基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的高校程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式研究

關(guān)玉兵

（佳木斯大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的高校程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式研究

關(guān)玉兵

（佳木斯大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

針對(duì)高校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中常規(guī)教學(xué)模式不能滿足課程教學(xué)目標(biāo)的需要以及課程的實(shí)踐性強(qiáng)等問(wèn)題，本文研究探討了翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用模式，提出采用課前學(xué)生通過(guò)校內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、課中師生討論交流和實(shí)踐訓(xùn)練，課后總結(jié)和分享3個(gè)階段相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，并以Java程序設(shè)計(jì)某一章節(jié)的教學(xué)為例闡述實(shí)施過(guò)程和效果。

翻轉(zhuǎn)課堂；程序設(shè)計(jì)；教學(xué)模式

一、引言

高校中的程序設(shè)計(jì)類課程是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)主干課和必修課，如C、OOP、Web程序設(shè)計(jì)等課程，該類課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生在掌握程序設(shè)計(jì)基本理論和方法的基礎(chǔ)上，逐步獲得使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)其熟練的編程技能和創(chuàng)新思維。作為理論知識(shí)和實(shí)踐技術(shù)并重的一類課程，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式已不能完全滿足培養(yǎng)技能型和創(chuàng)新型人才的教學(xué)目標(biāo)，主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1．統(tǒng)一的教學(xué)步調(diào)和設(shè)計(jì)，教師難以照顧所有學(xué)生不同的學(xué)習(xí)需求

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是集體授課，一個(gè)班幾十個(gè)同學(xué)坐在同一間教室內(nèi)上課，學(xué)生之間存在著各種差異，如學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，認(rèn)知風(fēng)格不同等，而這種集體授課通常學(xué)時(shí)有限且有教學(xué)進(jìn)度的要求，教師上課時(shí)通常采取統(tǒng)一的教學(xué)步調(diào)和教學(xué)設(shè)計(jì)，不能做到因材施教，照顧所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，常見的現(xiàn)象是，教師講一個(gè)問(wèn)題時(shí)，能力強(qiáng)的學(xué)生覺得已經(jīng)掌握沒必要再講，能力較弱的學(xué)生卻認(rèn)為教師講的還不夠細(xì)。

2．教師的講授和演示占據(jù)課堂大部分時(shí)間，學(xué)生沒有足夠的實(shí)踐時(shí)間

由于課程的教學(xué)內(nèi)容信息量大，課堂時(shí)間有限，教師的講授和演示往往占據(jù)大部分課堂時(shí)間，甚至是“滿堂灌”，學(xué)生難以與教師進(jìn)行互動(dòng)和反饋，沒有足夠的練習(xí)和消化時(shí)間，只能被動(dòng)的聽。而技能的掌握和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需要大量的時(shí)間去實(shí)踐和練習(xí)，需要不斷動(dòng)手去寫代碼，測(cè)試、糾錯(cuò)，這個(gè)過(guò)程中還需要教師必要的指導(dǎo)，而課下時(shí)間由于缺乏教師的指導(dǎo)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果不好，甚至是舉步維艱。

3．教學(xué)內(nèi)容信息量大，抽象難懂，課堂時(shí)間難以滿足教學(xué)需要

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言雖然是用于解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的，但與自然語(yǔ)言有差距，比較抽象晦澀，為了易于學(xué)生理解和掌握，教師的講授需要深入淺出，列舉出豐富的實(shí)例，必要時(shí)要利用一些教材以外的資源如網(wǎng)絡(luò)、多媒體資源來(lái)輔助教學(xué)，課堂上這些實(shí)例和資源的呈現(xiàn)需要一些時(shí)間，讓本已有限的學(xué)時(shí)實(shí)踐時(shí)間更加捉襟見肘。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式不同，它以“先學(xué)后教”的教學(xué)范式開展教學(xué)活動(dòng)，體現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)理念，一方面通過(guò)微視頻等教育資源的課前學(xué)習(xí)提高學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力，另一方面由教師、學(xué)生群體在課堂中共同完成知識(shí)的意義建構(gòu)和內(nèi)化過(guò)程，促進(jìn)師生角色轉(zhuǎn)變的同時(shí)提升課堂效率[1]。將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于程序設(shè)計(jì)課，學(xué)生可以在課前預(yù)先自學(xué)程序設(shè)計(jì)中的概念原理、語(yǔ)法規(guī)則、基本方法，將教師從相對(duì)簡(jiǎn)單的和瑣碎的知識(shí)點(diǎn)中解放出來(lái)，使教師將更多的時(shí)間和精力用于有針對(duì)性的個(gè)性化輔導(dǎo)，學(xué)生獲得更多編程技能和實(shí)踐的訓(xùn)練，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。為了探索翻轉(zhuǎn)課堂理念在高校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中應(yīng)用的可行性和具體模式，本研究進(jìn)行了兩個(gè)學(xué)期的“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)。證明基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)實(shí)踐技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，程序設(shè)計(jì)課程應(yīng)用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式是可行且必要的。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

國(guó)外通常將翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)過(guò)程分為課前和課上兩個(gè)部分。課前指導(dǎo)學(xué)生觀看具有視頻教程并且完成針對(duì)性的課前練習(xí)，課上教師對(duì)學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行簡(jiǎn)短的測(cè)評(píng)，然后通過(guò)解決問(wèn)題促進(jìn)知識(shí)鞏固、內(nèi)化、遷移。我國(guó)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的研究方興未艾，對(duì)于其具體的設(shè)計(jì)和實(shí)施提出了很多建設(shè)性的觀點(diǎn)。張金磊[2]等通過(guò)對(duì)游戲化學(xué)習(xí)理念應(yīng)用到翻轉(zhuǎn)課堂中的案例進(jìn)行分析，提出了基于游戲化學(xué)習(xí)理念的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式。鐘曉流[3]等融合中國(guó)傳統(tǒng)文化中的太極思想、布魯姆的認(rèn)知領(lǐng)域教學(xué)目標(biāo)分類理論，構(gòu)建出一個(gè)太極環(huán)式的翻轉(zhuǎn)課堂模型。宋朝霞[4]等將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念融入項(xiàng)目式教學(xué),使學(xué)生通過(guò)課前對(duì)網(wǎng)絡(luò)課件的自主學(xué)習(xí)來(lái)減少教師課堂講授時(shí)間，增加學(xué)生課堂參與項(xiàng)目實(shí)踐的時(shí)間，以彌補(bǔ)項(xiàng)目式教學(xué)中課堂教學(xué)時(shí)間緊張的缺陷。劉銳[5]等結(jié)合教學(xué)實(shí)踐構(gòu)建了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，該模式通過(guò)課前的過(guò)關(guān)任務(wù)、課內(nèi)的典型任務(wù)和課后的拓展任務(wù)實(shí)現(xiàn)了知識(shí)傳遞、知識(shí)建構(gòu)和內(nèi)化、知識(shí)鞏固和拓展。

綜合國(guó)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂的研究并結(jié)合程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，本研究把程序設(shè)計(jì)課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式分為三個(gè)階段：課前階段，學(xué)生在基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和師生互動(dòng)；課中階段，教師依據(jù)課前學(xué)習(xí)的反饋著重講解難點(diǎn)、疑點(diǎn)，并安排適當(dāng)實(shí)踐任務(wù)；課后布置少而精的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，鞏固所學(xué)并布置下次課需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容和任務(wù)，三個(gè)階段是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程。其中學(xué)生是三個(gè)階段的活動(dòng)主體，教師是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)。該模式的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下面對(duì)這三個(gè)階段進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

圖1　基于翻轉(zhuǎn)課堂程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式結(jié)構(gòu)圖

1.課前階段

（1）教師行為。教師研讀教學(xué)目標(biāo)并將其分解，得到分階段的教學(xué)目標(biāo)，然后據(jù)此設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備每個(gè)階段的課程資源。翻轉(zhuǎn)課堂中的課程資源主要包括以微視頻為主要形式的視頻資源，為滿足不同學(xué)習(xí)者認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好，也可以用文本、音頻以及動(dòng)畫等形式呈現(xiàn)課程知識(shí)，以降低學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知負(fù)荷[6]。本研究中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要提供由教師錄制或收集相關(guān)微視頻及教學(xué)課件。教師在課前階段對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的監(jiān)督和引導(dǎo)。

（2）學(xué)生行為。學(xué)生依據(jù)自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格和基礎(chǔ)，選擇相應(yīng)的媒體資源和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這些學(xué)習(xí)資源的優(yōu)勢(shì)在于可以反復(fù)重現(xiàn)，學(xué)生可以自定步調(diào)。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)完畢后，學(xué)生通過(guò)做對(duì)應(yīng)的習(xí)題檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果。在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和疑惑可以在發(fā)帖區(qū)發(fā)布，教師和其他學(xué)生為其提供的幫助，教師據(jù)此了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.課中階段

（1）教師行為。課堂依然是教學(xué)的主陣地，切不可本末倒置，教師的教學(xué)重心還應(yīng)該放在課堂教學(xué)中，關(guān)鍵在于課堂教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)上。教師課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)和測(cè)試信息反饋，了解學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況，確定課堂上對(duì)哪些對(duì)重要難點(diǎn)、共性問(wèn)題等進(jìn)行詳解和點(diǎn)評(píng)，并設(shè)計(jì)或選擇一些針對(duì)這些內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師進(jìn)行個(gè)別的指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的進(jìn)一步消化和遷移。

（2）學(xué)生行為。學(xué)生除了掌握重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容及共性問(wèn)題外，在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，組內(nèi)和組間不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生可以結(jié)合各自的學(xué)習(xí)心得和實(shí)踐操作問(wèn)題開展交流和討論，由此教師在指導(dǎo)的過(guò)程中也可更深入了解學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的狀態(tài)和知識(shí)技能掌握的程度，從而進(jìn)行有針對(duì)性的輔導(dǎo)和進(jìn)一步的答疑。

3.課后階段

（1）教師行為。針對(duì)已完成的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行教學(xué)反思和總結(jié)完善，確定下次教學(xué)的資源和設(shè)計(jì)。并布置課后的作業(yè)和下一次課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容，作業(yè)要少而精，針對(duì)不同層次的學(xué)生可布置不同的作業(yè)，達(dá)到因材施教的目的。

（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)心得和作業(yè)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上傳到相應(yīng)版塊，學(xué)生之間可以共享，相互促進(jìn)。師生之間的互動(dòng)課前課后都可以在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上隨時(shí)進(jìn)行。

三、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式的實(shí)施

本節(jié)就Java程序設(shè)計(jì)課程中“多態(tài)”一章對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施中教師的主要工作進(jìn)行闡釋。這一章知識(shí)點(diǎn)多、抽象性強(qiáng)，要求學(xué)生既要掌握其原理，又能夠?qū)W以致用，在解決實(shí)際問(wèn)題中熟練運(yùn)用。在以往的教學(xué)中，教師往往照顧不到學(xué)生的理解能力，按照自己的步調(diào)逐個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授并輔以程序演示，滿滿一堂課下來(lái)，老師講得累學(xué)生聽得糊涂，更別提熟練運(yùn)用，教學(xué)效果很一般。

1.課前——準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資源

這部分是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)模式的關(guān)鍵，學(xué)習(xí)資源包括授課講義、電子課件、多媒體資料等，其中微課視頻是主要形式，也是最行之有效的。微課視頻是把一節(jié)課或一個(gè)知識(shí)點(diǎn)經(jīng)碎片化處理為若干部分，有明確的教學(xué)目標(biāo)，內(nèi)容短小，集中說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題[7]。微課的內(nèi)容必須緊扣對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，形式上短小精悍，不要超過(guò)10分鐘，信息的傳達(dá)上要準(zhǔn)確清晰，設(shè)計(jì)上有導(dǎo)入、講授、示例三個(gè)部分，使學(xué)生擁有“更加聚焦的學(xué)習(xí)體驗(yàn)”?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有很多的Java視頻教程，為了減少教師的備課負(fù)擔(dān)，可以把現(xiàn)有的視頻教程進(jìn)行剪輯，使之符合微課視頻的要求。

圖2　多態(tài)微課結(jié)構(gòu)圖

2.課中——組織討論和答疑

課堂教學(xué)中教師對(duì)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)反饋信息進(jìn)行整理和歸類，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)問(wèn)題如語(yǔ)法、編譯問(wèn)題，教師可指派學(xué)習(xí)小組組長(zhǎng)進(jìn)行答疑或在課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)答疑。課堂中前半節(jié)課教師對(duì)一些重難點(diǎn)和共性問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的強(qiáng)調(diào)和講解，在此間師生之間以及學(xué)生之間可以進(jìn)行互動(dòng)研討，最終由教師進(jìn)行確認(rèn)和釋疑，解決學(xué)生對(duì)多態(tài)的概念、原理的混淆和疑問(wèn)。后半節(jié)課，教師組織學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，進(jìn)一步檢驗(yàn)和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題可進(jìn)行小組討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下提出相互探討，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，到此90%以上的學(xué)生都能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

3.課后——鼓勵(lì)學(xué)生分享成果

在一節(jié)課完成后，為了保持學(xué)生長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上發(fā)帖分享學(xué)習(xí)心得和收獲，將自己的作業(yè)和成果進(jìn)行共享，教師給予正面積極的評(píng)價(jià)。使學(xué)生能夠獲得一種成就感。在本節(jié)課結(jié)束后，經(jīng)分析學(xué)生的發(fā)帖信息，79%的學(xué)生表現(xiàn)了良好的學(xué)習(xí)積極性和進(jìn)一步學(xué)習(xí)的決心。

四、結(jié)束語(yǔ)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的非常有效的支持和補(bǔ)充，能夠使教學(xué)更傾向于注重因材施教，尤其能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。本研究通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，其對(duì)于高校的程序設(shè)計(jì)這種實(shí)踐性較強(qiáng)的課程是可行且適用的。然而實(shí)踐也證明翻轉(zhuǎn)課堂的成功與否，關(guān)鍵還在于提高學(xué)生的主動(dòng)參與度和內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，對(duì)教師和學(xué)生也都提出了更高的要求。在后面的研究中，如何培養(yǎng)學(xué)生利用多種教學(xué)媒體進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能力將是研究的重心?？傊覀儗⒗^續(xù)探討和完善翻轉(zhuǎn)課堂理念在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中教學(xué)模式，以期為翻轉(zhuǎn)課堂在高校中的推廣和實(shí)施提供借鑒和參考。

[1][6]陳川,趙呈領(lǐng),吳新全等.學(xué)習(xí)生態(tài)視角下翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)模型及應(yīng)用研究[J].電化教育研究,2015 (11):95-97.

[2]張金磊,王穎,張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2013(1):73-78.

[3]鐘曉流,宋述強(qiáng),焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].開放教育研究,2013(1): 58-64.

[4]宋朝霞,俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2014(1):96-104.

[5]劉銳,王海燕.基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計(jì)和實(shí)踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014(5):26-32.

[7]鄭婭峰,李艷燕,黃志南等.基于微課程的高校翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2016(1):60-66.

（編輯：王曉明）

G434

A

1673-8454（2016）21-0041-03

2014年黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)高等教育科學(xué)研究課題 “基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的高校程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式研究”（14Q 089）；2016年佳木斯大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目“對(duì)分課堂在編程類課程教學(xué)中的應(yīng)用研究”（2016JW 2008）。