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摘要：针对目前程序设计类课程的教学现状，以及MOOC背景、大班教学、学时压缩与学生课余时间四者间的矛盾，以“Learning Pyramid”理论为基础、以“新工科”引领下“计算思维”教育为核心，实践“以练代讲、反复演练”的混合教学模式。提出科学规划、系统构建“C语言程序设计”的分级教学体系以及对应的课堂教学方案、练习方案、组织方式、考核监督模式等，形成“以学生为中心、教师为引导、程序思维能力为主体、重点语法知识为基础、辐射语法知识课后练习为补充、反复演练和讨论为手段、考核加分机制为保障”的总体教学思路。让“团队学习、主动学习，互教互学”能够切实落地，以达到提升课堂教学知识留存率，提高学生课外开展MOOC及SPOC学习的能力，为程序设计类课程混合教学模式改革做出示范。
关键词：Learning Pyramid；计算思维；程序设计；混合教学模式
文引用格式：杨梅等.基于Learning Pyramid理论的C语言程序设计混合教学模式研究[J].教育现代化，2019，6（11）：84-86
信息技术已渗透到各行各业的发展中，形成了互联网+、嵌入式+、人工智能+、大数据+、云计算+等“新工科”时代。交融性是新工科的学科特征[1]，其精髓之一便是计算思维与各学科的深度交叉与融合。C语言作为全球排名第二的流行编程语言（来源于Tiobe在2019年1月公布的数据[3]），其在程序设计行业领域的地位不可替代。因此，“C语言程序设计”目前仍是高等学校“计算思维”培养的重要课程。但是，以该课程为代表的程序类课程的授课方式仍以“听课”为主，尝试采用的“翻转课堂”等新兴教学模式，因大班教学，学生缺乏学习主动性、课余时间有限等因素，其教学实效也大打折扣。
Learning Pyramid（学习金字塔）是由美国学者、著名学习专家爱德加·戴尔首先发现并提出的一种现代学习方式理论。他用一组数据说明了教学方式与知识保留率的关系[4]，即：采用“听讲、阅读、演示、讨论、实践、讲授”等不同的学习方式，学习者在两周以后的平均学习保持率（图1）。从图1可见：
在塔尖的“听讲”方式，两周以后学生仅能记住5%的学习内容；通过“小组讨论”、“做中学”或“实际演练”，可达50~75%；而通过“教别人”或“马上应用”，可记住90%的学习内容。
程序设计类课程具有很强的实践性。如何在程序设计类课程中培养学生的计算思维能力，使其能够通过“抽象、分析和模拟”等手段解决实际问题，是程序设计类课程的培养目标[5]。本文以“C语言程序设计”课程为例，基于“学习金字塔”理论，针对目前程序设计类课程的现状，分析C语言教学特点，以“新工科”引领下“计算思维”教育为核心，探索适用于程序设计类课程的混合教学模式及教学实施方案，研究“团队学习、主动参与式学习、互教互学”的教与学方法与组织方式，使得程序设计类课程的教学中心从“以教师为中心”向以“学生为中心”的培养体系转变，为新工科背景下以“计算思维”为核心的程序设计课程改革做出示范。
一改变传统程序设计“讲课”模式，形成“以练代讲”的教学模式
爱荷华州立大学的心理学教授马库斯.科瑞德的研究表明[6]：通过多项教学方式得到的数据反馈发现，教师与学生成绩相关性低，而“有反馈的反复练习”与成绩正相关度最高，相关度达到了87%。这与学习金字塔的研究结论一致。本文站在学生学习的角度，形成“以练代讲”的教学思路（如图2所示）。学生在教师的引导下，经历“知识推导→犯错→讨论→更正→再推导”的反复演练过程后，加深对知识的理解，从而提高学习内容的留存率。
二 科学规划、系统构建C语言程序设计课程的分级教学体系
哈佛大学教授Wallace在演讲中说到的：教育的目的不是学会一堆知识，而是学会一种思维。本文着手梳理C语言程序设计课程的知识点及教学目标，科学规划、系统构建分级教学体系及知识架构。重点知识点穿插在具体案例中，通过“以练代讲”模式，培养学生编写程序解决具体问题的思维方式，其他相关知识以递进式案例推导、MOOC视频学习、SPOC个性化延伸、作业巩固等方式，课后辐射学习。基于图2，以“循环结构程序设计”为例，分级教学体系思路如表1所示：
三 分层次、递进式实验练习任务
只听课不动手，不会有真本事。精心设计的分层次递进式实验练习任务，是巩固课堂教学效果的关键。从问题到算法是一种思维活动，从算法到编程也是一种创造性的活动。本文提出“范例任务→补全任务→逆向任务→独立任务”的分层次、递进式实验练习任务设计方案，通过“模仿→体验→修改→逆向思考—独立创造”的递进式思维活动训练，达到“计算思维”的训练与强化。
四 有效的组织与过程化考核机制
探索实践“教师→高年级学生助教→科代表→小组长→组员”的分层管理模式，实施学习效果跟踪机制、课后大作业、小组汇报机制等；在作业和实验报告方面，探索团队协作评分机制、实验内容个性化创新加分机制、综合课程设计及讨论机制等，从多角度考察学生的实践参与情况，从而构建客观、准确、及时的过程化评价模式，从根本上改变“一考定成败”的单一且不科学的学习评价现状。
五 结语
总之，程序设计主要由思维和语法构成。对于语法等既得知识，在互联网和MOOC的大背景下，学生可以通过优质的视频等相关资源，进行泛在学习。而计算思维是一种能力，需要在不断的推导、演练、犯错、再推导的反复演练的过程中，在“模仿→体验→修改→逆向思考—独立创造”的递进式思维活动训练中进行持续的培养。
如何在大班教学、学时压缩与提升教学质量的矛盾下，有效地利用MOOC和SPOC优质资源，将程序设计课程的基本出发点从“语言学习”转变为“计算思维”的学习，提升学生课堂思维训练的留存率，提高学生开展辐射知识MOOC+SPOC自学的能力是程序设计课程的关键。本文提出的基于“学习金字塔”理论的“以练代讲”教学模式，以及教学内容的分层设计与系统构建、实践练习的递进式思维训练、课内/课外和课前/课后的有效组织、过程化评价机制等混合教学方案，是开展新工科背景下以“计算思维”为核心的程序设计课程教学改革的有效途径。
参考文献
[1]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究,2017(2):26-35.
[2]Wing J M.Computational thinking[J].Communication of theACM,2006,49(3):33-35.
[3]https://www.tiobe.com/tiobe-index/
[4]张睿,李志强等.基于学习金字塔的“五步循环”模式在检验实习教学的应用[J].重庆医学(8):1140-1141.
[5]杨梅,王杨.以计算思维为导向的程序设计基础课程教学研究[J].计算机教育,2015(16):94-97.
[6]MacArthur’Genius’Angela Duckworth Responds To A New Critique Of Grit,LA Johnson/NPR,2016.
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