0 引 言
近年来，线上教学越来越多地引起国内外学者的关注
[1-3]
。线上教学是不要求教学双方处于
同一物理空间，所有教学活动均在网络上进行的教学方式。2020年春季爆发的COVID-19疫情使得中国人民处于居家隔离状态，因此也使得中国率先进入全民线上教学、线上办公的模式，其他国家的各级学校也相继开展线上教学。这次大规模的线上教学活动是人类的首次尝试，也是教育史上的一场空前变革，具有非凡意义。目前看来，疫情之初确定的“停课不停学”的目标已经实现。如何积累此次线上教学的经验，反思过去我国教育信息化建设的能力和水平，查教育信息化和线上教学的短板，借鉴国外大学线上教学的经验，是做好当前线上教学和持续推动高等教育信息化升级换代的必由之路[4]。
1 多维教学空间
多维教学空间[5]包括学习环境、信息朝向、信息载体、互动模式、实践模式、评测体系6个
维度。教学活动是以学生和教师为主体的复杂活动，将其设计成多维空间，有利于对复杂的教学活动进行解构，从不同的角度设计和审视教学方式。多个维度的合理配合可产生良好的教学效果。随着线上教学在教学中的比重越来越大，地位越来越重要，多维教学空间的6个维度都在不断发生深刻变革。学习环境更趋于多样，不同种类的学校、不同的专业均可根据自身特点选择适合的学习环境和平台。线上教学的固有属性使得信息朝向从传统的教师到学生的单向流动为主，变为多种朝向共存；信息载体和互动模式更丰富，科学合理的搭配会使学生的学习方式更生动有效；实验方式的革新一定程度上克服空间和设备的限制，提升实验课程的效率；线上教学的全程跟踪记录给评测体系赋予更多的客观性和内涵。随着教学理念和教学技术的进步，多维教学空间将会有更合理的延展。
2 课程介绍
C++程序设计基础课程讲授过程化程序设计的概念和方法，使学生具有使用C++语言开
基金项目：2019—2020年全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教学研究项目“以神经教育学为指导的程序设计课程教学方法研究”（2019-AFCEC-140）；2018年教育部产学合作协同育人项目“新工科背景下计算机专业课程的教学改革及实验室建设”（201801305003）。
第一作者简介：张见威，女，副教授，研究方向为图像处理、机器学习、教育理论与实践，jwzhanag@scut.edu。
多维教学空间下的C++程序设计基础线上教学
的设计与实践
张见威1，朱延钊2
（1.华南理工大学 计算机科学与工程学院，广东 广州 510006；
2.华南理工大学 软件学院，广东 广州 510006）
摘 要：探讨多维教学空间理论在线上教学的情况下，在学习环境、信息朝向、信息载体、互动模式、实践模式、评测体系6个维度上的特点，介绍C++程序设计基础课程线上教学的教学设计和具体实践，分析本课程教学方案的特点和优势。
关键词：线上教学；多维教学空间；C++程序设计基础
良好基础。教学内容主要包括C++的基本数据
与表达式、流程控制结构、函数、数组、位运
算与结构。本课程依托华南理工大学周霭如老
师负责的省精品资源共享课和国家精品资源共
享课，经过20多年的建设，体系完善，资源丰
表1 C++程序设计基础线上教学方案设计
维度名称线上教学设计功能和目的
学习环境爱课程、腾讯会议、QQ、自主开发的作业测试系统系统教学与重点、难点教学相结合，及时反馈学生问题，科学管理作业
信息朝向包含教师⇔学生、外界⇔学生、学生⇔学生等全部朝向发挥线上教学的互动优势，使信息多朝向流动，及时弥补知识理解的漏洞
信息载体爱课程上的精品课程视频、带语音的PPT课件、QQ中的
文字和图片等
课件中精心制作大量图例和动画，展示计算思维过程、分
解程序设计步骤和执行效果，形象生动，非常易于理解
互动模式腾讯会议直播、QQ答疑讨论、作业系统评语和发帖等互动是全天候的，学生有问题随时提出；也是多种形式的，对共性问题采用腾讯会议集中讲解，对个性问题进行QQ讨论或给出作业评语
实践模式编程软件实操，腾讯会议实时指导，QQ答疑讨论本门课程的实践非常适合线上教学，学生可以在本机上进行实验，用腾讯会议共享屏幕方式或以QQ的视频、文字图片讨论方式进行无障碍指导
评测体系平时：参与度+作业+实验
考试：在线测试+线下笔试
线上教学可进行全程教学记录，对全面评测提供强有力支
持。作业系统为课上小测和在线考试提供平台
图1 C++程序设计基础线上教学设计框架
体系。
3 教学设计
C++程序设计基础线上教学方案设计见表1。
C++程序设计基础的线上教学以精品共享课授课视频或加上带讲解语音的PPT为面上讲授，课上用腾讯会议讲解讨论重点和难点问题，QQ进行全天候答疑和讨论。用作业测试系统部署在线测试和课后作业。课程线上教学设计框架如图1所示。根据课程特点自主研发的作业系统具有用户管理、客观题自动评判、作业互评、课上小测、在线考试等丰富的功能，为课程的作业管理和
线上测试提供保障。
4 教学方案特点
1）结合时政，加强思政教育。
对2020年春季爆发的疫情进行分析和讨论，培养学生的爱国情怀和具备人类命运共同体的理念。通过人民日报分享的疫情推演程序模拟视频，形象化地展示计算机语言的能量和作用，提高学生的学习兴趣。
2）点面结合，剖析原理。
爱课程等平台上的授课视频加上带语音的PPT讲解，是对本课程知识的系统、全面讲授。课上的腾讯会议及课后的QQ讨论是对重点和难点的深入剖析和巩固。计算机程序设计方面的课程如果只介绍语法，则会导致学生对语法设计的合理性和应用场景了解不深。本次线上教学在讲授程序设计语言语法之余，更重视语法产生的动机和原理，结合实例，让学生理解语法设计的合理性，对所学知识有认同感，
学会每种语法机制的合理使用。
3）全朝向互动。线上编程课排名
本课程的教学设计覆盖了包括教师⇔学生，
可及时、充分地掌握学生学习动态，为课程的动态管理提供良好支持。线上教学在网络空间中的互动，远比线下教学更活跃、更广泛。不受时空限制，在虚拟空间里，学生明显地更乐于提出问题，发表见解，帮助其他同学解决问题。
4）链接滚动式教学。
根据神经教育理论，初学者在的学习水平是波动的。经过一段时间的上升之后，随着遗忘和学习情况的变化，会经历下降的过程，然后通过进一步的训练和回顾，又呈现上升的趋势。教学的“链接滚动模型”
与传统的“直线型”按章节次序讲解的教学法相比，能够加强知识点的联系并适时唤醒学生脑海中的认知，使知识接受水平呈现稳定的上升趋势，因此在课程教学中，在腾讯会议的重难点讲解、QQ讨论、作业布置上都体现了知识点之间的联系，使学生在老师的引导下对学过的知识适时回顾，加强记忆，并加强知识的内在联系，提升学习水平。
5）教学过程紧密型管理。
课程方案实施中，QQ中采用“老师助手”打卡，加上腾讯会议、作业测试系统的实时数据，可获得各个教学环节精确的学生参与度数据，从而营造出比线下教学更紧密的管理氛围，学习密度更大，学习效率更高。
5 线上教学优势和具体实施举例
（1）更自由的互动性。线上教学是全网上教学，教学空间是虚拟的，在网络虚拟空间里，每个学生的物理存在具有很大隐匿性，从而使学生的行为比线下教学更活跃、更自由。根据这一特点，可以设计更多的讨论性内容，如设计学生互相讨论和答疑活动，在重、难点讲解或QQ讨论的过程中抛出问题，先请学生解答，再让大家讨论；如有学生提问，教师先不急于给出答案，而是提倡同学先解答，在这种氛围中，大家都争先为其他同学答疑解惑，由于腾讯会议、QQ等平台的沟通便利性，同学间相互的帮助可以更快、更便捷地实现，取得比线下教学更好的互动与交融。然地具有时间上的并发性。所有教学
参与者可完全不受时间和空间的限制，随时进行信息的输入与输出。根据这一特点，可在教学内容中穿插游戏，增加趣味性。课程教学中，根据学生易错的知识点设计一些游戏，如程序改错比赛和抢答比赛，使学生在激烈的比赛过程中掌握知识点，活跃课堂气氛，提升对编程的热情。实践表明，这种方式很受学生欢迎，效果非常好，活跃了课堂气氛，加强了学生之间的互动。
（3）可回溯性。线上教学的重要特征是可回溯性。教学内容以视频、音频、文字等方式记录下来，可供学生反复学习；答疑过程也可完全记录下来，可供学生复习，以加深理解。课程视频和录制的带语音的PPT可自由回放。QQ答疑记录可供学生查询，避免同类问题的反复讲解。自行研发的作业系统有作业互评、教师评语等功能，可供学生查询复习。
课程的严密过程化管理使得到课率和作业完成率接近100%，作业正确率在90%以上。本次教学期末考试平均分80.57，优良率64.18%，而2019年同期平均分77.56，优良率为61.47%。与2019年同期相比，线上的课程设计与实践取得了良好的教学效果。课程QQ答疑和讨论热烈，学习热情高涨，从学生的课堂表现和讨论内容来看，知识掌握情况良好。在积极培养计算思维方面，课件、讲解和作业设计的努力收到了很好的成效，学生很快地从数学思维进入计算思维模式，算法设计的意识和能力显著提高。在积极引导下，学生能主动进行拓展性学习，通过网络调研和讨论对学习中的问题进行自主性研究，并用编程和调试方法进行实验研究，大大地拓宽了知识面，加深了对知识的理解，培养了用计算机语言解决实际问题的能力。
6 结 语
疫情期间，C++程序设计基础课程采用全面线上教学方式，在多个维度进行设计，用共享课和带语音的PPT进行全面讲解，用腾讯会议和QQ答疑进行重点讲解和讨论，用作业系统进行作业批改和课堂小测。课程教学方案设计体现
发性以及全程可回溯性使得课程教学的效率和效以更好地提升教学质量。
参考文献：
[1] Boelens R, V oet M, Wever B. The design of blended learning in response to student diversity in higher education: Instructors’ views
and use of differentiated instruction in blended learning[J]. Computers & Education, 2018(120):197-212.
[2] Boelens R, Wever B, V oet M. Four key challenges to the design of blended learning: A systematic literature review[J]. Educational
Research Review, 2017(22):1-18.
[3] 余胜泉, 路秋丽, 陈声健. 网络环境下的混合式教学: 一种新的教学模式[J]. 中国大学教学, 2005(10): 50-56.
[4] 邬大光. 教育技术演进的回顾与思考: 基于新冠肺炎疫情背景下高校在线教学的视角[J] .中国高教研究, 2020(4): 1-7.
[5] 张见威. 多维教学空间中高校线上教学的现状和发展探讨[J]. 教育教学论坛, 2020(8): 112-114.
（编辑：宋文婷）
（3）直播中先梳理一下本章节需要掌握的知识点和技能点。教师通过适当的案例进行知识点的串联与贯通，弥补碎片化的在线学习带来的局限性和片面理解等问题。
（4）教师在直播过程中要善于引导学生去思考问题。直播过程中主要通过问与答的方式逐步分析问题、解决问题，一般以抢答的方式，没人抢答的话则随机点名。随机被点的学生如果无法正确回答问题，
那么教师要善于通过启发的方式逐步引导学生去思考，耐心解答学生的疑问，帮助学生更好地理解。
（5）直播教学中的翻转课堂。在上机答疑时间，先解答学生的疑问，余下的时间留给学生来讲，学生提前准备好PPT并预先演练好，每个学生讲解的时间在10min左右，本学期的翻转课堂选题依然围绕“美”和“传统文化”，医学院的学生有不少选题与这次抗击新冠肺炎疫情相关，如“千载家国情”“中华本草文化”“中华传统医术”“饮食与健康”等，鼓励学生弘扬中华传统美德，拓展专业知识的应用，这样的线上翻转课堂效果很好，学生参与的积极性很高。
4 结 语
在线课程的建设需要投入大量的时间与精力，不能急功近利，我们的初心就是尽最大努力给学生提供一个更好的辅助学习平台。教师必须重视教学资源建设，多总结多积累，与时俱进，不断改进与完善教学内容，不断学习新知识，拓宽自己的知识面，这样才能对教学内容进行延伸，继续朝一流课程的目标而努力。
参考文献：
[1] 吴岩. 建设中国“金课”[J]. 中国大学教学, 2018(12): 4-9.
[2] 陈晓菲. 翻转课堂教学模式研究[D]. 武汉: 华中师范大学, 2014: 3-5.
[3] 唐国明, 雷军, 赵翔, 等. 基于教育云平台的数据科学导论翻转课堂设计[J]. 计算机教育, 2019(8): 18-22.
（编辑：赵原）（上接第31页）

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