7月29日,西安交通大學,第二屆全國高校教師教學創新大賽決賽現場。
計科院副教授楊梅講完課后,評審專家質詢:“《C語言程序設計》不就該這樣上嗎?”
問得太好了!每門課都有它應該有的樣子。“應該有”并不等于“已經有”“人人有”,教學創新,就是要去找到一門課“應該有”而別人沒有的樣子。這得花點功夫,吃很多苦。

這門課應該有的樣子
43+93=?
“這個算式很簡單,心算都能算出來。如果用電腦呢?電腦可看不懂43是什么東西,它只會二進制。因此,我們得用它能理解的語言設計一個運算程序。這是我們小組完成的運算程序源代碼,我給大家解釋一下……。有問題的請提問?!?/span>
“這么簡單的算式就寫了一頁代碼,如果數字很多,那得寫多少頁?”
“程序弄出來確實一大堆,所以有的程序員就把顯示器豎起來,以顯示更多行數?!?/span>
“寫那么多代碼,豈不是把簡單問題復雜化了嗎,為什么不用人工計算?”
“你有沒有想過,如果數字很龐大呢,算式更復雜呢,每天都要進行很多運算呢,人工算得過來嗎?”

楊梅的課堂景觀
這節課講的是“程序的本質”,是《C語言程序設計》的一個知識點。講臺上是一個學生小組,講解者是老師隨機抽出來的,講臺下提問的也是學生,而楊梅則在旁邊觀察。這個過程一般也就10多分鐘。之后,楊梅開始點撥、講解、總結,再增加案例難度讓學生去思考。
教室里隨即出現另一番景象:各個小組圍在電腦前面探討解題思路,楊梅在各小組間走動觀察,時而參與討論。地理信息2018級的楊韾茹說:“課堂上我們靈感乍現,思維碰撞,大腦被激活了?!蓖嗟捻n重陽則說:“課后就特別想找案例來做,程序跑出來,特有成就感。”
這種景觀的呈現,師生課外都得下足功夫。

楊梅參與小組討論
看看楊梅編寫的《導學文檔》,便可知道她的功夫有多深。每章一個《導學文檔》,主要內容有“本章知識總攬與分級教學框架”“課外泛在學習指南及知識點要求”“遞進式必修案例”“遞進式拓展案例與課后輻射練習任務”……。她會解讀《導學文檔》并發給學生,告訴學生哪些知識在課堂上講,哪些知識在課外補充學習,去哪里找課外資料,課堂上用什么案例,課外學習效果如何檢驗。
這樣一來,老師怎么教,學生怎么學,學生心里就有底了。
在老師引導下,學生要完成“知識推導->犯錯->討論->更正->再推導”的反復演練過程。案例從易到難,讓學生首先有獲得感;之后加大一點難度,讓學生有新的提升;然后再加大一點難度,使學生不僅有能力做,還有好奇心跳一跳去挑戰每一次難度的增加。楊梅說這是給學生搭梯子。

楊梅解讀導學文檔
課外作業是另外一種景觀:各小組集體研討案例,交流解題思路,然后各自完成作業。這種辦法是讓學生手牽手一起走,因為有的學習能力強,有的學習能力弱。偷懶的也少多了,因為拖小組平時成績的后腿是有心理壓力的。測繪工程2017級的羅源淵說:“遞進演練、互教互學,是楊老師的妙招?!?/span>

小組課外學習情景
楊梅做過問卷調查,學生說,楊老師教學方法新穎,課堂討論學到的知識不僅更扎實,而且知道怎么運用,平時考核的加分扣分制有很大的激勵作用。
羅馬不是一天建成的
參加全國高校教師教學創新大賽決賽的老師個個不容易。
做教師是楊梅的職業夢想。2008年,她從西南交大畢業來到計算機科學學院,講的第一門課是《計算機組成原理》。第一堂課效果還不錯,她找到了做教師的感覺。
因為熱愛,所以執著。她利用各種機會提高自己,比如參賽、參會。
2009年參加學校青年教師“一堂課”教學競賽,2010年參加優秀教案評選,2011年參加全國多媒體課件大賽,……,2017年參加學校課堂教學質量競賽,2019年參加學校教學創新大賽,一直到2022年,參加大大小小的教學競賽10余次,每次參賽都是對過去教學經驗的總結,對教學成果的凝煉,同時又能讓她萌生新想法、新點子。
除了競賽,參加教改項目、交流會議也促進了她對教學的思考。
2014年,楊梅開始探索《計算機組成原理》系統性改革方案,嘗試翻轉課堂、過程化考核。教學督導專家對她的課給予了肯定,推薦她做了一次教學沙龍。
2015年,她作為核心成員進入計科院教改團隊,這也為她對《C語言程序設計》的教學探索積累了寶貴經驗。
楊梅最初講《C語言程序設計》就遇到尷尬:引入了MOOC、SPOC,按教學大綱和精心設計的教案把知識點、難點、重點都講得明明白白,可是,課堂上打瞌睡、玩手機的大有人在。楊梅開始懷疑自己:教得不好嗎?
問卷、聊天、逛論壇,她聽到了學生的反映:想學好,但難度大,灌多了,記不??;前面沒學懂,后面沒法學,學了不會用。
原來,學生和老師都迷路了。

楊梅上課情景
楊梅在研究MOOC、SPOC的運用現狀后認為,MOOC、SPOC只是平臺和資源,翻轉課堂更適用于“概論類”課程,對于《C語言程序設計》這類知識遞進性和實踐性極強的課程,需要走另外一條路子。
楊梅知道,學生其實不笨,只是沒有被點燃,老師要把自己當火種,去點燃學生,讓學生的能量得到釋放。
美國緬因州國家訓練實驗室有一項研究成果叫“學習金字塔”理論,這個理論指出,聽講、閱讀、演示獲得的知識,兩周后只能記住5%;討論、實踐、教授他人獲得的知識,兩周后能記住50-75%。前幾種是被動學習,后幾種是主動學習。
這個理論給了楊梅很大的啟發。通過分析師生在“教”和“學”中的問題,梳理自己幾年來積累經驗,再結合教學目標,她找到了新的思路:重構教學內容、教學方法、實踐任務、學習導向,解決基礎知識學習難、案例分析設計難、程序編寫難、主動探知欲不強四個問題。
她把這個創新稱為“反向細化與正向達成的階梯式混合教學”。所謂“反向細化”,就是從目標或叫結果出發,對案例功能進行分解,讓學生易于下手;所謂“正向達成”,就是讓學生在練習中從最基礎的功能出發,豐富完善功能,達到最終目標。

“反向細化與正向達成”思維圖譜
楊梅建立了一套完整的策略,比如學生成績計算方法等等。她利用輔助工具,詳細記錄小組的學習過程,細化考核標準,將過程化成績折合到最終成績,讓學生更加重視學習過程和個人在小組中的作用。
在西南石油大學,《C語言程序設計》這門課的導學、互學、群學,師生、生生之間的正向影響效果明顯,學生在基礎知識運用、綜合問題的分析設計、程序編寫、主動開展個性化學習的情況有了顯著提升。參加與程序設計相關的學科競賽的數量與質量也大幅提升。
近五年,團隊教師直接指導學生參加程序設計類競賽獲國家級獎36項,省級獎23項,指導創新創業類項目國家級2項,省級4項。

楊梅在浙江工商大學介紹教改經驗
2018年至今,楊梅在中國高校計算機教育大會、哈爾濱工業大學、浙江工商大學、四川師范大學等高校交流教改經驗10余次。同行評價說,“楊梅的教學創新具體、不空泛、具有很強的借鑒意義”;“是一種適用于連貫性極強的程序設計類課程并讓課堂內容、教學、評價、質量活起來的教改好案例”。

楊梅在計算思維與大學計算機課程教學改革論壇作報告
浙江工商大學的邵老師曾在微信上給楊梅留言:“楊老師在臺上做報告時,我們都聽得很佩服,有的老師馬上問你要PPT。你年輕美麗,學問做得這么好,同事們都私下贊美你呢。”