高职编程类课程信息化教学设计研究
0 引言
高职编程类课程主要让学生掌握某种程序语言的语法知识点以及算法思路，通常安排在计算机相关专业课程设置中的第一或第二学期进行。语法知识的传统讲解枯燥乏味，却又是重要的基础知识；算法思路普遍难懂，或者理解和编程实现之间存在差距，需要大量的实践来保证知识的掌握。因此，普遍高职学生在学习编程类课程的时候都会不同程度的产生畏难情绪。
信息化技术教学设计，也就是利用信息技术融入到教学和学生互动当中，在课程“教与学”中引入信息化手段，提高学生的学习兴趣，增加学生的积极性与参与程度，以促进“教与学”。将信息化技术来优化传统课程教学，加入到教学环节中，使它成为教师的教学工具、学生的认知工具。信息化教育的教学模式可描述为：以学生为中心，学生在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性与积极性。[1]编程类课程本身就是信息技术类课程，引入信息化手段更容易让学生感知信息化的优势好处，更容易激发学生的兴趣，从而提高“教与学”的质量与效果。
1 信息化教学设计方法
信息化教学设计的方法多种多样，但针对编程类课程的特点，有以下几种方法：
1）利用现有的或自己开发的网络平台
现今信息化时代，网络上提供了很多的教学网络平台，教师也可以根据教学需求开发属于自己课程的网络教学平台。例如“蓝墨云班课”教学网络平台，它提供了课前预习布置，谈论论坛，分组作业，课前视频，课堂点名，作业布置、互动反馈等功能，贯穿了教学的前期、中期及后期整个过程。学生可以通过电脑也可以通过手机操作。现有的教学网络平台能够方便快捷的整理教学上课资源，重新分配教学资源的利用步骤；此外学生操作便利，也可以因人因能力、掌握程度的不同来合理分配时间来通过教学网络平台进行预习、学习、复习。
2）基于“微课导学”的翻转课堂教学模式
微课就是要把老师的授课内容用信息化手段表现出来，可以替代传统老师讲课的不足，学生在任何时间、任何地点，可以反复开看，更有效的掌握教学内容。微课做的事情，不仅是把文字教材影声化。同时要把老师的情感态度价值观，隐形知识，把老师的讲解、对课程的理解呈现出来。学生在课前通过教师提供的针对性信息化学习环境，例如flash、微课视频、基于课程内容设计的游戏、微信互动交流页面、网络课程学习平台等信息化资源进行自主学习，在课堂上通过分组讨论、项目实践等活动完成知识的内化。
根据编程类教学具有操作性强、知识点难理解的特点，在每个编程算法、语法的教学重点、难点都可以用微课视频来呈现，微课的简洁精练和突出主题的特点非常适合程序语法知识点及算法的教学，根据学生的差异性，学生通过观看微课视频，针对算法推导和编程过程可以反复观看微课视频，能够帮助学生在课堂更好理解，并且帮助教师在课堂上针对同一个疑难问题重复解答的困境中解脱出来。因此，“微课导学”教学模式有利于提高编程类课程的教学效果。设计微课视频时，可采用“普适”+“心动”的策略来提升学习资源的质量。“心动”旨在让学生怦然心动，产生浓烈的兴趣，激发学生对知识点的进一步的理解。富有“心动”的微课视频，可促使学生产生“行动”欲望，从而保证在翻转课堂中，基础知识与核心能力传授的有效完成。微课视频的“心动”，可从“故事引入”、“游戏加强”、“结构统一”等方面入手。
3）开发有助知识理解的软件
编程类课程重点及难点的地方就是算法的推导过程，如何更生动、更直观地引导学生理解、掌握算法的推导过程，尽可能消除学生普遍的畏难情绪呢？利用信息化技术是很好的办法。可以通过制作软件程序，程序可以是以游戏形式呈现，也可以是模拟算法演变的步骤，最好能提供测试的模块，让学生更深层次的体验算法演变的过程。比起传统教学，大段的代码的讲解更能让学生接受，更容易激发学生的学生兴趣。
2 “直接插入法”算法课堂的教学设计
《直接插入排序》教学设计的整体思路是“翻转课堂+Unity 3D模拟体验+程序测试系统”，即将翻转课堂理念融入课堂信息化教学，通过Unity 3D制作跨平台算法演示与体验软件，配合程序测试系统，实现知识点的理解及应用。
2.1 制作微课视频，通过蓝墨云班课发布预习视频及资料
制作并上传微课、PPT、教学案例、参考书籍等相关资料到蓝墨云班课。组织学生进行讨论。制作以游戏互动和PPT动画相结合的教学微视频，将枯燥的算法学习变得有趣味，调动学生热情。多种方式呈现算法，让学生对算法有基本的认识与理解。据统计现在的大学生100%使用智能手机，93%开通了4G网络，各个学校的Wifi网络带宽也在逐渐加大，使用智能手机软件提高课堂教学效果成为可能。蓝墨云班课具有班级创建、资源管理、成员管理、问卷调查、讨论答疑、作业布置、小组讨论、即时签到等功能，有手机和电脑等多个版本。借助它很容易实现翻转课堂、让学生在课下利用碎片化时间进行学习，课堂上利用它和传统教学方法相互融合，进行讨论交流、作业提交、重要资料留存等，创建即时互动教学新模式，极大提高教学效果。
2.2 开发算法演示软件，学生通过体验软件进行知识第一步内化
自行开发针对排序算法的演示测试软件，“直接插入法”是排序法的其中一种。传统的算法课程，教师在黑板上理论推演算法，教学过程枯燥、抽象。随着信息技术的发展，一些教师制作动画，配合PPT演示算法执行过程，这种方法较前一种方法更为直观，但演示的内容固定，且PPT及动画的播放对硬件和操作系统有一定要求。本课程中，笔者自行开发了一款排序算法的演示测试软件，有以下两个特点：1）同一算法，能对不同数字个数、不同数字的一组数排序，自动生成算法执行过程，全方位、多角度展示算法。2）Unity引擎制作的软件具有跨平台的特点，一次制作可以生成能够在任意操作系统、任意硬件上运行的软件，所以本算法体验软件具有Web版本，PC版本、手机版本，同时支持Windows、Linux、Andriod、Ios等操作系统。学生可以观看数组各种排序的整过过程，可以改变数组长度或者改变数组元素的值，通过比较观察，可以容易发现各种排序的规律及计算机运算过程。这比起传统的讲解，学生主动性更强，而且学生可以针对自身的理解程度而多次重复的测试体验，也可以边体验边写流程图。用信息化手段来学习信息化技术知识，对于学生而言更具意义和说服力。
2.3 使用编程系统进行知识的进一步内化
编程能力只有通过不断的实际练习，完成一定数量的题目和代码量才能逐渐形成。中山职业技术学院软件教研室自主开发了提升编程能力的编程测试平台。平台上有大量的练习题目，针对不同的算法主题，从易到难。课堂上借助于编程能力测试平台，进行进一步的知识内化。学生能够在第一时间知道自己代码的对错、执行效率，以及其他同学完成题目的情况，教师能够看到学生完成题目的总体情况，以及每个同学提交的代码，方面掌握学生学习情况，并针对问题进行讲解。通过规定学生在C++及其他程序设计课程中必须完成的题目数量，并配合适当的奖惩机制，授课教师所在学校学生的编程能力有了大幅度的提高。
整个课程的设计过程，老师在课堂的参与程度与传统教学完全不同。老师不再是课堂的主角，学生成为自主学习的中心，通过各种信息化手段，全方位调动学生学习的能?有裕?提高教学质量。
3 结语
针对高职编程类课程的特点，提出了信息化教学的模式，以“直接插入法”课堂为例，总结了适合编程类课程的信息化教学设计：“微课导学，网络教学平台”、“自主开发算法体验软件”、“程序编程能力系统”，实践取得良好的教学效果。但在编程类课程中，还是切忌把信息化技术大量堆砌，一定从教学内容、教学重点难点而考虑，针对知识而进行信息化技术的设计。
