“翻轉(zhuǎn)課堂+”混合教學(xué)模式在軟件工程課程教學(xué)中的應(yīng)用

張新 張琛 許強(qiáng)

[摘 要]針對(duì)傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式和翻轉(zhuǎn)課堂“一刀切”的缺點(diǎn)，同時(shí)為提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力，契合合肥學(xué)院應(yīng)用型本科院校的定位，提出基于“翻轉(zhuǎn)課堂+”的混合教學(xué)模式。該教學(xué)模式對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)和翻轉(zhuǎn)教學(xué)進(jìn)行取長(zhǎng)補(bǔ)短，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代化的信息教學(xué)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)一學(xué)期的課程改革發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)模式明顯提高了學(xué)生對(duì)軟件工程這門課的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高了軟件工程專業(yè)人才的質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]翻轉(zhuǎn)課堂+;軟件工程;教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2020）08-0104-03

合肥學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我校”）是一所在“改革中誕生，開放中成長(zhǎng)，創(chuàng)新中發(fā)展”的地方本科院校。合肥學(xué)院成立之初，就率先提出“地方性、應(yīng)用型、國(guó)際化”的辦學(xué)定位，借鑒德國(guó)應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)關(guān)鍵要素進(jìn)行系統(tǒng)改革和實(shí)踐，構(gòu)建起具有鮮明特色的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，為區(qū)域發(fā)展培養(yǎng)了大批高素質(zhì)應(yīng)用型人才。我校軟件工程專業(yè)是教育部第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)。軟件工程課程理論枯燥，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式不容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力。翻轉(zhuǎn)課堂雖然能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，但是課前教學(xué)準(zhǔn)備工作量大，需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，這增加了教師的工作。本文提出基于“翻轉(zhuǎn)課堂+”的混合教學(xué)模式，經(jīng)過(guò)一學(xué)期的改革試點(diǎn)，證明了這種混合教學(xué)模式在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性和提升學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力等方面有一定的成效。

一、軟件工程課程特點(diǎn)

軟件工程是軟件工程專業(yè)的一門工程性基礎(chǔ)課程，在軟件工程學(xué)科人才培養(yǎng)體系中占有重要地位。這門課程指導(dǎo)軟件開發(fā)人員以工程化的思想進(jìn)行軟件的開發(fā)、維護(hù)和管理。軟件工程已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外各大高校計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)體系中的一門核心課程。其要求學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)能掌握軟件工程的基本概念、基本原理、開發(fā)軟件項(xiàng)目的工程化的方法和技術(shù)，以及在開發(fā)過(guò)程中應(yīng)遵循的流程、準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等;學(xué)生應(yīng)掌握開發(fā)高質(zhì)量軟件的方法，能有效地策劃和管理軟件開發(fā)活動(dòng)，為參加復(fù)雜軟件開發(fā)項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。該課程具有以下特點(diǎn)。

1.理論性強(qiáng)[1]。這是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科的總體特點(diǎn)。該課程涵蓋的知識(shí)點(diǎn)眾多，知識(shí)覆蓋面廣，內(nèi)容包含了計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、市場(chǎng)學(xué)、系統(tǒng)工程等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。

2.實(shí)踐性強(qiáng)。這不僅要求授課教師具有實(shí)踐開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，還要求學(xué)生必須結(jié)合項(xiàng)目或者實(shí)際應(yīng)用才能夠?qū)W(xué)習(xí)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，從而取得很好的學(xué)習(xí)效果，具備工程化的開發(fā)思維。

3.更新快。此特點(diǎn)不僅要求授課教師具有與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)習(xí)能力，而且要求學(xué)生能夠?qū)π屡f知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通[2]。

4.學(xué)時(shí)短。此課程涵蓋的知識(shí)要點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)多。但是近年來(lái)為適應(yīng)新工科建設(shè)中的“基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求”，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力，學(xué)校將理論課時(shí)再次壓縮。

二、傳統(tǒng)教學(xué)模式和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的不足

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足

傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)方式是以教師為中心，采用“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的方式[2]。教師多采用多媒體（主要為PPT）教學(xué)手段，教學(xué)形式單一。此種教學(xué)方式無(wú)法讓學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)思考，也無(wú)法提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。一方面，這種教學(xué)方式具有“重教輕學(xué)”的特點(diǎn)，容易降低學(xué)生學(xué)習(xí)的責(zé)任感，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)教材以及教師知識(shí)的權(quán)威迷信。另一方面，由于軟件工程課程是一門具有很強(qiáng)實(shí)踐性的學(xué)科，要求授課教師具有豐富的實(shí)踐開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)。目前，高校教師雖然具有高學(xué)歷和很強(qiáng)的理論知識(shí)，但是工程經(jīng)驗(yàn)非常欠缺，在教學(xué)中無(wú)法避免以“照本宣科”的方式將理論知識(shí)灌輸給學(xué)生。除此之外，高校教師由于科研方面的壓力，無(wú)法騰出足夠的時(shí)間和精力對(duì)學(xué)生的知識(shí)內(nèi)化程度和項(xiàng)目開展進(jìn)度等進(jìn)行跟蹤。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的不足

翻轉(zhuǎn)課堂改變了以教為中心的教學(xué)理念，將知識(shí)傳授階段和知識(shí)內(nèi)化階段顛倒，即上課之前學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)授課教師提前錄制好的教學(xué)視頻和教學(xué)材料，從而在課下就可以自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間完成傳統(tǒng)教學(xué)模式中的知識(shí)傳授階段[4]。如果學(xué)生在觀看視頻或者學(xué)習(xí)的過(guò)程中有問(wèn)題或者疑問(wèn)，可以在課堂上跟教師交流。另外，課堂上教師還可以通過(guò)小組討論、作業(yè)輔導(dǎo)和自主學(xué)習(xí)的方式進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化吸收能力。雖然翻轉(zhuǎn)課堂在一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，但是其在教學(xué)過(guò)程中仍然存在不足[5]。例如，在上課之前，教師需要花費(fèi)大量的精力錄制視頻，這增加了教師的工作量;雖然每個(gè)教學(xué)視頻的時(shí)間會(huì)盡量控制在15分鐘之內(nèi)，但是為保證能夠全面?zhèn)魇诮o學(xué)生所需的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生需要看3—6個(gè)視頻才能跟得上知識(shí)內(nèi)化階段中教師的講授速度，這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生觀看視頻的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而影響他們的視力。另外，在知識(shí)內(nèi)化階段，時(shí)間經(jīng)常浪費(fèi)在小部分學(xué)生的問(wèn)題上，這會(huì)導(dǎo)致時(shí)間利用率不高。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式的引入

合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系選取的軟件工程教材是《軟件工程——原理、方法與實(shí)踐》。這本教材由史濟(jì)民、顧春華、鄭紅編著，高等教育出版社出版。結(jié)合合肥學(xué)院軟件工程教研室制定的畢業(yè)達(dá)成指標(biāo)點(diǎn)和人才培養(yǎng)方案以及教學(xué)大綱，我們系統(tǒng)分析這本教材中所有的知識(shí)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)并不是所有的知識(shí)點(diǎn)都適合采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的方式。例如，由于學(xué)生項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的欠缺和課程學(xué)時(shí)的設(shè)置，第8章“面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)”這一章中的架構(gòu)設(shè)計(jì)這一知識(shí)點(diǎn)就不適合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用傳統(tǒng)教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式完成對(duì)軟件工程這門課的知識(shí)傳授和內(nèi)化吸收。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于適合采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的知識(shí)點(diǎn)采取的是“課堂講授+課外作業(yè)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式;對(duì)于適合采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用“課前視頻學(xué)習(xí)+課內(nèi)討論+課外作業(yè)”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式;而對(duì)于大部分的知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用的是“課前視頻學(xué)習(xí)+課內(nèi)講授+課內(nèi)討論+課外作業(yè)”的“翻轉(zhuǎn)課堂+”的混合教學(xué)模式。

四、“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式的實(shí)施

在“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式中，學(xué)生活動(dòng)和教師活動(dòng)如圖1所示。在混合教學(xué)模式中，學(xué)生可能會(huì)從兩種途徑同時(shí)獲取知識(shí)：支撐翻轉(zhuǎn)課堂的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以及傳統(tǒng)的課堂講授。學(xué)生和教師既可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行線上互動(dòng)，也可以面對(duì)面地進(jìn)行線下互動(dòng)。至于采取哪種方式完成知識(shí)傳遞和內(nèi)化吸收，是根據(jù)知識(shí)點(diǎn)而量身定制的。

（一）超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

為使得教學(xué)變得更加輕松，同時(shí)也使得學(xué)校管理者有數(shù)據(jù)支撐，合肥學(xué)院引進(jìn)了一站式的教與學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)——超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（見(jiàn)圖2）。在教學(xué)過(guò)程中使用超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)課程資源，不僅能夠讓學(xué)校突破教師資源瓶頸，還可以通過(guò)該平臺(tái)開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，從而突破傳統(tǒng)的時(shí)間與空間的限制，開展彈性自主學(xué)習(xí)。教學(xué)質(zhì)量是課程的生命線，通過(guò)該平臺(tái)可以加強(qiáng)對(duì)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)業(yè)的監(jiān)督和管理。泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)通過(guò)教學(xué)管理、個(gè)人空間等功能沉淀了大量與教學(xué)相關(guān)的隱性知識(shí)，從而促使本平臺(tái)成為知識(shí)管理的重要工具。另外，平臺(tái)在教師備課、學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中還積累了大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化的大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析均可為教育科學(xué)決策提供科學(xué)依據(jù)。超星還提供了與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)同步教學(xué)的超星學(xué)習(xí)通APP。教師可以通過(guò)APP在課堂授課時(shí)實(shí)現(xiàn)考勤、搶答、討論以及指定學(xué)生回答問(wèn)題等，還可以布置作業(yè)、批閱試卷，并自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。

（二）課前教師制作視頻，學(xué)生自主安排時(shí)間學(xué)習(xí)

軟件工程課程理論性極強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)繁多，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在制作教學(xué)視頻和多媒體課件時(shí)需要花費(fèi)更多的心思。

1.課程導(dǎo)入階段，需要結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)課程主體內(nèi)容。

2.對(duì)于晦澀難懂的知識(shí)點(diǎn)，教師可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活知識(shí)，將抽象的理論形象化，并在PPT中適當(dāng)添加備注。

3.為保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，視頻時(shí)段最好控制在10—15分鐘內(nèi)，而且為方便學(xué)生學(xué)習(xí)回顧，每個(gè)視頻最好針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

4.為提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，需設(shè)計(jì)討論題目。

5.為提升后續(xù)知識(shí)內(nèi)化階段的學(xué)習(xí)效果，此階段還需要設(shè)計(jì)在線題目，以便有針對(duì)地對(duì)學(xué)生的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析和講解。

6.為與時(shí)俱進(jìn)，教師還需要對(duì)新的、未出現(xiàn)在教材中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充講解。

7.為開闊學(xué)生的視野，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的消化吸收能力，教師還需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生推薦國(guó)內(nèi)外頂級(jí)會(huì)議和期刊上的論文以及IT產(chǎn)業(yè)界的新思想。

對(duì)于適合通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂自主學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，授課教師在正式授課之前兩周，將準(zhǔn)備的所有與教學(xué)相關(guān)的資源通過(guò)泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)或者超星學(xué)習(xí)通APP將資料上傳。學(xué)生可以自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間，通過(guò)觀看視頻、查閱文獻(xiàn)以及在線討論等學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，授課教師還可以通過(guò)APP跟進(jìn)班級(jí)中每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，以及通過(guò)在線討論模塊實(shí)現(xiàn)和學(xué)生的實(shí)時(shí)互動(dòng)交流。

（三）課中教師答疑，學(xué)生討論，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化

對(duì)于適合通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂自主學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生課堂上的任務(wù)變?yōu)橹R(shí)的內(nèi)化和吸收，這也導(dǎo)致了教師角色的變化。課堂上教師的主要任務(wù)是總結(jié)、回顧教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并針對(duì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)或者學(xué)習(xí)通APP收集到的學(xué)生遇到的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行講授。最后，也是非常重要的一點(diǎn)就是教師通過(guò)引入具體應(yīng)用場(chǎng)景或者實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，使得學(xué)生通過(guò)分組學(xué)習(xí)和討論進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)化。在此階段，鼓勵(lì)學(xué)生扮演教師的角色，走上講臺(tái)分享自己或者小組成員在項(xiàng)目中實(shí)踐教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的方法和經(jīng)驗(yàn)。

（四）課后學(xué)生練習(xí)，與教師在線交流，實(shí)現(xiàn)知識(shí)鞏固

不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式中以教為主體的教學(xué)方式，在“翻轉(zhuǎn)課堂+”模式中，課堂活動(dòng)的主體變?yōu)閷W(xué)生。在此模式中，教師的角色定位為監(jiān)督者，教師根據(jù)課堂上學(xué)生的知識(shí)吸收能力，并根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的課后作業(yè)，以便做到因材施教，提升知識(shí)的應(yīng)用實(shí)踐能力。同時(shí)，我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)會(huì)根據(jù)每個(gè)小組的課堂反饋情況，分析每個(gè)小組對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的達(dá)成度，在設(shè)計(jì)課后作業(yè)時(shí)，盡量覆蓋達(dá)成度比較低的知識(shí)點(diǎn)，從而做到亡羊補(bǔ)牢，有的放矢。

（五）課程考核

在“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)嘗試用新的考核方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的考核方案，主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：1.從課堂教授的第一周開始到課程結(jié)束，一直在收集針對(duì)學(xué)生的考核數(shù)據(jù);2.考核覆蓋面更廣，不僅對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考核，還對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力等進(jìn)行全方面考核;3.考核條目更細(xì)化。在“翻轉(zhuǎn)課堂+”混合教學(xué)模式中，主要包括三種類型的考核，分別為：課前考核（20%）、課上考核 （50%）、課后考核 （30%），具體考核指標(biāo)和分?jǐn)?shù)參見(jiàn)下表。

五、總結(jié)

根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件學(xué)科專業(yè)本身的特點(diǎn)，通過(guò)傳統(tǒng)教育模式+翻轉(zhuǎn)課堂教育模式的應(yīng)用，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與性和主動(dòng)性。從教師方面來(lái)說(shuō)，也可以從多個(gè)維度關(guān)注學(xué)生能力和知識(shí)運(yùn)用的培養(yǎng)，從而因材施教。學(xué)校近年來(lái)一直在打造網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，鼓勵(lì)教師嘗試新的教學(xué)模式和手段，以此來(lái)增加課堂教學(xué)的趣味性，提高學(xué)生上課的抬頭率。經(jīng)過(guò)一學(xué)期的嘗試，我們更加堅(jiān)信了“翻轉(zhuǎn)課堂+”的混合教學(xué)模式能在更多的課程上應(yīng)用的信念，未來(lái)“翻轉(zhuǎn)課堂+”教育模式將在合肥學(xué)院軟件工程教學(xué)中全面實(shí)施。

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[責(zé)任編輯：陳 明]