翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在Java程序設(shè)計課中的應(yīng)用研究

壽周翔　王李冬　李文娟++胡克用

摘 要： 在分析Java程序設(shè)計課程教學(xué)中存在的問題基礎(chǔ)上，結(jié)合課程特點(diǎn)，提出了瀑布式的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，并在課程教學(xué)中實(shí)施和應(yīng)用。詳細(xì)介紹了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式課前和課中二個教學(xué)階段教師和學(xué)生的活動。實(shí)踐證明，翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式可以充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，是提升Java程序設(shè)計課程教學(xué)水平的一種有效方法。

關(guān)鍵詞： 微課； 翻轉(zhuǎn)課堂； Java程序設(shè)計； 案例驅(qū)動

中圖分類號：G642.0；TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）10-83-04

Research on the application of flipped classroom teaching mode

in Java programming course

Shou Zhouxiang， Wang Lidong， Li Wenjuan， Hu Keyong

（Hangzhou Normal University Qianjiang College， Hangzhou， Zhejiang 310036， China）

Abstract： On the basis of analyzing the problems existing in the teaching of Java programming course， combining with the characteristics of the course， the waterfall flipped classroom teaching mode is proposed， and is implemented and applied in the course teaching. The activities of teachers and students in two teaching stages， which are the before and during the course， of flipped classroom teaching mode are introduced in detail. Practice has proved that the flipped teaching mode can fully stimulate students' learning interest and improve students' autonomous learning ability. It is an effective way to improve the teaching level of Java programming course.

Key words： micro-course； flipped classroom； Java programming； case driven

0 引言

翻轉(zhuǎn)課堂是近年來興起的符合教育部信息化教學(xué)改革目標(biāo)的一種創(chuàng)新型教學(xué)模式，它為信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合提供了可能。目前Java程序設(shè)計課程的教學(xué)，普遍采取傳統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)驅(qū)動的教學(xué)法，教師講授知識點(diǎn)，學(xué)生按部就班地學(xué)習(xí)，教學(xué)效果不理想。要根本性地提高Java程序設(shè)計課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用編程語言開發(fā)軟件的實(shí)際能力，需引入高效的教學(xué)模式提高教學(xué)效率。

1 翻轉(zhuǎn)課堂及其內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂是教學(xué)過程的一種重新組合，教師提供課前教學(xué)視頻讓學(xué)生先完成自學(xué)，再利用課堂時間通過各種學(xué)習(xí)活動（項(xiàng)目、活動主題、答疑、練習(xí)等）幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化，這是一個系統(tǒng)性的變革，不是簡單的學(xué)習(xí)前置。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的理論依據(jù)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和系統(tǒng)論的設(shè)計思想，真正體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性及教師的主導(dǎo)性，徹底改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)模式[1]。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式以學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展為目標(biāo)，既強(qiáng)調(diào)知識的傳授，更注重學(xué)生對知識的內(nèi)化，通過學(xué)生課外有導(dǎo)向、有支持的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力，通過課堂討論、小組交流、教師答疑等方式更好地促使學(xué)生知識的內(nèi)化，提升學(xué)生的溝通能力和創(chuàng)新思維。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在Java程序設(shè)計課程應(yīng)用背景

2.1 Java程序設(shè)計課程特點(diǎn)

Java語言是目前最受歡迎的面向?qū)ο缶幊陶Z言，是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其教學(xué)任務(wù)是通過學(xué)習(xí)Java的運(yùn)行機(jī)制、基礎(chǔ)語法，面向?qū)ο笤O(shè)計的封裝、繼承、多態(tài)，異常處理，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等內(nèi)容，使學(xué)生掌握較扎實(shí)的Java語言基礎(chǔ)，理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力以及使用Java語言進(jìn)行程序設(shè)計的能力和程序調(diào)試的能力。

2.2 當(dāng)前Java程序設(shè)計課程教學(xué)中存在的問題

⑴ 教師主導(dǎo)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。傳統(tǒng)的教學(xué)都是強(qiáng)調(diào)“以教師為中心”，教師灌輸知識，學(xué)生被動接受知識，學(xué)生的主體地位不突出，師生互動欠缺，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性。

⑵ 教學(xué)課時少，教學(xué)內(nèi)容多。Java程序設(shè)計課是一門理論和實(shí)踐結(jié)合比較緊密的課程，很多學(xué)校每周安排二節(jié)課，教師在課堂上先講理論，然后讓學(xué)生實(shí)踐操作。不少學(xué)生在理論尚未熟悉理解的基礎(chǔ)上，倉促上機(jī)編程實(shí)踐操作，很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生編程實(shí)踐能力的目標(biāo)，教學(xué)效果較差。

⑶ 由于學(xué)生個體學(xué)習(xí)能力、理解能力的差異，使得教師在課堂上很難都兼顧到，所以經(jīng)常造成好學(xué)生“吃不飽”，接受慢的學(xué)生“不消化”的情況。

要想打破這種現(xiàn)狀，需要重新審視我們的教與學(xué)，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入Java程序設(shè)計課的教學(xué)是很有意義的嘗試和探索。為了擺脫分層次教學(xué)的困境，我們提出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)模型，設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式課前、課中兩個階段教師和學(xué)生的活動流程，以Java程序設(shè)計課程為例，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在Java程序設(shè)計課程中的應(yīng)用

我們在Robert Talbert教授翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模型[2]的基礎(chǔ)上，結(jié)合Java程序設(shè)計課程特點(diǎn)，對其進(jìn)行了改進(jìn)和具體化，構(gòu)建了瀑布式的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，如圖1。該教學(xué)模型體現(xiàn)在“以學(xué)生為中心”的教育理念基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)教師的引導(dǎo)作用，同時關(guān)注模型在Java程序設(shè)計課程應(yīng)用中的可操作性。該模型主要由課前和課中兩個階段組成，每個階段分別由教師活動和學(xué)生活動兩部分組成，強(qiáng)調(diào)利用信息技術(shù)環(huán)境支持的師生活動，詳細(xì)描述了在課程應(yīng)用中的具體步驟和各活動之間的關(guān)系。

3.1 課前教學(xué)實(shí)施階段

3.1.1 教師活動部分

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，課前教學(xué)實(shí)施階段教師的主要任務(wù)有以下。

⑴ 學(xué)情分析、教學(xué)內(nèi)容選擇與設(shè)計

教師要進(jìn)行有效的教學(xué)設(shè)計，必須對學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)期望度等特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，編制教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)。由于要求學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的環(huán)境中了解教學(xué)目標(biāo)。掌握知識點(diǎn)和相應(yīng)技能，教學(xué)目標(biāo)在編寫時應(yīng)細(xì)化，即把一個綜合性的目標(biāo)細(xì)化成許多小的、分散性的目標(biāo)，每個細(xì)化的教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)某個具體的知識點(diǎn)或者編程技能。教學(xué)目標(biāo)在描述時盡可能分層次，說明課前和課中應(yīng)達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。

⑵ 自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計、制作學(xué)案導(dǎo)學(xué)單

教師根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，選擇不同的自主學(xué)習(xí)策略（如支架式教學(xué)策略、拋錨式教學(xué)策略、隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)策略等），設(shè)計學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動。

學(xué)案導(dǎo)學(xué)單是學(xué)生在課前要完成的任務(wù)單，導(dǎo)學(xué)單上主要包含學(xué)習(xí)指南（學(xué)習(xí)主題、達(dá)成目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法建議、課堂學(xué)習(xí)形式公布），學(xué)習(xí)任務(wù)（整體把握、重點(diǎn)難點(diǎn)把握、其他知識點(diǎn)把握、創(chuàng)設(shè)必要的協(xié)作探究情境），問題設(shè)計（重難點(diǎn)轉(zhuǎn)化問題、其他信息轉(zhuǎn)化問題），建構(gòu)性學(xué)習(xí)資源，程序設(shè)計練習(xí)（練習(xí)題、必要的提示），問題檔案（記錄疑問、提出關(guān)于教師課堂指導(dǎo)的建議），學(xué)習(xí)反思（解決問題的過程、練習(xí)統(tǒng)計、存在問題與改進(jìn)設(shè)想）等[3]。學(xué)生可以根據(jù)導(dǎo)學(xué)單制定適合自己的學(xué)習(xí)計劃，完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)案導(dǎo)學(xué)單是學(xué)生保質(zhì)保量完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，教師有效地實(shí)施課堂教學(xué)的前提和基礎(chǔ)。

⑶ 制作微課視頻、課前測驗(yàn)

教師在制作微課視頻時，要基于教學(xué)設(shè)計思想，通過提煉知識點(diǎn)，整理教學(xué)材料、搜集多媒體素材，使用多媒體技術(shù)制作成播放長度為5-10分鐘，就某個特定問題或者編程技術(shù)進(jìn)行針對性講解、演示，且能清楚地講解知識點(diǎn)，符合學(xué)生的認(rèn)知能力要求。

教師還應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和微課內(nèi)容，編制配套的課前編程練習(xí)，由于考慮到是課前學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，所以練習(xí)的數(shù)量和難度應(yīng)恰當(dāng)好處，以免挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

⑷ 收集問題和測驗(yàn)結(jié)果

學(xué)生反饋給教師的導(dǎo)學(xué)單上主要有：學(xué)習(xí)過程中遇到的問題、學(xué)習(xí)收獲和成效，以及編程練習(xí)結(jié)果，這些數(shù)據(jù)反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，是學(xué)生學(xué)習(xí)行為的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，教師通過收集、分析這些數(shù)據(jù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)教與學(xué)中存在的問題，為課堂教學(xué)的設(shè)計提供第一手參考依據(jù)。

⑸ 調(diào)整課堂教學(xué)設(shè)計和學(xué)習(xí)材料

教師通過收集到的問題和編程練習(xí)結(jié)果，總結(jié)出一些有針對性的探究題目，以課內(nèi)學(xué)習(xí)單的形式準(zhǔn)備，課內(nèi)學(xué)習(xí)單的設(shè)計與課前學(xué)習(xí)單的設(shè)計相同，并對課內(nèi)學(xué)生的活動（獨(dú)立探究、協(xié)作學(xué)習(xí)、成果交流和匯報、評價等方面）進(jìn)行設(shè)計。

3.1.2 學(xué)生活動部分

這部分學(xué)生的活動以信息技術(shù)為支持，主要包括四個環(huán)節(jié)。

⑴ 了解學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生對導(dǎo)學(xué)單上細(xì)化的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，了解課外學(xué)習(xí)的任務(wù)，并根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)和自身特點(diǎn)選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

⑵ 觀看微課視頻或其他學(xué)習(xí)材料。學(xué)生在明確學(xué)習(xí)任務(wù)后，通過觀看教師提供的微課教學(xué)視頻或其他形式的學(xué)習(xí)材料開展學(xué)習(xí)，學(xué)生可以自主掌控學(xué)習(xí)節(jié)奏、時間，根據(jù)自己的理解能力合理地觀看視頻，對于已掌握的或者簡單的內(nèi)容可以粗略看，對于沒掌握或者重點(diǎn)難點(diǎn)可以重復(fù)地看，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的分層次學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。

⑶ 課前測評。學(xué)生在觀看微課后，要完成導(dǎo)學(xué)單上的課前編程練習(xí)，鞏固觀看微課的學(xué)習(xí)效果，通過課前練習(xí)及時發(fā)現(xiàn)前二個環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)中存在的問題。

⑷ 填寫課前學(xué)案導(dǎo)學(xué)單。學(xué)生在學(xué)案導(dǎo)學(xué)單指引下，通過前面三個環(huán)節(jié)的活動，對自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行反思、總結(jié)，把學(xué)習(xí)心得、收獲及學(xué)習(xí)中遇到的問題填寫在導(dǎo)學(xué)單上，并反饋給教師。

3.2 課中教學(xué)實(shí)施階段

該階段的目標(biāo)是答疑解惑、協(xié)作學(xué)習(xí)和編程實(shí)踐。學(xué)生要將課前無法解決的問題拿到課中來，通過同學(xué)間的協(xié)作學(xué)習(xí)與老師的適當(dāng)引導(dǎo)，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，深化重點(diǎn)。在課中教師可采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法組織課堂活動，學(xué)生依據(jù)任務(wù)的難易程度進(jìn)行獨(dú)立探索、協(xié)作探究或小組合作，最后學(xué)生以項(xiàng)目成果展示的方式進(jìn)行交流展示，教師則作反饋與評價[4]。

3.2.1 教師活動部分

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，教師在這個階段的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)對課前階段知識的高效內(nèi)化，主要包括三個環(huán)節(jié)。這三個環(huán)節(jié)根據(jù)學(xué)生課堂的表現(xiàn)和反饋進(jìn)行動態(tài)化的調(diào)整完善。

⑴ 組織課堂活動、答疑

首先教師針對課前學(xué)生導(dǎo)學(xué)單上收集的學(xué)習(xí)過程中的問題及練習(xí)作業(yè)中反映出來的問題，進(jìn)行答疑，對操作性強(qiáng)的問題進(jìn)行針對性的演示講解。另外在課堂教學(xué)中還要安排師生互動時間，讓仍有疑問的學(xué)生繼續(xù)提問。教師在互動環(huán)節(jié)中要把控課堂，適度進(jìn)行引導(dǎo)。

⑵ 布置課堂任務(wù)、輔導(dǎo)

教師通過引入案例任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生分小組進(jìn)行協(xié)作討論、交流，每個小組的學(xué)生人數(shù)不宜過多，一般以3-5人為宜。在各小組解決了案例任務(wù)中主要的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，形成初步方案后，可以讓學(xué)生獨(dú)立完成案例任務(wù)，教師結(jié)合實(shí)際情況可以對學(xué)生一對一的個性化輔導(dǎo)。在這個環(huán)節(jié)中教師要充分調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)造性、協(xié)作能力及獨(dú)立解決問題的能力。

⑶ 評價、總結(jié)、反饋

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，評價的立足點(diǎn)由教師單純評價向多元化評價（學(xué)生自評、互評和師生共評相結(jié)合）的軌道轉(zhuǎn)變，由單純的定量評價向定量與定性相結(jié)合的軌道轉(zhuǎn)變，把評價的主動權(quán)交給學(xué)生，通過評價促進(jìn)學(xué)生對知識和技能的進(jìn)一步內(nèi)化。

3.2.2 學(xué)生活動部分

⑴ 提出問題，參與課堂討論

學(xué)生在課堂中，可以提出自己學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，也可以回答別的同學(xué)提出的問題，通過課堂討論，促進(jìn)學(xué)生的個性思維發(fā)展及知識的共享。

⑵ 協(xié)作學(xué)習(xí)，完成課堂任務(wù)

學(xué)生根據(jù)教師在課堂中教學(xué)案例及課堂任務(wù)，以小組為單位開展協(xié)作學(xué)習(xí)，小組中各成員要有一定的分工，小組成員提出自己的思路觀點(diǎn)，形成解決案例任務(wù)的初步方案之后，小組成員獨(dú)立完成案例任務(wù)。通過協(xié)作學(xué)習(xí)，可以很好地訓(xùn)練學(xué)生的表達(dá)能力和邏輯思維能力，增進(jìn)學(xué)生個體間的溝通協(xié)作，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)知識與技能的內(nèi)化。

⑶ 成果交流展示

學(xué)生完成問題探究和課堂任務(wù)后，要在課堂上匯報，與其他學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)成果，交流學(xué)習(xí)體驗(yàn)，展示課堂作品。對任務(wù)完成的情況進(jìn)行匯總，通過交流使學(xué)生都能掌握本節(jié)課的知識，更好地實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化，促進(jìn)學(xué)習(xí)興趣的提升。

3.3 教學(xué)效果分析

在傳統(tǒng)課堂中，教學(xué)效果的評價是通過課后作業(yè)與試卷測試的方式，比較簡單。而在翻轉(zhuǎn)課堂中，評價方式應(yīng)該多元化。評價需要由專家、教師、學(xué)生等組成評價小組共同進(jìn)行評價，做好個人評價、小組評價、形成性評價和總結(jié)性評價，對學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果都要做到定量和定性的評價。并且在評價內(nèi)容方面應(yīng)該對翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的各個步驟和結(jié)果都進(jìn)行評價。通過評價結(jié)果衡量教師設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容、課前練習(xí)、課堂活動對學(xué)生的學(xué)習(xí)是否有效，學(xué)生是否接受這樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果[5]。

4 結(jié)束語

本文探討了在Java程序設(shè)計課程教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，經(jīng)過一個學(xué)期的實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)效果以及程序設(shè)計和調(diào)試能力均有了大幅度提升。實(shí)踐證明，在操作性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程中實(shí)施該模式是可行的，教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生主體地位都得以體現(xiàn)，學(xué)生的實(shí)踐操作能力，主動學(xué)習(xí)能力得到較大提升。但在新的教學(xué)模式下教師迎來了發(fā)展新的教學(xué)技能的挑戰(zhàn)，需要運(yùn)用新的教學(xué)策略幫助學(xué)生完成知識構(gòu)建，教師須投入更多的精力和時間來準(zhǔn)備課前課中的教學(xué)設(shè)計。另外，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式也要求學(xué)生有較高的自我約束能力及溝通表達(dá)能力，這些問題需要在今后的教學(xué)中不斷反思與改進(jìn)。

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