编程教学中注意力曲线提升策略

2021年年底，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，强调各行业的数字化转型都要稳步推进，通过数据驱动各产业快速发展。Python语言凭借易学性、可扩展性及在各个领域的广泛应用，被列入大数据、人工智能、会计、投资与保险等各专业的人才培养计划。然而，在面向各个专业的Python语言基础教学中，也存在一些问题。如当前高校教学多采用教师课堂讲授为主、学生上机操作为辅的教学模式，学生上课注意力难以集中，学习效率大打折扣。本文以吸引学生课堂注意力为目的，探索合适的教学设计方式，使学生课堂注意力保持集中，从而为提升编程语言类课程教学效果提供新的思路。

一、传统编程教学存在的不足

（一）单次课时过长，学生注意力难以长久保持

实践类课程需要配合大量的实训，很多情况下教师会选择3~4节课连排的方式。这种排课方式对于需要完成完整项目的课程，比如对于机器学习、爬虫等课程比较合适。但对于Python及其他程序设计语言基础类课程，教授内容以基础语法为主，知识点和练习相对碎片化，近3个小时的课程会导致学生疲惫不堪，注意力难以集中，教师在讲授过程中也容易产生惰性。但课时过少又会导致教师无法完成规定的教学内容。因此，如何让学生保持长久的课堂注意力的同时满足教学时长，是教师在教学设计之初就需要考虑的问题。

（二）内容讲练割裂，课堂中注意力易涣散

当前部分教师仍习惯于传统的教学方式，即简单地将一节课程的前50%时间用于讲课，剩余时间用于实训。此方式的优势在于不会打断实训过程，方便实训项目完整进行，但是对于Python语言程序设计等基本语法的课程来说效果并不好。多个知识点的集中讲解，容易导致学生在面对高密度的知识输入时无法完全接受消化，继而注意力涣散，影响后续知识点的吸收。另外，多个知识点的实训聚集在一起进行，还会导致学生在进行后面知识点的实训时，忘记前面对应的讲授内容，影响课堂后续教学质量。

（三）线下传统教学，个体学习程度难掌握

传统教学活动中，教师会通过课堂问答、随堂小测，以及布置课后作业的方式来掌握学生学习情况。但以上方式也存在缺陷，如：课上积极回答问题的学生本身对教学内容掌握程度较高，而未参与回答问题的学生的学习效果无法判断；课末随堂小测和课后作业可以掌握所有学生的学习情况，但相对课堂授课有滞后性。教师如果发现某个知识点需要巩固，只能选择在下次课上进行，无法实现动态调整教学。故以上几种方式都不是理想的追踪学生个体学习状态的方式。

二、教学设计改革探讨

（一）基于Python编程课程特点，以2课时为单位组织教学

Python语言程序设计课程的教学以Python的基本语法为主，由于课时限制，不会涉及太多大项目的实现，因此具有知识点碎片化、练习题分散化的特点。由于基本语法以记忆内容为主，过长时间的学习会导致学生学习效率下降，教师在进行教学设计时不宜单次设计过多课时，但是为了保证后续课程的需要，总体课时不能减少。因此，笔者建议以2课时为单位组织教学，采用每周安排2次课程实现总体教学的课容量的方式，提升学生学习与教师教学效果。

（二）基于成年人注意力曲线，合理设计有效教学活动刺激

1.课堂注意力刺激时间设置

在没有特殊刺激下，学生的课堂注意力与课堂时间呈现V型的曲线关系，即开始上课时学生注意力最高，随着课堂内容的展开注意力快速下降，到10分钟左右注意力进入低谷，接下来又开始缓慢上升，到40分钟即将下课时又恢复到较高水平。如果教师希望学生的课堂注意力持续保持在理想水平，那么给予适当时间间隔的刺激（如问答）是有效的方式。南京理工大学周长光的研究表明，通过合理设置教学环节，每10分钟持续不断地对学生注意力实施刺激，便可以使学生课堂注意力维持在较高水平。

2.课堂注意力刺激内容选择

南京师范大学何善亮的研究表明，注意力与刺激的关系曲线可以表示为一个倒U型，即当刺激水平较低时，注意力无法得到有效刺激，处于难以集中的状态，正如教师上课平铺直叙，不进行任何教学活动，刺激不够，导致学生注意力无法集中。当过度刺激时，人体肾上腺素分泌过高，人容易处于极度亢奋的状态，根据个体差异，会出现紧张、兴奋或者愤怒的表现，同样难以集中注意力。因此，只有刺激水平恰到好处，肾上腺素适当分泌，才能保证学生从身体到大脑都保持在合适的活跃区间，使注意力达到峰值。教学设计中，教学活动可以成为有效的刺激源，而合适的活动内容选择决定刺激的效果。除提问外，教师还可以设计如头脑风暴、讨论、小组比赛等多样的教学活动来丰富课堂形式，避免单一刺激导致教学效果下降。此外，Python语言教学中实训是很重要的部分，也可以作为刺激的内容进行插入，如例题的修改、简单题目的设计等，都可以在10分钟左右的时间内结束，讲课和实训的切换也可以作为有效刺激的内容。

（三）基于智慧教学平台，实时获取个人学习反馈

传统的教师问答只能获取部分学生反馈，也只能对部分学生的注意力实现刺激，无法覆盖整个班级。因此，教师可以借助如智慧职教等教学平台，通过签到、提问、讨论等课堂活动，让每一个学生都参与其中，根据实时个体学习反馈动态调整教学进度，有效提升全班学生的课堂注意力与学习效果，并在课后进行数据分析，帮助教师不断优化教学设计，让课堂教学成效达到最佳。

三、教学具体设计

本节以2021—2022学年第一学期面向大数据211班的《Python语言程序设计》为例，进行教学设计示例。此班级学生均为普高生源，62%的学生曾经学习过VB，38%的学生没有接触过任何编程语言。因此在教学过程中如何让有基础的学生和无基础的学生都能得到良好的教学体验，是需要研究的问题。本课程充分利用了智慧职教、PTA平台等在线教学资源，借助信息化教学手段，通过线上与线下教学相结合，力求取得最佳的教学效果。本节以《Python语言程序设计》第二章第一节顺序结构内容为例，进行一次2课时、共80分钟的教学设计。

（一）教学内容及安排

本次课的教学内容为变量的概念，包含Python中变量的起名规则，Python中常用的数据类型及相互之间的差异，变量的输入及格式化输出方式，通过顺序结构实现变量的简单运算及输入输出。按照成年人注意力曲线，本次课程在合适的时间点增加不同形式的教学环节实现注意力刺激，如教师在上课后发现学生注意力开始下降的时候，在第9、23、37、51、65分钟的时间节点将讨论、多选小测、判断、实训1和实训2等活动作为刺激，从而使学生的注意力时刻保持在较高水平。同时，在活动开始后的5~10分钟内回到教学，从而保证学生在注意力集中的情况下接受新知识点。

（二）教学效果反馈教师使用智慧教学平台可以在课堂活动

结束后立即看到相关的数据统计。例如，在判断变量名是否合法的题目中，在“123ab、ab123、_ab_、-ab-、as”选项中对于“-ab-”与“as”是否是合法变量名的正确率进行比较，从而可以判断出，学生对于特殊符号是否能作为变量名的起始，以及Python保留关键字还不熟悉。教师需要在课堂上进行再次强调，在实际教学中灵活安排教学活动。同时，教师通过PTA程序设计实验辅助平台，可以掌握学生的编程实际操作水平；通过提交时间、准确率、分数、耗时等，获取学生的作业完成情况、知识点掌握程度、题目难易程度等。这都减少了传统编程课程作业需要教师一一阅读或运行代码才能给出成绩的时间，有利于教师专注于教学活动本身，大大提升了教学效率。基于以上研究，区别于传统的编程教学，本文通过成人注意力曲线变化，确定单次课程时长，设置合适的教学刺激，来提高学生的课堂注意力。教师将智慧平台应用到教学中，使每个学生都可以获得相应的刺激，从而实现教学效果的最大化，最后用平台数据分析得到实时的教学反馈，及时完善教学活动设计，为编程教育工作者提供了新的思路。

作者:陆薇 单位:浙江金融职业学院信息技术学院