基于翻轉(zhuǎn)課堂的軟件工程專業(yè)方向課程教學(xué)改革研究

劉歡 張爽 高俊鋒

摘? ? 要：在新工科建設(shè)的背景下，許多地方性教學(xué)研究型大學(xué)更多地側(cè)重工程型人才培養(yǎng)。隨著信息技術(shù)不斷革新與教學(xué)主體需求的改變，“學(xué)與教”的關(guān)系也逐漸發(fā)生了改變。翻轉(zhuǎn)課堂作為以學(xué)習者為中心的教學(xué)方式，成為軟件工程專業(yè)方向課程適應(yīng)需求的教學(xué)改革方向之一。文章以“Oracle”課程為例，介紹了哈爾濱理工大學(xué)軟件工程專業(yè)方向課程基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)改革研究和實施過程。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;軟件工程;教學(xué)改革;Oracle課程

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）01-0022-02

一、引言

2016年新工科建設(shè)的概念首次被提出，至今已經(jīng)有兩年的理論推演和實踐檢驗，在我國高校中不斷推廣、方興未艾、前景看好。新工科的內(nèi)涵是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求等方面引導(dǎo)我國工程教育改革方向。而新工科建設(shè)將階段推進，需要重點把握學(xué)與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化三個任務(wù)[1]。隨著信息技術(shù)不斷革新與教學(xué)主體需求的改變，“學(xué)與教”的關(guān)系也逐漸發(fā)生了改變。很多地方性教學(xué)研究型大學(xué)目前正將辦學(xué)定位重心向工程型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)移。而這類高校中軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標多涵蓋“自主學(xué)習能力”“團隊合作精神”和“培養(yǎng)應(yīng)用型人才”等方面[2]。

另外，近幾十年來，信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了一系列新的創(chuàng)新和改進?；ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)、更便宜和更易于訪問的存儲、增加的計算能力、智能手機、平板電腦和其他移動設(shè)備等新設(shè)備都是一種突破，這些突破有助于推動新的數(shù)字體驗，并引導(dǎo)和改變學(xué)生的日常生活與學(xué)習習慣。學(xué)生對教育方式有著不同于之前的需求和期望，因此教學(xué)思維方式不可避免地需要改變。

在這樣的背景下，需要將軟件工程專業(yè)方向課程教學(xué)從傳統(tǒng)的教學(xué)和學(xué)習，轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的積極的學(xué)習策略，并幫助學(xué)生更好地融入他們新的學(xué)習環(huán)境中。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的概念、背景和教學(xué)方法

（一）翻轉(zhuǎn)課堂的概念

翻轉(zhuǎn)課堂最簡單的定義是：將諸如課堂講授這些傳統(tǒng)的在課堂上做的事情，轉(zhuǎn)移為課下活動;而將課后作業(yè)和項目這些傳統(tǒng)的課下活動，轉(zhuǎn)移為課上活動。因此，學(xué)生在課下觀看教育視頻，而大部分上課時間在教師的指導(dǎo)下做作業(yè)或項目[3]。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂的背景

翻轉(zhuǎn)課堂由兩位中學(xué)教師Jonathan Bergmann和Aaron Sams于2007年發(fā)起。兩人錄制了講座，幫助缺席的學(xué)生跟上課程。就此而言，他們還使用軟件和PowerPoint錄制課程，并通過YouTube訪問課程。不久之后，他們觀察到課堂活動發(fā)生了意想不到的變化：一些學(xué)生因為課前觀看了教學(xué)視頻，在課堂不愿意也不需要聽教師重復(fù)講授，兩位教師索性以學(xué)生在家看視頻為基礎(chǔ)，節(jié)省出課堂時間讓學(xué)生做作業(yè)或做實驗。這個過程有利于教師更好地理解和指導(dǎo)學(xué)生的教學(xué)和作業(yè)。教師的角色也發(fā)生了變化?，F(xiàn)在，他們不再專注于教學(xué)，而是開始觀察小組中的學(xué)生，并確定哪些小組和學(xué)生需要更多的幫助與指導(dǎo)[4]。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法

由于翻轉(zhuǎn)課堂的成功取決于學(xué)生的課外表現(xiàn)，因此應(yīng)該促使他們保持動力并且獨立完成。使用翻轉(zhuǎn)課堂方式，學(xué)生的動機水平作為學(xué)習環(huán)境的結(jié)果在滿足其基本認知需求方面起著重要作用。翻轉(zhuǎn)課堂可以用來管理認知負荷并改善學(xué)習。以最簡單和最明確的形式，在課堂上接觸課程材料可以減輕課堂時間的認知負擔，這可以用于主動學(xué)習活動。

在翻轉(zhuǎn)課堂里，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下觀看在線課程，在線討論進行協(xié)作，或者在家中進行研究，同時在課堂上參與討論。翻轉(zhuǎn)課堂有意將教學(xué)轉(zhuǎn)移到以學(xué)習者為中心的模式，在該模式中，課堂內(nèi)能更深入地探索主題并創(chuàng)造更有開放性的學(xué)習機會，而在線視頻等教育技術(shù)則用于在課堂外“傳遞內(nèi)容”。在翻轉(zhuǎn)課堂里，“內(nèi)容傳送”可能有多種形式。盡管可以使用在線協(xié)作討論，數(shù)字研究和文本閱讀，但通常使用由教師或第三方準備的視頻課程來提供內(nèi)容[5]。

三、軟件工程專業(yè)方向課程以翻轉(zhuǎn)課堂形式

進行課程改革

適用于翻轉(zhuǎn)課堂形式的課程形態(tài)通常符合兩個條件：“知識點是固定的規(guī)律性的講解”和“學(xué)生自學(xué)起來容易學(xué)會?！倍浖こ虒I(yè)方向課程多具備這兩個條件。以哈爾濱理工大學(xué)軟件工程專業(yè)為例，其培養(yǎng)目標為“培養(yǎng)具有扎實的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、軟件工程專業(yè)基礎(chǔ)知識和人文社會科學(xué)素質(zhì)、自主學(xué)習能力、創(chuàng)新意識和團隊合作精神，能夠適應(yīng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，勝任軟件系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)、測試、維護和管理等工作，成為軟件工程領(lǐng)域具有國際視野的應(yīng)用型、復(fù)合型高級人才”。該專業(yè)實施“定制式”就業(yè)模式，學(xué)生從第5學(xué)期開始專業(yè)方向課程的學(xué)習。專業(yè)方向課程包括“應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)方向課程”“嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)方向課程”“移動計算軟件開發(fā)技術(shù)方向課程”“大數(shù)據(jù)技術(shù)方向課程”和“專業(yè)任選課程”五類方向，共30余門。

以“Oracle”課程為例，該課程屬于專業(yè)任選課。按照翻轉(zhuǎn)課堂形式，該課程通過案例教學(xué)，結(jié)合原理方法引導(dǎo)和實踐?？己顺煽兊臉?gòu)成：總成績100分，其中平時成績占40%，期末成績占60%。其中，平時成績包括課下學(xué)習10%（包括課下學(xué)習時長、次數(shù)和線上互動）、課堂表現(xiàn)10%（包括考勤、課堂討論和筆記）、作業(yè)考核10%（包括課堂測驗和課后作業(yè)）、實驗考核10%（包括實驗情況和實驗報告）;期末考試為閉卷考試或上機考試，按60%比例折合后計入學(xué)生總成績。教學(xué)過程按下述三部分實施。

（一）課堂教學(xué)前

教師準備“Oracle課程教學(xué)大綱”“本學(xué)期的教學(xué)日歷”“教案”“記分冊”和“教學(xué)內(nèi)容”等課程資源。不同的教學(xué)內(nèi)容，可以以視頻、課件、思維導(dǎo)圖等不同的形式按不同的大小展現(xiàn)。例如，“PL/SQL編程基礎(chǔ)”章節(jié)包括12個課程視頻、兩張思維導(dǎo)圖和1份PPT課件;其中“%TYPE和%ROWTYPE定義變量及區(qū)別”由長度為6分鐘的視頻介紹，而“PL/SQL中的流程控制語句的用法”由長度為15分鐘的視頻介紹。另外在網(wǎng)絡(luò)平臺上上傳面向?qū)W生的課程資源，并組織學(xué)生課前學(xué)習。

（二）課堂教學(xué)

課堂教學(xué)中教師主要采用“重難點解析”“小組討論”和“小組項目”等形式開展?！爸仉y點解析”是將以往經(jīng)驗可知的或多數(shù)學(xué)生反映的重點難點以“例題”“案例”“往年面試題”等形式著重介紹?！靶〗M討論”和“小組項目”是將開放性的題目或者小項目布置在4—8人的小組中，學(xué)生可以在討論與合作中對于自己的問題互相解惑。

（三）課堂教學(xué)后

課堂教學(xué)后，教師布置作業(yè)和隨堂測驗來檢驗學(xué)生課前自學(xué)和課堂學(xué)習的教學(xué)效果。共布置10次作業(yè)，在課堂教學(xué)之前或者實驗課上收取;共布置8次隨堂測驗，課堂教學(xué)下課前收取。作業(yè)和測驗不僅作為平時成績的一部分，而且很大程度上能夠幫助教師了解學(xué)生知識點的掌握情況，進而調(diào)整后續(xù)教學(xué)安排等。

四、結(jié)語

實踐表明相比于傳統(tǒng)授課方式，大部分學(xué)生更加積極參與“翻轉(zhuǎn)課堂”學(xué)習，他們可以隨時暫停、倒帶和復(fù)習課程視頻等，以便能夠更加有準備地進入課堂;在更多地思考在做什么的同時，還培養(yǎng)了他們的自主性和獨立性。在以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)課堂”中，學(xué)生承擔了學(xué)習的重點和責任;教師不僅起到“指導(dǎo)”的作用，而且更多起到“促進”的作用。教師提供多樣和實際的學(xué)習環(huán)境，以支持學(xué)生努力分析問題和解決問題。綜上所述，“翻轉(zhuǎn)課堂”這種教學(xué)方式在軟件工程專業(yè)方向課程教學(xué)中，能夠在一定程度上改善學(xué)習效果，提高學(xué)生學(xué)習積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和探索能力。

參考文獻：

[1]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，（3）.

[2]孟大偉，吳秋鳳，劉勝輝，等.“定制式”培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的探索與實踐[J].中國高教研究，2008，（9）.

[3]Yunglung Chen，Yuping Wang，Kinshuk，et al.Is FLIP?enough Or should we use the FLIPPED model instead[J].? Computers & Education，2014，（79）.

[4]Phillip Dawson.Motivation and cognitive load in the flipped classroom：definition，rationale and a call for research[J].? ?Higher Education Research & Development，2015，（1）.

[5]張爽，劉歡.翻轉(zhuǎn)課堂下計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)的研究與應(yīng)用[J].時代教育，2017，（7）.