因此在建設(shè)、管理、應(yīng)用等方面沒有可以參照的對象?！奥肥侨俗叱鰜淼?，沒有參照，我們就做我們想做的東西?！备呖藢幦缡钦f，也如是做。在不斷摸索的進(jìn)程中，高克寧提出了以知識點組建課程資源的設(shè)想，將每一個章節(jié)的內(nèi)容分成若干個知識點，化整為零，分解課程難度，縮減學(xué)習(xí)時間，提升學(xué)習(xí)效果。
高克寧帶領(lǐng)課題組成員，總結(jié)多年來課程資源建設(shè)的經(jīng)驗，在分析麻省理工學(xué)院提出的在線課程的優(yōu)勢和不足基礎(chǔ)上，參考鳳凰衛(wèi)視等媒體在視頻新聞組織方面的成功經(jīng)驗，于2012年提出資源共享課建設(shè)的基本思想，即基于知識點和技能點的課程資源組織模式，并將教學(xué)錄像放在課程資源突出位置。
在高等教育處組織的“精品資源共享課建設(shè)的具體實施細(xì)則”研討會上，高克寧代表東北大學(xué)匯報了建設(shè)資源共享課的理念和方法，獲得了教育廳和高等教育處主管領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可，并提出由高克寧團(tuán)隊負(fù)責(zé)全省資源共享課課程體系研究和平臺建設(shè)工作。
高克寧主講的《高級語言程序設(shè)計》首批登上遼寧省資源共享課平臺，成為國內(nèi)第一門資源共享課。課程組提出的資源共享課與稍后公布的國家精品資源共享課教學(xué)資源組織方式不謀而合，并有效支持最新的慕課建設(shè)，充分體現(xiàn)了課題組建設(shè)的超前性。目前，基于知識點和技能點的課程資源組織模式已經(jīng)成為省資源共享課標(biāo)準(zhǔn)，被超過 500 門課程采用。團(tuán)隊在遼寧省資源共享課的基礎(chǔ)上，面向大規(guī)模在線學(xué)習(xí)，在學(xué)校率先建設(shè)慕課，已經(jīng)在中國大學(xué)慕課開設(shè) 4期，學(xué)生人數(shù)超過2萬人。在東北大學(xué)慕課平臺已經(jīng)開設(shè) 5 期，學(xué)生人數(shù)超過 2 萬。
基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)課程教學(xué)，開發(fā)課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、建設(shè)資源共享課和慕課，改變了過去以教師為主導(dǎo)、學(xué)生按部就班學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)做法，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，由教師提供課程的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生進(jìn)行自主選擇，在教師的引導(dǎo)下完成學(xué)習(xí)，使學(xué)生從傳統(tǒng)的“要我做”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙觥?，極大地激發(fā)了大家的學(xué)習(xí)興趣。
細(xì)心耕耘，助力非電專業(yè)學(xué)生成長成才
“教師的使命是教書育人，一切教學(xué)改革都必須服務(wù)于學(xué)生的成長成才。對于非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，計算機(jī)是一種工具，需要用它來解決各自專業(yè)中的問題。我們要做的就是讓學(xué)生學(xué)會運用這種工具，并初步具備將專業(yè)領(lǐng)域問題轉(zhuǎn)換為可計算問題的能力?！备呖藢幗淌谡f。
教材是教學(xué)工作的基礎(chǔ)。過于陳舊、脫離工作和生活實際的教材，無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。從2008年開始，高克寧就帶領(lǐng)課程組不斷修訂《程序設(shè)計基礎(chǔ)（C語言）》教材。2012年，他們編輯出版的《程序設(shè)計基礎(chǔ)（C語言）》入選第一批“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，2016年，獲得東北大學(xué)教學(xué)成果一等獎。2017年，課題組圍繞教材建設(shè)，又對配套在線資源的建設(shè)模式進(jìn)行大膽創(chuàng)新，利用思維導(dǎo)圖將知識點有機(jī)地聯(lián)系到一起，從高度、廣度、深度三個方面立體展示了課程知識網(wǎng)絡(luò)，并對教材內(nèi)容進(jìn)行了更新，重新修訂出版。目前，最新版教材已被南開大學(xué)、北京科技大學(xué)、大連理工大學(xué)等全國50多所大學(xué)使用，累計印刷達(dá)3萬冊，而且還有很多高校源源不斷打來電話，預(yù)定教材。
談及未來發(fā)展，高克寧表示，“下一版，我們將在書的相應(yīng)章節(jié)印上二維碼，讀者掃描二維碼即可觀看線上視頻，使教材真正成為立體化教材?！?/p>
在教學(xué)實踐中，高克寧團(tuán)隊始終強(qiáng)調(diào)以培養(yǎng)學(xué)生能力為樞紐，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和手段，以適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的新需要。為增強(qiáng)教學(xué)交互，課題組引入了“雨課堂”，并充分利用軟件的大數(shù)據(jù)分析功能，在課前及時發(fā)布課程思維導(dǎo)圖，指導(dǎo)學(xué)生提前了解課程重點和難點；在課后及時發(fā)布測試題，了解學(xué)生課程掌握情況。
“雨課堂”的引入，使手機(jī)成為課堂的必需設(shè)備。課堂上，學(xué)生結(jié)合預(yù)習(xí)，給老師講知識點，提出問題，老師再根據(jù)學(xué)生的講解，進(jìn)行高效點撥和指導(dǎo)。一堂普普通通的計算機(jī)基礎(chǔ)課，就在師生角色翻轉(zhuǎn)的過程中，碰撞出智慧的火花，變得生動且精彩。青年教師趙長寬表示，“手機(jī)是現(xiàn)代人的必須品，鼓勵學(xué)生利用手機(jī)隨時隨地學(xué)習(xí)有意義的東西，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升教學(xué)效果?！?/p>
經(jīng)過幾年教學(xué)實踐，線上線下的混合式學(xué)習(xí)方式已經(jīng)成為《高級語言程序設(shè)計》課程最大的創(chuàng)新。學(xué)生利用碎片化的學(xué)習(xí)方式，輕松地掌握了一個個知識點，再通過角色反轉(zhuǎn)，在課堂上進(jìn)行講解，極大地強(qiáng)化了學(xué)生對知識的掌握和運用，提升了學(xué)習(xí)效果。
大量學(xué)生參與線上學(xué)習(xí)，為課題組圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)評價、行為分析和交互特征等開展教育大數(shù)據(jù)研究提供寶貴資料。課題組利用大數(shù)據(jù)分析，可以準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)學(xué)生的需求進(jìn)行點對點的精確指導(dǎo)。目前，課題組已經(jīng)指導(dǎo)數(shù)十名學(xué)生參加ACM競賽、數(shù)學(xué)建模競賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)立項，通過項目和競賽牽引，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓展能力，提升水平。
“以高克寧教授為核心的課題組一直走在全國現(xiàn)代教育技術(shù)研究與應(yīng)用的前列，他們完成的面向混合式學(xué)習(xí)的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程體系建設(shè)與改革，積極利用科研成果推動教學(xué)改革，在課程體系建設(shè)、在線課程資源建設(shè)、立體化教材、面向混合學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、成果推廣與區(qū)域教學(xué)協(xié)作等方面卓有成效。”遼寧省教育專家說。
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