基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式在C#程序設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用

李 梅 張小鋒 岳 峻

魯東大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 山東煙臺 264025

1 前言

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，越來越多的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被運(yùn)用于教學(xué)活動中。教育理念和教育技術(shù)發(fā)生了前所未有的變革，MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等新興教學(xué)模式逐漸成為研究的熱點(diǎn)[1]。翻轉(zhuǎn)課堂(“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”)是將傳統(tǒng)的教學(xué)模式顛倒過來，學(xué)生利用課下時間通過觀看教學(xué)視頻、PPT等方式完成知識的自主學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)的課堂則變成答疑解惑、師生互動的場所。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比較，翻轉(zhuǎn)課堂有以下特點(diǎn)。

1.1 學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人

教師將教學(xué)內(nèi)容制作成以知識點(diǎn)為核心的微視頻，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，懂了的快進(jìn)跳過，沒懂的倒退反復(fù)觀看，也可停下來仔細(xì)思考或筆記，甚至還可以通過聊天軟件向教師和同伴尋求幫助，為學(xué)生提供了很大的彈性空間，滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。

1.2 突破課堂教學(xué)的時空限制

學(xué)習(xí)不再拘泥于特定的地點(diǎn)和時間。學(xué)生利用電腦或手機(jī)觀看或下載電子課件、微視頻，隨時隨地的學(xué)習(xí)方式讓學(xué)習(xí)變得更輕松。教師則有更多的時間研讀教學(xué)內(nèi)容，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，確認(rèn)他們需要幫助的點(diǎn)在哪里，以便更好地制訂教學(xué)計(jì)劃，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

1.3 學(xué)生和教師角色的轉(zhuǎn)變

師生的角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，教師由主體改為對學(xué)生的指導(dǎo)及促進(jìn)，學(xué)生由被動地接受知識轉(zhuǎn)為主動探究。

混合式教學(xué)就是將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來的一種“線上”+“線下”的教學(xué)。線上教學(xué)是將教學(xué)資料以文本、音頻、視頻等形式上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺合理有效地安排自主學(xué)習(xí)；線下教學(xué)就是指傳統(tǒng)的面授教學(xué)[2]。通過兩種教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，自主探究教學(xué)內(nèi)容，把學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)，從而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果[3]。

2 翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式應(yīng)用于C#程序設(shè)計(jì)課程的可行性

C#程序設(shè)計(jì)是高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)課程。課程主要介紹C#語言的基本語法、面向?qū)ο笏枷?、輸?輸出流、多線程和數(shù)據(jù)庫操作等內(nèi)容。課程開設(shè)在大二下學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)完成了C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，具有一定的程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)，能夠完成流程控制、數(shù)組等基本語法以及SQL語句部分理論知識的自主學(xué)習(xí)。對于較難的教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)操作，需要安排在課堂完成。因此，基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式能夠應(yīng)用于C#程序設(shè)計(jì)課程。

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

為了更好地開展基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)，需要進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

3.1 課程平臺設(shè)計(jì)

課程平臺是連接翻轉(zhuǎn)課堂各階段的重要橋梁，C#程序設(shè)計(jì)課程依托學(xué)校課程資源搭建課堂平臺，學(xué)生可通過課程平臺網(wǎng)站和手機(jī)客戶端訪問課程主頁，不受時間和空間的限制，真正實(shí)現(xiàn)“碎片化”學(xué)習(xí)。課程平臺主要包括課程公告、課程基本信息、課程資源、課堂作業(yè)和師生互動五大模塊。

(1)課程公告模塊包括教學(xué)任務(wù)單的發(fā)布、課程信息的通知等內(nèi)容。

(2)課程基本信息模塊包括課程簡介、教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)。其中，課程簡介中指出了課程的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)本課程后能達(dá)到的目標(biāo)。

(3)課程資源模塊包括電子課件、微視頻，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐等內(nèi)容。

(4)課堂作業(yè)以自測題、課后練習(xí)題的形式呈現(xiàn)。

(5)師生互動模塊為學(xué)生提供相互交流討論的平臺。

3.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容是整個教學(xué)活動的核心，它決定了課程教學(xué)的難度、教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)主要包括梳理知識點(diǎn)、設(shè)計(jì)教學(xué)案例和制作微視頻[4]。

3.2.1 梳理知識點(diǎn)

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識的分析及梳理，把握核心知識和重難點(diǎn)知識并對知識點(diǎn)進(jìn)行分割。表1為C#程序設(shè)計(jì)課程中各章節(jié)對應(yīng)的知識點(diǎn)。

表1 C#程序課程知識點(diǎn)

3.2.2 設(shè)計(jì)教學(xué)案例

C#課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，若單純地介紹理論知識點(diǎn)，只是告訴學(xué)生語法規(guī)則，卻不能實(shí)現(xiàn)真正的應(yīng)用。因此，筆者將相關(guān)知識點(diǎn)融合于教學(xué)案例中，針對一個或多個知識點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)案例，以案例為導(dǎo)向激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。例如，抽象類知識點(diǎn)對應(yīng)的案例是叢林動物模擬器的游戲，玩家可以選擇成為一個大猩猩、可愛的大熊貓或者兇猛的老虎，在森林里體驗(yàn)動物的生活。通過該案例的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使得學(xué)生理解抽象類的意義以及在軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

3.3.3 制作微視頻

微視頻表現(xiàn)的是一個完整的知識點(diǎn)，大約控制在5～15分鐘。制作微視頻時，應(yīng)用PPT明確知識點(diǎn)和案例的任務(wù)要求；在分析制作案例的過程中，通過編寫代碼和程序演示，使學(xué)生明確概念，加深對知識的理解。

4 基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式的實(shí)施

結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)以及學(xué)生的需求，分為課前、課中和課后3個階段實(shí)施教學(xué)。課前階段，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對知識的認(rèn)知；課中階段，以培養(yǎng)實(shí)際操作能力為中心，實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化；課后階段，學(xué)生通過小組協(xié)作完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)知識的升華。其中，小組的人員分配以自由選擇為主，兼顧“強(qiáng)弱互補(bǔ)”的原則[5]，每組4～6人，每組1名組長，每班1～2名班助。

4.1 課前階段：以教學(xué)平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)

在本階段，教師是翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容及進(jìn)度的設(shè)計(jì)者，教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況在教學(xué)平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)單。例如，類與對象學(xué)習(xí)任務(wù)單(見表2)。學(xué)生是翻轉(zhuǎn)課堂的執(zhí)行者，是真正的“主角”，學(xué)生登錄教學(xué)平臺，在課程公告模塊查看任務(wù)單；然后進(jìn)入課程資源模塊，根據(jù)任務(wù)單選擇相應(yīng)的微視頻、電子課件和案例，自定時間、進(jìn)度與方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作；最后，在課堂作業(yè)模塊完成作業(yè)或測驗(yàn)，并提交作業(yè)或測試結(jié)果。在學(xué)習(xí)或作業(yè)過程中遇到的問題，學(xué)生在師生互動區(qū)和其他學(xué)生或教師進(jìn)行在線討論和交流。對于通過該階段未能解決的問題，由班助匯總整理后帶至課堂，面對面地求助于教師解決。

4.2 課中階段：以學(xué)生實(shí)際操作為核心實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化

經(jīng)過課前自學(xué)，學(xué)生對知識有了一定了解，開始進(jìn)入課中階段。該階段主要分實(shí)驗(yàn)課堂和理論課堂兩種形式。

4.2.1 理論課堂

問題點(diǎn)撥或精講鞏固知識基礎(chǔ)。首先，引導(dǎo)學(xué)生回顧課前自學(xué)知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)，針對學(xué)生課前視頻的學(xué)習(xí)情況、疑難問題進(jìn)行點(diǎn)撥或精講，并發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生可以隨時查看內(nèi)容并提出問題；然后，教師對學(xué)生進(jìn)行抽查，以檢驗(yàn)學(xué)生自學(xué)效果；最后，教師對學(xué)生的答案查缺補(bǔ)漏。

分析完成典型案例實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化。了解了學(xué)生知識的掌握程度后，教師選取案例進(jìn)行細(xì)致全面解析。教師展示典型案例，講解案例涉及的重難點(diǎn)知識，由學(xué)生通過小組協(xié)作學(xué)習(xí)、討論和交流等方式，完成案例的設(shè)計(jì)和制作。最后，學(xué)生講解案例的制作思路，教師總結(jié)評價。

4.2.2 實(shí)驗(yàn)課堂

教師根據(jù)知識點(diǎn)的難易，分別設(shè)計(jì)驗(yàn)證型、綜合型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)[6]，在學(xué)生完成課前和理論課堂的學(xué)習(xí)后，上傳到教學(xué)平臺，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試，最后將源程序和運(yùn)行結(jié)果以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式提交。

本階段通過理論課堂的案例教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)課堂的程序設(shè)計(jì)，完成以實(shí)際操作為核心的知識內(nèi)化。

4.3 課后階段：小組協(xié)助完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)知識升華

4.3.1 學(xué)生活動

課后，學(xué)生根據(jù)課前自學(xué)遺留的問題，反思課中問答及案例制作出現(xiàn)的不足，再次進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。學(xué)生在完成所有知識的復(fù)習(xí)回顧后，具有了足夠的知識儲備，開始以組為單位完成綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

學(xué)生自行設(shè)計(jì)項(xiàng)目主題及進(jìn)度，小組成員內(nèi)分工，每個人根據(jù)自己的特長負(fù)責(zé)完成項(xiàng)目的不同功能。通過小組成員間的相互協(xié)作完成項(xiàng)目的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)及編碼和測試工作。學(xué)生在子任務(wù)(一個項(xiàng)目的部分內(nèi)容)的學(xué)習(xí)過程中，提交階段性實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最終提交完整的項(xiàng)目。項(xiàng)目完成后以答辯的方式展示作品，通過陳述項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目的、實(shí)現(xiàn)技術(shù)和完成效果等內(nèi)容，讓大家交流自己的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)過程。

4.3.2 教師活動

“課后階段”教師設(shè)計(jì)好項(xiàng)目的評價標(biāo)準(zhǔn)，對項(xiàng)目主題進(jìn)行篩查，使題目盡可能與實(shí)際生活和學(xué)習(xí)相關(guān)，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新和探索精神。

學(xué)生遇到問題可以通過獨(dú)立思考、小組交流、共同研討的方式解決，也可以求助于教師。對于共有問題，教師在師生互動區(qū)回復(fù)或到理論課堂詳細(xì)講解。教師在為學(xué)生解決疑難問題的過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考更深層次的問題。本階段，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，通過教師的輔助及組內(nèi)和組間的協(xié)作交流使知識得到升華。

5 評價方式和教學(xué)效果

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生的角色從被動的聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀伎?、學(xué)習(xí)及參與討論等，更加突出了學(xué)生的主體性，這對于自覺性較弱或基礎(chǔ)性較差的學(xué)生來說是個不小的考驗(yàn)。因此，教師要從課前、課中和課后三個階段管理學(xué)生的每一個學(xué)習(xí)細(xì)節(jié)，通過線上線下相結(jié)合的方式，建立合理的評價方式保障和激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(1)課前：利用教學(xué)平臺的統(tǒng)計(jì)信息獲取學(xué)生作業(yè)或測試結(jié)果，對學(xué)生的自學(xué)情況進(jìn)行評價，從而實(shí)現(xiàn)督促學(xué)生的目的。

(2)課中：分為理論課堂評價和實(shí)驗(yàn)課堂評價兩部分。一是理論課堂評價包括教師評價、成員互評。教師根據(jù)學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、課堂案例的完成效果等方面給分，鼓勵大家積極參與；成員互評是小組成員根據(jù)個人參與小組討論的活躍程度、對小組任務(wù)的貢獻(xiàn)來互相評價。二是實(shí)驗(yàn)課堂評價依據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)分。

(3)課后：根據(jù)教師指定的項(xiàng)目評價標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合小組項(xiàng)目的完成效果和答辯情況評分，并以小組成績作為該組每個成員的課后成績。

在教學(xué)過程中，對基于翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)的實(shí)驗(yàn)班和未實(shí)施教學(xué)改革的普通班進(jìn)行對比分析，分別選取了流程控制、類、繼承、多線程同步等10個知識點(diǎn)進(jìn)行了自學(xué)能力和實(shí)踐能力的調(diào)查分析。圖1是學(xué)生圍繞知識點(diǎn)設(shè)計(jì)程序的平均成績，由圖1可見實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的優(yōu)良率高達(dá)71.7%，普通班的優(yōu)良率卻不足39%，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的實(shí)踐能力相對較強(qiáng)。圖2和圖3分別是實(shí)驗(yàn)班和普通班對各知識點(diǎn)自學(xué)能力的自我評價及自學(xué)后的效果檢測。由圖2、圖3可見，實(shí)驗(yàn)班的自學(xué)積極性較高，與之相對應(yīng)的是其自學(xué)效果也相對較好。

圖1 實(shí)踐能力測試

圖2 實(shí)驗(yàn)班自學(xué)情況

圖3 普通班自學(xué)情況

6 結(jié)語

應(yīng)用了翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式的C#程序設(shè)計(jì)課程將教學(xué)活動分成課前、課中和課后三個階段，課前完成知識的自學(xué)，課中實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化，課后達(dá)到知識的升華。實(shí)踐證明，基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且增強(qiáng)了學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力和小組協(xié)助能力，教學(xué)效果較好。