基于学习论的选修课辅助教学系统的研究
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作者:王宏 白惠 李涛
摘要：选修课是全面提高学生素质的重要教学组成部分，能使学生在充分学习本专业课程的同时，根据兴趣爱好选择个性化的素质提升和知识拓展。文章根据学习论原理，在以教学促进学习的指导思想下，以计算机博弈为主要内容，设计一个选修课辅助系统，在选课前更加直观充分地展示课程的应用前景和学习过程，督促激励学生在课堂上努力学习、积极实践、理解和掌握相关知识，在课堂外积极参加竞赛和创新实践，从而在选修课学习中有更大的收获。
关键词：学习论;选修课辅助系统;学习效果
一、引言
公共选修课是实施素质教育的有效途径之一。选修课是拓展学生知识技能、发挥学习特长的重要方法，但现在选修课普遍存在学员专业分散、计划课时较少、学生重视程度不够等情况，从而影响了教学效果。一部分学生选课时缺乏对选修课程的深入了解，开课后因发现与预期差别较大或占用专业课学习精力而敷衍了事，也有一部分学生热爱所选课程，投人大量时间精力并取得了对应领域的竞赛奖项，但是影响了专业课的学习，造成挂科、降级等不良后果。因此，采用恰当的教学手段提升选修课教学效果尤为重要。
目前国内教学辅助系统的服务对象主要集中在专业课方面，还很少关注到选修课的特殊教学需求。普通教学辅助系统更多的是以发布知识点视频、课上問答、课后作业等功能为主要开发目标，也就是更多地解决了教师端需要解决的问题。随着计划学时缩减、达成度检验体系完善，传统辅助教学系统已经不能满足新形式下教学的需要。迫切需要开发一种能配合翻转教学、课上互动等推动学生主动学习的辅助教学系统。
二、社会榜样、动机和情境等因素对学习效果的影响
学生的学习受多方面因素的影响，其中主要是受学习动机的支配，但也与学生的学习兴趣、学习需要、个人的价值观、学习态度、志向水平以及外来的鼓励紧密相连。学习动机是直接推动学生进行学习的一种内部动力，是激励和指引学生进行学习的一种需要。
（一）课程内容展示功能模块的设计
根据动机和情境因素影响学习的原理设计选修课应用前景和教学过程展示功能模块。从学生角度选择学习一门选修课有多种原因，如兴趣、学分、保研加绩点、考研复试或专业课程需要，那么他需要快速对本门课程有个概括性的了解，让学习有目的，有方向，明确通过学习可能达到的目标;从教师角度需要课程被学生喜欢和需要。从而有进一步研究、教授的动力。所以无论是从教师角度还是从学生角度，目前都迫切需要一个对于选修课的功能展示模块。
（二）辅助教学功能模块的设计
系统提供个人学习事务计划和提示功能。兼顾学生专业课常规教学进度安排，避开期中期末、四六级英语等重大考试备考期，合理安排学习时间，使学生在复习期间有充裕的时间和精力，不会造成学习冲突从而导致不良后果。
三、学习材料和资源由浅入深逐步呈现对学习效果的影响
学习的材料和资源应该是有组织的。可以通过各种手段有效地分解知识点，如制作PPT、录制微视频、慕课。使学生可以充分利用时间和资源，循序渐进分阶段、分层次地进行学习。在学习过程中不断积累和不断进步。不会在难度加大后失去学习的兴趣，或把大量时间用在选修课的学习上导致专业主课学习受到影响。因此在选修课辅助系统中设计了如下模块。
（一）课前预习引导功能模块的设计
课前在网站上，教师可以预先发布和课程有关的资料，使学生预先了解即将接触的知识要点和难点，带着问题去课堂，促进学生学习的主动性和积极性。例如程序示例，程序源码，和相关博弈项目的规则等。学生还可以通过该网站提交作业，表达自己对课程的感想，并及时与教师交流，从而更加了解课上的内容。还可以下载试玩程序，在课前了解有关项目的规则和技巧。同时，此模块将帮助教师检查和统计预习成果。
（二）课上翻转教学功能模块的设计
采用翻转课堂式教学模式，让学生在课下完成基本知识的学习，如看微视频、学习PPT课件，或上网查看相关资料。课堂上师生之间和生生之间形成互动，包括在课上教学中通过讨论、投票、抢答、实战等多种形式实现翻转教学，答疑解惑，使学生深刻体会所学内容的关键和应用技巧，从而达到更好的教学效果。
（三）课外知识拓展功能模块的设计
教师还可以在网站上发布有关项目的拓展性资料，让学生更加了解项目起源的时代和背景。从侧面增加学生对项目的了解，使得学生不仅仅了解项目的玩法，还能从项目的起源中了解到那个时代的背景。结合当前教学知识点，启发学生对相关领域的独立调研、思考和实践。
四、练习、反馈和复习形式对学习效果的影响
技能、策略和行为获得的过程中许多教学要素都很重要，练习尤其重要。所以应当给学习者提供练习的机会，提供矫正性反馈，安排复习时间。有目的的练习可以提高学生目前的操作水平，因此在课上可以安排各种形式、各种层次、各种难度的练习及作业。
（一）针对项目的程序对抗赛练习模块的设计
计算机博弈是人工智能在棋牌娱乐领域的纵向深入研究，普通本科学生仅仅通过选修课有限的课时就要完成从比赛规则，到基本编程语法、图形化程序及鼠标键盘信息的采集，再到规则实现招法优化的学习。如果按照传统教学需要相对漫长的学习时间。为了让学生跨过底层的棋盘绘制、鼠标移动等信息处理的底层编程知识的学习过程，教学组针对每个项目预先开发了程序框架。这些程序框架具有现成的、简单的棋盘绘制和鼠标处理功能。也能顺序或随机穷举并提出玩家可以合理移动的招法。但是需要学员通过自己的理解不断改进和提高，才能真正具有更多的获胜机会和更高的成绩。课上初步学习后，学生可以通过选修课辅助系统在线提供的各项资源，根据自己的兴趣和特长，从选修课辅助系统中下载对应的对局项目的规则以及相应的对局程序，学生可以通过对局程序和目的程序下棋打牌，同时通过和目的程序下棋提高自己的经验，最后可以根据我们提供的示例程序进行修改，达到最终的参赛水平。
（二）课上提高对局预约模块的设计
为了更好地验证教学效果，教师需要快速掌握各学员的实战水平和编程水平。截至2018年，中国大学生计算机博弈赛共开展19项比赛项目。在选修课有限的课时里，既要用较多时间讲述这些项目的相关理论和实践知识，又要充分考察各学员在不同项目上的能力和排名，以便根据个人特长进行个性化的差异教学和选拔校队比赛成员。这需要在课上尽量安排各项目实现并行的真人对局或程序对局。我们针对此模块开发了一个对局预约网站，教师可通过这个网站发布对局信息，学生可以根据自己的时间进行课上对局预约，和同学进行对局，使自己更加了解自己的水平。
（三）学科竞赛组队和合作模块的设计
教师应对学生课上和课外表现给出综合客观评价，根据学生能力和特点，合理推荐学生形成竞赛组队，跟踪备战过程，督促备战行动，提升比赛成绩，让学生从中有所收获。由于参赛组队的学生可能来自不同的年级和专业，他们各自的课程通常都不相同，所以，在组队合作开发过程中，需要相互在时间上、空间上、精力上有较高的契合度。系统收集每个项目组队学员的课表空闲时间，经过对比，推荐给出共同的空闲时间。学员在合作过程中通过系统持续记录开发过程，对于开发过程中所犯的典型错误或所走的弯路在系统公告中给予强调，避免相同的错误或延迟在不同的项目组再次出现。指导教师通过不定期的查看开发记录，了解各项目组的研发进展，对于进度滞后的项目组给予更多的针对性指导，从而确保各项目的开发进度稳定推进。
五、结论
本文对影响选修课学习效果的三个主要因素进行了深入分析，并针对性的设计了具有展示、辅助教学、课前预习引导、课上翻转教学、课外知识拓展、对抗练习、组队合作等功能模块的辅助教学系统。理论和研究有助于学科的发展，但理论和研究的最终目的还是要指导教学实践，改善学习的效果。通过选修课辅助系统的各模块设计及使用，选计算机博弈选修课学生的学习获得了很大的帮助，取得了很好的学习效果。笔者希望通过进一步完善选修课辅助系统的研究，大大改善计算机类公共选修课的教学效果，赋予计算机选修课新的教学价值。
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