张义嘉

【摘要】程序设计类课程是计算机相关专业的必修课程，其学习效果对学生专业能力的培养起决定性作用。针对程序设计类课程教学过程中存在的学生自主学习能力差、学习参与度不高等问题，把智慧教育理念引入课堂，对教学模式进行深度改革，取得了较好的教学效果。本论文从不同方面阐述智慧教学在程序设计类课程中的应用与研究，希望为研究智慧课堂在程序设计类课程应用的专家和学者提供理论参考依据。

【关键词】智慧教学  程序设计类课程  应用研究

随着信息技术的发展，传统的教学模式也已经随之改变。混合式教学模式通过依托现代信息技术，将教学中各个环节通过互联网技术，实现线上线下混合教学，由传统的“教师教授为主体”的教学模式转变成“学生自主学习为主”的模式，教师在整个教学过程中作为学生的引导者，通过混合教学模式的改变，激发学生对程序设计的学习兴趣，培养学生课下学习的自主性和积极性，提高学生学习效率。

1、智慧教学概述

智慧教学主要借助智慧科技，围绕教学场景展开，通过人性化、智能化的设计创新教学场景，帮助教师更好教学、学生更好理解的一种教学模式。新法教育就一直在做这种智慧教学，用科技重新定义课堂，让教育更简单、更有趣、更高效。

智慧教室的互动性体现在教室中的师生、生生、硬件与软件、教师与硬件、教师与资源、教师与软件、学生与硬件、学生与软件、学生与资源等各种维度的互动，各个互动都应该的自然而然的，可以体现在各个层面而非单一教学层面的，智慧教室的互动性的其先进性的基础，只有具备了互动的双向性，才可令彼此发生联系。感知性，智慧教室的感知性应从物理感知与虚拟空间感知两个层面理解，物理感知基于物联网的硬件设备，可以智慧感知教室的湿度、温度、亮度、空气情况等，甚至可以通过进一步的录播技术分析师生的情绪变化等;而虚拟感知，则通过各种智慧教学平台、教师助手、学习平台、教学平台及教务平台等，基于大数据分析技术统一收集师生的教学情况、学习情况甚至生活情绪变化，进而加以分析感知，达到物理感知与虚拟空间感知的相对统一。智慧课堂的感知性是是其收集信息与数据的主要手段。开放性，则意味着基础软硬件等设备和相关接口是开放的，可以基于不同系统进行互联互通，如录播系统与智慧教室的系统级对接等，通过各系统的互联互通，进一步提升智慧教室的使用便利性。易用性，则是智慧教室用户体验的基础需求，无论软硬件产品都应该是信息指示清晰，用户使用简便的，这可大大降低师生的使用与学习成本，排除环境干扰，降低认知负荷。而这一切的核心，则是构建一个支持智慧学习框架的实体空间，即是智慧教室的基础要义。而智慧课堂呢？当我们理清智慧课室的概念后，智慧课堂的概念则不言而喻，简单来说，即是通过先进的智慧教学模式的课堂教与学行为。智慧教学模式以教学组织结构为主线把学习方式分成两層，分别是分组合作型学习与个人自适应性学习。分组合作型学习主要是培养学习者综合应用能力，强调构建学习共同体，通过智慧教室多屏协作等的形式对小组讨论与演示作出最大的支持，强调项目制学习，以可活动新型桌椅及平板学习等的方式支持小组项目制学习的开展;

2、智慧课堂研究现状

2.1国外研究现状。随着互联网智能技术的出现，如何将互联网与教学相结合也是国外学者的研究热点，国外学者对智慧教室的研究比较早，可追溯到1988年由罗纳德.雷西尼奥提出的“Smart-class-room”（Rescigno，R.C，1988）。笔者通过对IEEE数据库的期刊论文进行检索，以“Smart classroom”，“Intelligent  classroom” 和“Classroom  of tomorrow”为关键词，来分析目前国外学者对智慧教室的研究现状。论文选取截止时间为2019 年12月，共找到492条结果。研究主题主要包括智慧教室、教学模式、应用实践以及系统设计等方面。目前国外对智慧课堂的研究内容主要集中在以下三方面：一是国外学者侧重于智慧课堂学习模式的构建，而学习模式的构建又立足于学习活动本身。Rania  Albalawi 的研究认为基于移动终端有行交互界面，能帮助孩子发展学习和社交能力。二是，在智慧课堂中如何利用信息化工具来促进学生学习。Matt  Rattp等认为，学生可以在课堂上使用无线智能等设备提高课堂的参与度，并能够开展有效的深入学习。三是，学生学习方式的个性化、自主化、多元化结合。Rachida A Jhoun 等研究促进学习者在智慧课堂中以自己的节奏来学习，或只访问与自己需要相关的知识。

2.2国内研究现状。在“互联网 +”迅速发展的大环境下，国内已有许多学者将互联网与教学模式结合起来进行相关的理论实践研究。笔者通过对中国知网数据库的期刊论文进行检索，以“智慧课堂”和“教学模式”为关键词，来分析目前国内学者对智慧课堂教学模式的研究现状。论文选取截止时间为2019年12月，共找到568条结果，其中2016年21篇，2017 年60篇，2018年166篇，2019年301篇。研究主题包含智慧课堂、教学模式、课堂教学模式、翻转课堂、教学模式探究、“互联网 +”、智慧教学、智慧教育、智慧教室、教育信息化、信息技术、教学设计等方面，研究者大多数是高校教室、教育机构等。

3、传统程序设计类课程教学存在问题

校园信息化建设的日益完善为日常教学的开展提供了更加便利的硬件环境，多媒体教学设施逐渐完备并普及，为教学信息的多维呈现保驾护航，在一定程度上提高了课堂教学传递的信息量，但同时也伴随着一定的问题。首先传统的多媒体教学系统在为教学提供了便利的同时，也容易出现教学速度过快，学习者笔记跟不上、思路跟不上的情况，尤其是现在的学生学习主动性欠缺，课堂上常见学生只听课不记笔记，下课后知识淡忘无从复习。其次，传统多媒体教学系统对教学设施依赖性太强，教学方式方法的灵活性和多样性不够，一旦多媒体设备出现问题，就会对教学的开展造影响，致使教学过程不能按教师预先计划进行。最后，智能手机进入课堂，课堂上不断涌现学生玩手机等不良现象。虽然教师试图通过杜绝手机进课堂或课前集中上缴手机的方式来维持正常的教学秩序，但效果并不理想。堵不如疏，与其把手机赶出课堂，不如改变教学模式。传统的教学模式中课上课下教学过程出现中断，课堂上老师费劲心思和气力猛讲猛灌，课下学生不及时梳理所学内容，老师对学生学习状态无法有效跟进，造成教学过程断链。总之，把智慧教育理念引进翻转课堂，借助于智慧教学平台，有效地实现学习资源的集成与优化，使教学数据的采集、教学过程的设计、学习过程及学习效果的评价与反馈能够同步，使教学过程挣脱教学场地和设备的束缚，实现更加丰富有效的教学互动。

4、基于智慧教学的程序设计类课程教学改进措施

智慧课堂旨在借助智慧教学平台实现教学全过程的信息化、智能化，它强调学生的学习主体地位，重视学生的个性化和多元化特征，按照学习认知的规律，为学生搭建贯穿课前、课中、课后全程的支持架構，组织学生自主学习，从而培养学生的思维能力、应用能力和知识迁移能力。智慧课堂是一个虚拟知识空间下的延续的学习过程，教学活动覆盖课前、课中、课后全过程，需要充分调度和利用学生的课外学习，并对整个过程进行跟踪和量化测评。实施过程如图 1 所示。

4.1课前教学设计。智慧课堂的课前教学组织包括四个主要步骤： （1）教师根据课程章节的教学计划和目标，推送教学资源，设置并发布学习任务。教学资源可以是文本、图片、图书、视频、PPT、教学案例、参考资料网址等多种形式;学习任务点可以是章节测试、观看教学视频、阅读指定的图书的特定页码范围等。（2）学生进行自主学习、自主检测。学生在指定的时间内节点前完成课前预习任务，并通过章节测试进行自主检测预习效果。并就预习中存在的问题和疑惑向教师端进行反馈。（3）教师根据学生的预习反馈及章节测试完成情况，分析预习效果，整理学生存在的疑惑。（4）教师根据课前学情分析，有针对性地设计详细课堂教学方案。

4.2 课中教学设计。智慧课堂的课中教学组织是智慧课堂的核心环节，由以下几个主要步骤组成： （1）导入课堂学习的新课题和新任务。可以向学生展示学前教学的成果，根据学生课前预习的学情分析，把学生集中存在的疑惑进行归类，并定位为课堂教学要解决的重点和难点。（2）展开课堂互动教学。进行深入教学互动是智慧课堂的主要特征之一，教师根据课堂知识点的特征设计出合适的互动方案，比如主题讨论、学生汇报成果展示、答辩等形式，要突出学生为主体的师生互动，让学生展示质疑进行深度交流。（3）随堂检测学习效果。互动教学完成后，让学生在规定时间内完成学习测试，即时得到课堂测试反馈结果。（4）教师进行课堂讲评总结。教师根据课堂互动教学情况及随堂测试情况，有针对性的进行点评，对重难点及疑点进行详细讲解和总结。

4.3 课后教学设计

课后教学是课堂教学的延伸，其重点是通过学生个性化自适应学习，巩固和提升课堂学习的效果，从而激发和培养学生的综合应用能力和自主学习能力。课后教学组织主要步骤如下：（1）向学生推送课后学习任务。为了打造学生个性化学习空间，课后学习任务的设置既要考虑公共知识模块的巩固和加强，也要体现出层次差异，可以根据课前学情分析以及课中教学测试结果，对学生进行分组，为不同层次的小组定制课后学习任务，设置任务完成的时间节点，并为任务设置一定的考核分值来提高学生完成任务的主动性。 （2）学生自主完成课后任务。学生在规定时间内完成课后学习任务，需要教师提前设置并向学生公布课后任务的考核评分标准，以及分层学习成绩的归一处理方法，这一点也是智慧课堂建设要研究解决的关键问题。（3）老师对课后任务进行跟进和反馈。教师需要及时对学生提交的课后任务进行反馈和点评，针对任务完成过程中存在的集中性问题和典型问题，可以录制并推送微课，并以此与下一课时教学内容进行衔接。

总之，“互联网+”背景下，智慧教学在程序设计类课程课堂中的使用，极大地改变了传统的教学方式和学习方式，大大延伸了课堂和学习的空间，提升了学生对课程的兴趣度，只有将被动学习变为主动学习，课程改革实效才得以真正实现。

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