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一种球状教学模型规划和实践 　　1背景 　　程序设计系列课程是普通高校计算机类专业的基础课，一般包括程序设计基础、面向对象程序设计、数据结构与算法等。该系列课程讲授程序设计基础知识，注重培养学生的逻辑思维和抽象能力[1]，加强学生的专业修养[2]，具有普通高校理工科专业课程的典型特征。通过系统、深入地研究该系列课程的教学模式、教学方法，能够对其他各类专业课程的教学起到良好的示范性。传统的程序设计教学主要关注编程技能、调试技能以及算法分析技能。目前，随着大规模数据计算任务的快速发展和应用，学生应该对问题涉及的数据及结构、数据的规模等方面有更充分的认知和理解，这对程序设计系列课程的应用能力提出了新的要求和挑战。传统教学模式以程序设计语言为纲，教学内容组织一般是线性的，如图1所示。线性结构教学强调教学的流畅性以及前修与后续内容的衔接，但较少关注后续内容对前修内容的反馈。学完该课程后，学生掌握的知识点零散，缺乏系统性。实践中常常发现，当进行后续练习时，相关练习在前修内容中较少或没有涉及。例如，编写菜单系统时，发现之前从未涉及与菜单相关的操作。另外，前修内容在后续内容中较少得到进一步应用，导致学生产生“为什么要做这个练习”的疑问。可见，虽然理论知识是连贯的，但从实践的角度来看，前后内容出现了一定程度的错位和脱节，前修内容对后续内容的支撑不够，后续内容也没有对前修内容进行反馈，从而导致学生的学习目的性不强，难以激发学习热情。 　　2 球状教学模型规划 　　球状教学模型是一个多层叠加的闭合系基金项目：2014 年重庆市研究生教育教学改革项目(yjg143011)。第一统：基础层为核心，进阶层为主体，应用层为表现，每一层外分别覆盖缓冲层，如图 2 所示。图3 是球状模型的分层透视图，可见每一层又分为理论层和实践层，其中以理论为核，以实验为支撑。每一层外的缓冲层是实验层的扩展。2.2 球状模型的特点球状教学模型具有如下特点。(1)闭合性。与传统模型相比，球状模型是闭合模型，它强调内容的延续性和全面覆盖性，要求前修内容在后续课程中有所体现，并得到进一步应用。例如，在程序设计基础课程中，基础层有如下实验题目：在程序设计系列课程中，我们将各层实验划分为验证性、设计性、综合性三类。缓冲层则选用各类竞赛和评测题目，伴随多样化的学习形式进行训练，属于扩展性练习。在实践中，将缓冲层设定为选做任务，使缓冲层具有弹性，作为实验层的补充。该案例将字符串的操作贯穿于各层，并逐步加深应用，使外层的实验涵盖内层的全部内容，并以此为基础进行扩展。这种闭合性有利于教师组织教学，从基础层开始逐步引导、激发学生的学习兴趣和热情，避免单纯地进行验证性实验。(2)弹性。球状模型中，理论层和实验层是必选内容，缓冲层是实验层的扩展，它提供各类选做任务，属于扩展性实验。缓冲层使球状模型具有一定的弹性，这体现在缓冲层的实验内容、完成方式、考核方式均是多样化的。从实验内容看，其实验内容使用北大等Open Judge 系统、参加 ACM 程序设计竞赛、参与CCF中文信息评测、参与BigData相关的各类竞赛等。缓冲层的内容比综合性实验具有更大的深广度，超出教材及教学范围，需要学生在课外搜集、整理资料，并进行独立分析和小组讨论。从完成形式看，缓冲层的内容一般在课外进行。由于各类竞赛都具有一定的难度，通常需要教开展一定的指导、答疑活动。另外，还应与高年级同学组成学习团队，培养良好的学习方法和合作意识。在我们的教学实践中，梯队结构具有良好的可持续性，一旦形成，可使学习氛围保持良性发展。可见，缓冲层丰富了学习形式，有利于培养学生的综合能力，令学生的知识结构更全面，具备抗挤压能力，在面临进一步的学习压力时能灵活应对。另外，由于缓冲层的考核方式多样，可能使学生的综合能力发展不均衡，在各种压力面前的表现不一，因此，缓冲层也为个性化发展提供了空间。(3)后向反馈性。专业基础课的知识点繁多，理论性强，难以被快速掌握。随着学习的深入，应用逐渐变得复杂多样，来自应用层的实践压力增大，使累积在内层的问题逐渐显现。例如，在应用层操作复杂数据类型，如指针、结构体数组时，常常对简单数据类型操作失误，这是由于在基础层对变量及数据类型的理解不够清楚;有些学生处理递归问题时，难以控制递归的执行过程，这是因为对函数嵌套的执行过程理解不深入。球状模型对知识进行分层，且后续内容完全覆盖前修内容，衔接紧密。因此，当外层出现问题时，容易快速定位问题所处的内部层次，便于学生进行自我审视和自我完善。 　　3 球状模型的关键点 　　3.1 合理分割教学内容为体现教学内容的层次性，应对教学内容进行合理的规划和分割。其中，基础层是后续教学的基础，以建立理论基础和培养扎实的实践技能为目标。进阶层是课程内