“請大家掃描二維碼，輸入‘雨課堂’暗號，開始上課。根據上幾次測試的大數據結果分析，程序與軟件是一組比較容易混淆的概念。程序是完成某一項功能的指令集合，而軟件則是包括程序、相應文件和售后服務的集合體，是一個范圍更廣的概念……” 精準地選擇問題，恰當地解答困惑，一個模糊的知識點，瞬間變得清晰。這與眾不同的課堂開啟方式，是面向混合式學習的程序設計基礎課教師廣泛采用的教學模式。課程負責人高克寧教授表示，“借助先進的APP輔助教學手段，可以充分利用大數據分析結果，準確地掌握學生的學習狀況，并針對具體問題，進行重點講解，極大地提高了課堂效率，保證了教學質量。”
近些年，“互聯網+” 與“人工智能+” 已經成為國家戰略，“計算機+”成為新時代工科人才培養的重要舉措，以計算思維為核心的課程體系建設成為教學改革重點。計算機科學與工程學院高克寧教授團隊圍繞程序設計基礎課程的知識點，精心打造網上精品課，開啟了面向混合式學習的程序設計基礎課程體系建設與改革，通過線上線下聯動的方式，努力為非電專業學生插上“計算思維”的翅膀，助力學生成長成才。
精心鑄劍，打造國家級在線精品課
互聯網、云計算、大數據、人工智能等現代技術深刻改變著人類的思維、生產、生活、學習方式。在國家大力倡導“新工科”建設的大背景下，計算機學院高克寧教授團隊圍繞程序設計相關的思想、語言、技術和軟件工程管理四條主線組織內容，面向非計算機專業學生，積極創新“計算機+”的人才培養舉措，努力打造以“計算思維”為核心的課程體系，推動計算機和非計算機專業課程體系改革。
材料、冶金、機械、資土、經濟、管理、文法等非計算機專業從自身學科特點及人才培養定位對程序設計基礎課程提出了不同的要求。而課程采取的“大班教學”方法面臨學生多、個體認知水平參差不齊、差異化明顯的挑戰。如何滿足個性化學習需求，提高教學質量，成為課程組面臨的重要課題。如何解決這一難題？2000年左右，以門戶網站為特征的第一次互聯網浪潮興起，課程組建立了課程學習網站，將教案、演示文稿、教學錄像、錄音、交互式動畫課件上網，方便學生利用課外時間開展自主學習，是實現互聯網技術與教育相結合的第一次嘗試。后續又增加了知識概念圖、博客、教學錄像和自我組卷在線考試系統。在線學習網站曾經是主流搜索引擎在“高級語言程序設計”關鍵詞下排名第一的站點。
2011年，恰逢省教育廳和省財政廳聯合印發《“十二五”期間遼寧省普通高等學校本科教學改革與質量提高工程實施意見》，《意見》中將“著力推進優質教育資源共享”“建設一批滿足終身學習需要的優質教育教學資源”作為遼寧省“十二五”期間的重要任務。但由于資源共享課建設在全國都沒有先例，因此在建設、管理、應用等方面沒有可以參照的對象。“路是人走出來的，沒有參照，我們就做我們想做的東西。”高克寧如是說，也如是做。在不斷摸索的進程中，高克寧提出了以知識點組建課程資源的設想，將每一個章節的內容分成若干個知識點，化整為零，分解課程難度，縮減學習時間，提升學習效果。
高克寧帶領課題組成員，總結多年來課程資源建設的經驗，在分析麻省理工學院提出的在線課程的優勢和不足基礎上，參考鳳凰衛視等媒體在視頻新聞組織方面的成功經驗，于2012年提出資源共享課建設的基本思想，即基于知識點和技能點的課程資源組織模式，并將教學錄像放在課程資源突出位置。
在高等教育處組織的“精品資源共享課建設的具體實施細則”研討會上，高克寧代表東北大學匯報了建設資源共享課的理念和方法，獲得了教育廳和高等教育處主管領導的高度認可，并提出由高克寧團隊負責全省資源共享課課程體系研究和平臺建設工作。
高克寧主講的《高級語言程序設計》首批登上遼寧省資源共享課平臺，成為國內第一門資源共享課。課程組提出的資源共享課與稍后公布的國家精品資源共享課教學資源組織方式不謀而合，并有效支持最新的慕課建設，充分體現了課題組建設的超前性。目前，基于知識點和技能點的課程資源組織模式已經成為省資源共享課標準，被超過 500 門課程采用。團隊在遼寧省資源共享課的基礎上，面向大規模在線學習，在學校率先建設慕課，已經在中國大學慕課開設 4期，學生人數超過2萬人。在東北大學慕課平臺已經開設 5 期，學生人數超過 2 萬。
基于互聯網技術改進傳統課程教學，開發課程學習網站、建設資源共享課和慕課，改變了過去以教師為主導、學生按部就班學習的傳統做法，將學習的主動權交給學生，由教師提供課程的學習資源，學生進行自主選擇，在教師的引導下完成學習，使學生從傳統的“要我做”轉變為“我要做”，極大地激發了大家的學習興趣。
細心耕耘，助力非電專業學生成長成才
“教師的使命是教書育人，一切教學改革都必須服務于學生的成長成才。對于非計算機專業的學生，計算機是一種工具，需要用它來解決各自專業中的問題。我們要做的就是讓學生學會運用這種工具，并初步具備將專業領域問題轉換為可計算問題的能力。”高克寧教授說。
教材是教學工作的基礎。過于陳舊、脫離工作和生活實際的教材，無法滿足學生學習的需求。從2008年開始，高克寧就帶領課程組不斷修訂《程序設計基礎（C語言）》教材。2012年，他們編輯出版的《程序設計基礎（C語言）》入選第一批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，2016年，獲得東北大學教學成果一等獎。2017年，課題組圍繞教材建設，又對配套在線資源的建設模式進行大膽創新，利用思維導圖將知識點有機地聯系到一起，從高度、廣度、深度三個方面立體展示了課程知識網絡，并對教材內容進行了更新，重新修訂出版。目前，最新版教材已被南開大學、北京科技大學、大連理工大學等全國50多所大學使用，累計印刷達3萬冊，而且還有很多高校源源不斷打來電話，預定教材。
談及未來發展，高克寧表示，“下一版，我們將在書的相應章節印上二維碼，讀者掃描二維碼即可觀看線上視頻，使教材真正成為立體化教材。”
在教學實踐中，高克寧團隊始終強調以培養學生能力為樞紐，不斷更新教學內容，改革教學方法和手段，以適應學生學習的新需要。為增強教學交互，課題組引入了“雨課堂”，并充分利用軟件的大數據分析功能，在課前及時發布課程思維導圖，指導學生提前了解課程重點和難點；在課后及時發布測試題，了解學生課程掌握情況。
“雨課堂”的引入，使手機成為課堂的必需設備。課堂上，學生結合預習，給老師講知識點，提出問題，老師再根據學生的講解，進行高效點撥和指導。一堂普普通通的計算機基礎課，就在師生角色翻轉的過程中，碰撞出智慧的火花，變得生動且精彩。青年教師趙長寬表示，“手機是現代人的必須品，鼓勵學生利用手機隨時隨地學習有意義的東西，可以激發學生的學習積極性，提升教學效果。”
經過幾年教學實踐，線上線下的混合式學習方式已經成為《高級語言程序設計》課程最大的創新。學生利用碎片化的學習方式，輕松地掌握了一個個知識點，再通過角色反轉，在課堂上進行講解，極大地強化了學生對知識的掌握和運用，提升了學習效果。
大量學生參與線上學習，為課題組圍繞學生學習評價、行為分析和交互特征等開展教育大數據研究提供寶貴資料。課題組利用大數據分析，可以準確掌握學生的學習情況，并根據學生的需求進行點對點的精確指導。目前，課題組已經指導數十名學生參加ACM競賽、數學建模競賽和大學生創新創業立項，通過項目和競賽牽引，激發學生的學習積極性，拓展能力，提升水平。
“以高克寧教授為核心的課題組一直走在全國現代教育技術研究與應用的前列，他們完成的面向混合式學習的程序設計基礎課程體系建設與改革，積極利用科研成果推動教學改革，在課程體系建設、在線課程資源建設、立體化教材、面向混合學習的翻轉課堂教學改革、創新人才培養、成果推廣與區域教學協作等方面卓有成效。”遼寧省教育專家說。
