朱旻如 闵丽娟

(1.南京邮电大学计算机学院，江苏 南京 210003；2.南京邮电大学物联网学院，江苏 南京 210003)

1 引言

“能力”是技能化的知识，是知识的综合体现。就大学教育而言，培养的是学生的专业能力。根据《中国高等院校计算机基础教育课程体系（CFC）2008》提出的要求，程序设计类课程需要解决的是学生的计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计及实现能力以及系统能力四个方面。

然而在高等院校程序设计课程教学过程中经常出现的现象是学生仍以考试为目的，缺乏主动的探究和思维分析过程，导致实践能力和解决问题能力不够。

近年来，协作学习作为一种新颖的教学策略，已经成为国内外教育系统中的研究热点。在Wikipedia中，对协作(Collaborative Learning)的定义是：两个或两个以上的主体在一起学习，不同于个人的学习，从事合作学习的人可以利用彼此的资源和技能（互相询问信息、评价别人的想法、监督别人的工作等等）[1]。

文献[2]描述了协作学习的五个基本原理：

(1)深度互动(Deep Interaction)：当学习者有机会获取深度互动的机会并积极投入其中，学习和知识建构能够得到有效支持；

(2)汇聚共享(Convergence and Sharing)：当教学信息能够快速地汇聚并有效地分享的时候，学习和知识建构能够得到促进；

(3)集体思维(Collective Thinking)：当思维能够在个体和群体两个层面得以有效展开，学习和知识建构能够得到促进；

(4)合作建构(Collaborative Building)：当学习者之间能够进行充分地协同合作完成学习任务和开展学习活动，学习和知识建构能够得到促进；

(5)多场协调(Multi-field Coordination)：当调动个体和群体的多维潜能参与学习过程的时候，知识建构和个体发展将得到促进。

因此协作学习强调的是学习过程中所涉及到的各个要素之间的协同关系与结构，包括认知主体、认知客体、以及群体交互形成的学习场。协同学习的目标在于获得教、学协同增效，协同小组成员在学习过程中无主次之分[3]。

2 协作学习的应用

鉴于协作学习的上述特点，针对程序设计课程中存在的问题，我们在本校该课程的开设过程中进行了改革和尝试，通过三种协作学习模式的引入,为学生的自主学习提供一个相互交流和协作学习的平台,使学生在教师的监控指导下密切结合课堂学习任务,有组织、有目的、有计划地进行协同式的交互学习，形成群体交互的学习场，教与学协同增效，极大提高了老师教学的积极性以及学生的兴趣，敢于尝试，保证了教学效果。

2.1 基于作业平台的协作学习模式

该模式改变了以往提交纸质作业的方式，而是利用计算机技术建设作业网站，保证作业的自动提交、自动批改功能的同时，提供网络答疑功能，很好地体现协同的优势。作业平台包括了的以下具体功能：

(1)作业录入

教师根据课程的大纲要求，事先把课程中要求完成的作业录入到作业系统中。对于只有唯一正确答案的题目，录入标准答案；对于灵活的编程题目，录入测试用例，便于程序运行结果的自动验证。

(2)协作交流

学生在完成作业的过程中，可以通过作业平台系统提供的聊天室、讨论区等功能进行学生之间的交流、以及学生老师之间的沟通。当学生遇到困难时,老师设法引导；在讨论的过程中,老师适时调控,让学生的讨论始终围绕话题,突出关键问题。由于这种讨论方式是实时在线的，所有的同学都能查看讨论内容并参与其中，极大地提高了沟通效率。

(3)作业提交和批改

学生在规定的时间内提交作业，作业平台系统会自动完成作业的批改，并给出分数。老师可以根据该平台系统实时查看作业完成情况。

(4)信息反馈

学生可根据自己的作业完成情况，将自己的需求和意见向老师反馈。老师据此不断总结经验，来改善教学效果，充分发挥老师作为引导者、监督者和教学资源建设者的作用。

2.2 基于课堂交流的协作学习模式

该模式改变了传统的填鸭式教学方法，提倡课堂教学应该是一种学习者之间彼此进行知识分享、意义协商与深化认识的互动性活动，而不是以教师为权威中心的互动活动[4]。采取的方法包括：

(1)科研案例教学法

在授课过程中，引入科研过程中的实际案例，不仅可以提高学生兴趣，还能培养学生解决实际问题的能力。例如：在讲解选择结构时，我出的课堂练习是：计算一条话单产生的费用。要求从键盘输入话单的时长，单位是秒。如果时长是3分钟以内，费用为0.1元；如果时长超过3分钟，超出部分每分钟0.1元；时长超过3分钟的，不足1分钟按1分钟计算。最终计算出的费用在屏幕上显示出来。这是一个实际的问题，学生也容易理解。通过这个练习，学生理解了处理实际问题时，如何定义变量；掌握了if和else语句如何构造；掌握了运算符%的用处；复习了scanf和printf函数的用法。

(2)学生授课法

在程序的讲解过程中，可以邀请学生充当小老师，由学生讲解程序，老师予以充分的肯定和引导。学生亲自讲解，一来增强理解，二来增强成就感，能促使学生更有兴趣地学习后续的内容。

(3)讨论法

在介绍程序案例时经常采用讨论法。例如：从键盘输入三角形的3条边长，计算三角形的面积并输出到屏幕上。程序讲解完后，提出思考题，如果输入的3条边是负数怎么办？如果输入的3条边不能构成三角形怎么办？通过学生的全班讨论，不但可以加强学生对程序的理解，还可以对引入后续的内容做铺垫。

2.3 基于团队开发的协作学习模式

该模式提倡在课程设计过程中，以团队为单位来完成一个相对完整的任务。该模式强调学习过程中以学生为中心，分工合作，自主探究。采取的形式可以归纳成以下两种：

(1)按照培养相同能力的目标进行分工

把大系统分解成若干个小任务，由小组成员分别完成各自的设计、开发、测试的步骤，然后统一进行联调。

(2)按照任务步骤和个人能力进行分工

把大系统按照实施的先后步骤分解成若干个小任务，小组成员分别进行系统设计、开发、测试工作，每个成员的工作不同，重点研究的方向也不同。

无论上述哪一种方式，学习者都必须积极从事与专业领域相关的实践，必须自己去发现问题和解决问题。这就是学习的过程。利用协同学习，引导学生积极参与到项目的集体学习与研发中，并在个体之间的互动中组成一个实践共同体。给学习者创造自主的学习机会，以及学习其它组员的机会，这是传统课堂教学所不能达到的。

3 协作学习效果分析

在程序设计课程中进行的上述协作学习模式的尝试过程中，师生的工作和学习的积极性都得到了提高。

3.1 教学组织效果

就教师而言，由于整个教学过程因为师生的共同参与和建设，教师能更好地了解学生的学习状况，适时加以引导，从而推进教学内容的实施，达到预期的教学目标。例如，所建设的作业平台实现了电子作业的自动批改和网络实时答疑。通过设置参数，如作业的截止完成时间,就可以对学生的学习进程进行很好的控制。这种监督可以对那些自制力较差的学生进行必要的提醒和适时控制。同时,在及时了解学生学习进度、协同学习参与的情况、存在的问题后,教师可适时调整教学方案和教学方法,从而保证教学达到预期的效果。

3.2 学生能力培养

就学生而言，协作学习模式对能力的培养只要体现在以下三个方面：

(1)自主学习能力的培养

通过建设的作业平台来实现电子作业的自动批改，能督促学生及时学习并帮助学生随时评价自己对知识点的掌握情况：学生可以实时发现错误，修改，再提交，再修改，再提交。通过这种不断的交互来发现问题修正问题，给学生以直观的感觉，增加学习兴趣。

而课堂教学活动中的师生互动、以及扭转“老师讲学生听”的角色固定的模式，让学生讲解知识点，提高了学生的参与感和成就感，又迫使学生主动学习，从而不断提高学生的自主学习能力。

(2)程序设计与实现能力的培养

传统教学往往将程序设计过程拆分成若干离散的知识点让学生去掌握，学生学习过程中无法将这些相互孤立的知识点和程序设计联系起来，对完成程序有所畏惧，更不用说设计出可用、高效的程序。因此，将实际科研项目引入课堂教学，让学生学习更有方向性。实际案例的演示给学生以生动形象的感官认识，再以协作小组的模式进行程序设计，小组成员之间取长补短，完成程序的可能性大大提高，极大地增进了学生的自信心和求知欲，希望动手完成自己的程序。通过若干项目的实施完成，逐步提高了学生的程序设计与实现能力。

(3)团队协作能力的培养

以独生子女为主体的当代大学生，自我意识较强，不善于与他人相处，缺乏合作意识。通过团队方式来完成软件的设计开发，可以增强学生的合作意识，例如在软件系统的实现过程中，需要进行任务的分解与合并，为协作小组成员提供了交互的要求和环境。合作的成功，体现了自我价值，也建立了归属感，由此培养了学生的协作意识、协作精神和协作能力。

4 结束语

将协作学习策略应用于程序设计课程的教学活动中，不但可以便于老师监控学生的学习效果，实时调整教学方案和教学方法，保证良好的教学效果，还可以提高学生学习的积极性，培养了学生的自主学习能力、协作能力，提高了学生的实践编程能力，有着传统教学方法无法比拟的优越性。

[1]Collaborative Learning[EB/OL].https：//en.wikipedia.org/wiki/Collaborative_learning.

[2]王佑镁.协同学习技术系统的构建与应用研究[D].上海二华东师范大学，2009.

[3]Zhiting Zhu，Youmei Wang，Hongwei Luo.Synergistic Learning for Knowledge Age：Theoretical Model，Enabling Technology and Analytical Framework.Advances in Web Based Learning-ICWL2007，2007.

[4]朱永海，张舒予.从共享到共生：基于专题学习网站的知识建构演进与实践策略[J].中国电化教育，2012，(12)：81-87.