“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”模式在Java 程序設(shè)計教學中的應用研究

葉玉萍

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學院，福建永安366000）

Java 程序設(shè)計是H 學院計算機應用技術(shù)專業(yè)的必修課程，該課程在計算機應用技術(shù)專業(yè)教學中占有重要地位，是其后續(xù)多門課程的基礎(chǔ)，如：Java Web 程序設(shè)計、Android 軟件開發(fā)、軟件項目實戰(zhàn)等，形成以Java 技術(shù)為主線的課程系列。學生對這門專業(yè)基礎(chǔ)課程掌握程度將直接影響后續(xù)課程的學習，為此在教學過程中不斷摸索適用的教學方法十分必要。相比以教師傳授為主的傳統(tǒng)教學模式，“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL” 的教學模式更適合實踐性強、要求具有一定邏輯思維能力的Java 程序設(shè)計課程的教學[1-3]。

1 目前高職Java 程序設(shè)計教學基本現(xiàn)狀

程序設(shè)計類課程的內(nèi)容枯燥乏味，而且要求學生具有較強的邏輯思維能力、有一定的數(shù)學和英語基礎(chǔ)，對于高職院校的學生來說難度較大。傳統(tǒng)課堂[4]上教師是主體，負責傳授理論知識，學生被動地接受，教學過程中師生之間缺少互動，學生的主觀能動性無法充分發(fā)揮，教師無法及時了解學生對課堂知識掌握程度。高職學生本身底子較薄，學習主動性較差，如果教師不注意課堂反饋，只是一味的“滿堂灌”，很難提高學生學習的積極性，最終導致學生學習氛圍越來越差。Java 程序設(shè)計課程實踐性強，在教師講授理論知識后，學生需獨立完成相關(guān)的編程任務，對于任務量大的作業(yè)，部分學生在課堂上完成不了，需在課后解決，但沒有教師的監(jiān)督與指導，久而久之學習進度慢慢跟不上，而Java 程序設(shè)計的命令是環(huán)環(huán)相扣的，長此以往導致有的學生學習興趣下降。另外，學生存在個體差異，對于疑點難點，有的學生需要教師反復講解才能理解，而程度好的學生就不需要。這些情況都將影響整體的教學效果。

2 “翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學模式

傳統(tǒng)的教學模式是教師課上傳授知識，布置課外作業(yè)，學生課后完成練習消化知識。而在翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合PBL 教學模式下，學生課前通過教師共享的教學資源自主探究完成基礎(chǔ)知識的學習，在課堂上教師設(shè)計問題，學生通過分組討論、分析解決問題、互評等環(huán)節(jié)進行學生之間的互動，教師引導學生探究問題、答疑解惑與學生進行互動。學習的主導權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學生，從而達到更好的教學效果。各種網(wǎng)絡教學平臺的快速發(fā)展使翻轉(zhuǎn)課堂成為可能，“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL” 教學模式能促進師生之間、生生之間的互動，增強學生對知識的融會貫通[5]，具體實施過程如圖1 所示。

圖1 “翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學模式實施過程圖

3 在Java 程序設(shè)計課程中引入“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學模式的優(yōu)勢

1）使學生掌握學習的主動權(quán)。以Java 程序設(shè)計課程為例, 課前教師將相關(guān)教學資源上傳教學平臺，學生通過自主學習完成專項訓練，力爭學生在課前均已掌握必要的基礎(chǔ)知識。教師通過教學平臺分析學生的自主學習效果，找出學生的知識盲點。課中，教師有針對性地提出問題，引導學生分析、討論問題，并對用到的知識點進行歸納總結(jié)。在自主學習過程中，提高學生分析問題和解決問題的能力。

2）充分調(diào)動學生學習積極性?！胺D(zhuǎn)課堂+PBL” 教學模式是以問題為導向，在Java 程序設(shè)計課程教學中，關(guān)注的是解決問題的過程以及編程算法的設(shè)計，弱化了Java 程序設(shè)計語言的語法，在很大程度上消除了學生懼怕語法的問題，調(diào)動了學生學習的主觀能動性。

3）易于突破教學的疑難點。以往對于疑難知識點，教師在課堂講授，無法針對不同的學生重復地講解，有了“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”的教學模式，教師可以為不同的教學疑難點錄制教學視頻，通過網(wǎng)絡平臺共享給學生，學生可根據(jù)自身的需要有選擇性地重復觀看這些視頻資源進行學習。對于學生自主學習存在的共性問題，在課堂上重點突破。

4 “翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學模式在Java 程序設(shè)計教學中的實施過程

以Java 程序設(shè)計課程中的“文件輸入輸出”章節(jié)的“字節(jié)流”這一知識點為例，詳細介紹采用PBL 教學模式結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的具體應用。

4.1 課前階段

“字節(jié)流”是Java 程序中最常用的流，根據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸方向可將其分為字節(jié)輸入流和字節(jié)輸出流，通過它可對文件進行讀寫數(shù)據(jù)操作。這部分知識點學生不僅要理解“流”的概念，還要能將所學知識應用于解決實際問題，對于初學者來說有一定難度。

教師課前設(shè)計教學活動，準備教案、課件、教學案例、錄制教學視頻等教學資源，通過網(wǎng)絡教學平臺分發(fā)給學生。教師將“字節(jié)輸入流”和“字節(jié)輸出流”的理論知識點融入到一個完整的教學案例中，在視頻教程中邊講解邊演示命令的使用方法和注意事項，為增加趣味性，在視頻中可適當加些字幕旁白和動畫效果，以引起學生興趣。學生可根據(jù)自身情況自主安排時間觀看視頻教程，學習主動權(quán)交由學生；學生有不理解或沒掌握的部分可重復觀看學習，不受限制，學習方式靈活，解決學生個體差異性問題；教學視頻中的案例，學生可以邊聽邊操作練習，起到課前預習的效果，為課堂做好準備。

4.2 課堂實施

教師拋出該章節(jié)問題：假設(shè)要編寫的Java 程序是“嘴巴”，而保存在硬盤上的文件是“飲料”，那Java程序通過什么方式才能讀取文件中的數(shù)據(jù)呢？是不是也可以通過我們平時喝飲料的“吸管”來完成呢？若可以，如何在Java 中創(chuàng)建出這根“吸管”來？Java 程序又如何通過這根“吸管”讀取文件中的內(nèi)容？

引導學生分析、解決問題：首先明確告訴學生Java 程序是通過一根“吸管”來讀取文件中的數(shù)據(jù)，這根“吸管”就是本節(jié)課需解決的第一個問題：Java 中的“流”。接著講解流的概念、文件字節(jié)輸入流類及其方法，然后介紹程序讀取文件數(shù)據(jù)的具體步驟：創(chuàng)建一個文件字節(jié)輸入流對象（創(chuàng)建“吸管”）；通過文件輸入流（“吸管”） 類的有關(guān)方法讀出文件中的數(shù)據(jù)（“飲料”）；讀取文件數(shù)據(jù)后關(guān)閉文件輸入流對象（回收“吸管”）釋放系統(tǒng)資源。

接下來教師通過課前準備的教學案例演示Java程序讀取文件內(nèi)容的完整過程，代碼運行成功后，設(shè)置陷阱：修改要讀取的文件內(nèi)容，在其中加入漢字字符。重新運行代碼讀取文件，發(fā)現(xiàn)運行結(jié)果出現(xiàn)問題。為什么會出現(xiàn)這個問題？我們該如何解決？從而引出下一個知識點，這樣循環(huán)進行將整個章節(jié)的內(nèi)容無縫對接，讓學生對“流”的概念、對文件的讀寫操作徹底地搞明白。

介紹每個知識點后適當設(shè)置陷阱，繼而引出新的問題，指導學生提出問題和疑惑，如此反復進行以下過程：提出問題——解決問題——演示解決問題過程——設(shè)置陷阱——提出新問題。達到吸引學生注意力的目的，且在整個教學過程中以學生自主探究問題為主，教師輔以引導，其間穿插學生分組討論、實踐操作、學生互評等環(huán)節(jié)，在一定程度上轉(zhuǎn)變了高職學生課堂積極性不高的情況，達到良好的教學效果。

4.3 課后階段

為檢驗學生能否將所學知識用于解決實際問題，課后教師可布置一個小任務：用本節(jié)課的知識點編寫一段代碼實現(xiàn)將某個音頻文件復制到另一個指定的文件夾中。學生通過網(wǎng)絡教學平臺及時提交任務，可利用QQ 或微信與教師進行互動，交流存在的問題或疑惑。教師梳理、總結(jié)歸納學生作業(yè)中出現(xiàn)的問題，并及時反饋給學生。這樣不僅學生動手能力得到鍛煉，而且讓學生體驗到理論知識得到實際應用所帶來的快樂，從而提高學生學習的積極性，構(gòu)成良性循環(huán)。

5 教學改革效果

為了較全面地了解Java 程序設(shè)計中應用 “翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學模式的教學效果，以及學生對實施該教學模式的態(tài)度，課程結(jié)束后向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷，進行問卷調(diào)查和訪談[6]。采用無記名問卷方式，每個項目問題設(shè)有“非常滿意”“滿意”“一般”“不滿意”四個選項，學生只能選其中一項。共發(fā)放91 份問卷，回收有效問卷88 份。問卷調(diào)查結(jié)果如表1 所示。

表1 “翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學改革問卷調(diào)查結(jié)果表（%）

由表1 可知，學生對Java 程序設(shè)計課程開展“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”教學模式總體上滿意情況：非常滿意為28.41%，滿意為57.95%，即有86.36%的學生對實施該教學模式總體上是滿意的、認可的。該教學模式教師以問題引導，淡化Java 程序設(shè)計語言的語法，以解決問題過程和算法設(shè)計為關(guān)注點，將抽象的內(nèi)容實例化、形象化，從而提高學生學習的積極性和興趣，培養(yǎng)了學生程序設(shè)計思維能力。此外，對比采用普通教學模式的18 級計算機專業(yè)學生的Java 課程成績，實施“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL” 教學模式的19 級學生成績的優(yōu)秀率（課程成績≥90）比18 級有明顯的提升，具有良好的教學效果。

6 應用中存在的問題

在Java 程序設(shè)計課程中應用 “翻轉(zhuǎn)課堂+PBL” 的教學模式，有助于培養(yǎng)學生學習的主動性，也解決了個體差異性問題，讓程度不同的學生均能得到進步和發(fā)展。但在實際教學過程中，也存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要重點關(guān)注并解決。

1）學生課前學習缺乏有效監(jiān)督?！胺D(zhuǎn)課堂+PBL” 教學模式是基于學生課前學習的，雖然學習時間靈活，可利用零散時間學習，但在缺乏教學監(jiān)督情況下，還是存在少數(shù)學生學習能動性差，容易出現(xiàn)應付式學習。積極性難以調(diào)動，課前未能很好掌握基本知識點，造成課中無法參與討論和互動，從而影響整體教學效果。若想提高他們的積極性，還需要教師花更多時間在課前逐一去溝通引導。

2）教師錄制教學視頻質(zhì)量得不到保證。課前需進行視頻設(shè)計和錄制，工作量大，對于教師而言難度較高。若教師對視頻剪輯技術(shù)、屏幕錄制軟件等技術(shù)掌握不好，將影響所錄制教學視頻的質(zhì)量，從而無法達到預期的教學目的。