基于慕課的“C語言程序設(shè)計(jì)”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索研究

邊倩， 王振鐸

(西安思源學(xué)院 電子信息工程學(xué)院， 西安 710038)

0 引言

2011年,薩爾曼·可汗及其所創(chuàng)立的可汗學(xué)院對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念的傳播和教學(xué)模式的推廣起到了推動作用,使得翻轉(zhuǎn)課堂在全美風(fēng)行一時。薩爾曼·可汗(Salman Khan)利用網(wǎng)絡(luò)視頻進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)課堂”模式授課獲得成功，以他命名的可汗學(xué)院“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)被加拿人的《環(huán)球郵報》評為“2011年影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革”[1]。比爾·蓋茨稱他“預(yù)見了教育的未來，“引領(lǐng)了一場革命”。 翻轉(zhuǎn)課堂”帶來了良好的教學(xué)效益。

盡管國外對翻轉(zhuǎn)課堂的研究取得了豐碩的成果,研究體系也日趨成熟,然而,國內(nèi)對翻轉(zhuǎn)課堂的研究卻相對滯后。2012年,大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程(簡稱“慕課”)迅速興起,推動了慕課教學(xué)中的翻轉(zhuǎn)課堂研究在高校教學(xué)和科研中的不斷深入[2]。教學(xué)視頻的使用與傳統(tǒng)教學(xué)流程的調(diào)整是翻轉(zhuǎn)課堂的最具特色的兩個標(biāo)桿性要素。翻轉(zhuǎn)課堂不是在線課程，它是直接指導(dǎo)和建議式學(xué)習(xí)的混合模式;翻轉(zhuǎn)課堂并非用視頻替代教師，它是一種增加師生互動的方法;翻轉(zhuǎn)課堂為學(xué)生提供了一個自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，讓學(xué)生都能跟進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)度，獲得個性化教育。目前，對于翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用研究這方面的代表性研究主要是：翻轉(zhuǎn)課堂的模式探索和課堂實(shí)際應(yīng)用。

1 課程現(xiàn)狀分析

“C語言程序設(shè)計(jì)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，“紙上談兵”式的理論學(xué)習(xí)但輕視上機(jī)實(shí)踐是學(xué)不好C語言的[3]。在教學(xué)過程中，深刻感受到的是：學(xué)生初步學(xué)習(xí)C語言，普遍感覺C語言使用靈活，語法眾多，編程無從下手，學(xué)生由于前期對C語言理解的欠缺，造成后續(xù)對面向?qū)ο笳Z言的理解更為困難，往往授課和學(xué)習(xí)效果都很差。C語言對后期的面向?qū)ο笳Z言C++的學(xué)習(xí)和理解起著至關(guān)重要的作用，它是C++語言的基礎(chǔ)，C++語言來源于C語言，是C語言的擴(kuò)展[4]。因此，對C語言的認(rèn)知和理解是學(xué)習(xí)后續(xù)語言課程的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的基礎(chǔ)。作為全校的公共專業(yè)基礎(chǔ)課程，秉承普通本科的培養(yǎng)模式，通常采用理論講授和上機(jī)實(shí)踐的教學(xué)模式，重知識的講授，輕技術(shù)訓(xùn)練，學(xué)生沒有足夠的訓(xùn)練時間。目前，在教學(xué)上，無論是理論學(xué)時還是實(shí)踐學(xué)時都存在教學(xué)學(xué)時數(shù)不夠的狀況，學(xué)生不能充分上機(jī)編程調(diào)試。而作為計(jì)算機(jī)類的程序設(shè)計(jì)課程，實(shí)踐上機(jī)訓(xùn)練是必不可少的重要環(huán)節(jié)。只有通過大量充分的上機(jī)訓(xùn)練，才能更好的理解C語言的編程思想。按照傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式實(shí)施教學(xué)很難在教學(xué)效果上取得更大的突破。

另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)方式，沒有充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動精神，沒有重視學(xué)生的討論作用，沒有培養(yǎng)學(xué)生參加輔導(dǎo)工作。

因此，如何在有限的學(xué)時條件下，讓學(xué)生更好的掌握C語言編程，更好的發(fā)揮出學(xué)生的積極性是當(dāng)前要探索的課題。對教學(xué)模式進(jìn)行有效的優(yōu)化，引進(jìn)新的教學(xué)思路和教學(xué)方法是非常必要的。所以，必須進(jìn)行人才培養(yǎng)模式和管理體制的創(chuàng)新，用實(shí)踐走出一條路。

2 課程改革目標(biāo)

課題組經(jīng)過對課程進(jìn)行細(xì)致的分析，制定了具體的改革目標(biāo)，具體內(nèi)容如下：

(1) 自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中表現(xiàn)出來的綜合能力。具體表現(xiàn)在：能夠增強(qiáng)學(xué)生的求知欲；能夠培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，強(qiáng)化實(shí)踐應(yīng)用能力；激發(fā)學(xué)生主動積極思考，敢于質(zhì)疑問難，在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)強(qiáng)烈的探索和進(jìn)去精神。

(2) 培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具獨(dú)立性。教師在課堂上注重引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，探究和實(shí)踐，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果。使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容加深入理解。

(3) 采用翻轉(zhuǎn)課堂，注重課后學(xué)生的主觀能動性，有效利用課堂時間，使教師課堂講授刪繁就簡，引入教學(xué)實(shí)例，和學(xué)生的課后學(xué)習(xí)相輔相成，更有效的掌握教學(xué)內(nèi)容。

(4) 翻轉(zhuǎn)課堂，將信息技術(shù)和課堂教學(xué)相互融合，最大限度的培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)勢和不足，更能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。

3 課程改革內(nèi)容

(1) 首先，研究探索針對“C語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)環(huán)節(jié)中哪些教學(xué)內(nèi)容更有必要試點(diǎn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

翻轉(zhuǎn)課堂首先是學(xué)生的課下自主學(xué)習(xí)，那么，針對這門課程，哪些內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)更適合采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，是需要首先探索并確定的。所以對于知識點(diǎn)的劃分與選取要兼顧考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和重要性。

(2) 其次，研究教學(xué)知識點(diǎn)的劃分與合理安排。

研究如何設(shè)計(jì)學(xué)生自學(xué)知識點(diǎn)？如何將知識點(diǎn)有機(jī)的融入到微課中，如何合理地在課程中加入微課，使學(xué)生通過課下自學(xué)能夠充分掌握所學(xué)內(nèi)容。

(3) 研究翻轉(zhuǎn)課堂下，教師如何構(gòu)建課堂教學(xué)。

翻轉(zhuǎn)課堂有別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，課堂教學(xué)模式不同于傳統(tǒng)的教師課堂講授方式，而是要開展答疑解惑的教學(xué)過程，充分調(diào)動學(xué)生自身的學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)。再將翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂教學(xué)做比較，梳理總結(jié)，形成文字資料。

(4) 研究程序設(shè)計(jì)課程，基于項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)。

眾所周知，程序設(shè)計(jì)課程重在實(shí)踐上機(jī)調(diào)試。C語言的教學(xué)內(nèi)容各章節(jié)不是孤立的知識，而是有機(jī)的結(jié)合。所以如何融合各章節(jié)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出基于案例項(xiàng)目式的教學(xué)內(nèi)容是十分必要的。學(xué)生采用案例項(xiàng)目開發(fā)式教學(xué)方法，增強(qiáng)了綜合運(yùn)用知識，解決實(shí)踐問題的能力，懂得如何將所有的離散知識點(diǎn)，綜合運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中，積累了一定的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生在完成“任務(wù)”的過程中能不斷地獲得成就感，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自信心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。使學(xué)習(xí)過程成為每個學(xué)生都參與的創(chuàng)造性實(shí)踐活動，最后通過任務(wù)的完成而實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識的有機(jī)融合。因此，如何將案例項(xiàng)目教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合起來，設(shè)計(jì)出適合翻轉(zhuǎn)課堂模式的項(xiàng)目案例，從課程設(shè)計(jì)、自主學(xué)習(xí)、課堂內(nèi)化、測評反饋、知識鞏固等階段設(shè)計(jì)教學(xué)過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中取得事半功倍的效果是值得探索的。

(5) 研究翻轉(zhuǎn)課堂方式下學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的改變。

翻轉(zhuǎn)課堂模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)方法改變了，由傳統(tǒng)的課堂聽講，課后作業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前學(xué)習(xí)，課堂訓(xùn)練，學(xué)習(xí)的主動性變?yōu)橹黧w，學(xué)習(xí)效果較前作對比，總結(jié)優(yōu)勢及不足，為今后進(jìn)一步改革打好基礎(chǔ)。

4 具體實(shí)踐

根據(jù)制定的課程改革目標(biāo)和具體措施，課題組在2016和2017年大學(xué)新生班級開展了課程的改革和創(chuàng)新試驗(yàn)，采取了以下有效方法，具體介紹如下:

(1) 實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程創(chuàng)新應(yīng)用，從結(jié)構(gòu)上拆解過去傳統(tǒng)課堂從單向的知識傳授改變成教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動，整合優(yōu)秀教學(xué)資源，提升課程教學(xué)效果，加強(qiáng)翻轉(zhuǎn)課堂下實(shí)踐訓(xùn)練效果，促進(jìn)課程建設(shè)。

(2) 通過翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐性教學(xué)，構(gòu)建了師生學(xué)習(xí)共同體，升華教師的教學(xué)理念和教學(xué)方式，提升教師自我的信息化素養(yǎng)，積累豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果。提高自身的教學(xué)質(zhì)量。

(3) 實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主、團(tuán)隊(duì)、個性化的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，掌握自學(xué)技巧，學(xué)會傾聽，學(xué)會交流，學(xué)會發(fā)言，實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)模式；交互學(xué)習(xí)中，有效調(diào)動學(xué)生積極因素，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)弱勢學(xué)生與優(yōu)勢學(xué)生的互補(bǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識與表達(dá)交流能力，發(fā)揮每個學(xué)生在交互學(xué)習(xí)過程中的潛能和優(yōu)勢，增強(qiáng)群體意識，協(xié)作精神，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的自我學(xué)習(xí)能力與交流、協(xié)作、競爭共存的綜合學(xué)習(xí)能力。

(4) 實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)綜合案例項(xiàng)目在翻轉(zhuǎn)課堂中的有效實(shí)施。

以團(tuán)隊(duì)編程的形式展開，加速學(xué)生對問題的理解，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，具備一定的軟件項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。綜合案例對學(xué)生整體理解和運(yùn)用C語言起著至關(guān)重要的作用。通過對案例的理解消化，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的離散知識有機(jī)的運(yùn)用到案例項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)中。

5 改革效果和創(chuàng)新點(diǎn)

通過兩個新生班級的C語言教學(xué)改革，我們發(fā)現(xiàn)，在“翻轉(zhuǎn)課堂”的模式下，學(xué)生課下首先觀看教師錄制的視頻，然后帶著問題來聽課，學(xué)生的注意力顯著提高；通過課堂研討和演示加深了學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用；通過改革考核方式，將傳統(tǒng)的理論考核改為分階段的單元上機(jī)測試和研討、回答問題等成績，使學(xué)生的成績更具有真實(shí)性，課程總體教學(xué)效果明顯改善。相比同一門課的改革，本課程的改革具有以下的創(chuàng)新點(diǎn)：

(1) 將翻轉(zhuǎn)課堂理念引入到程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)“學(xué)生自主學(xué)習(xí)+教師引導(dǎo)解惑”的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，可達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)實(shí)際動手能力的目的。

(2) 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法靈活,教學(xué)環(huán)境不固定,能隨時隨地反復(fù)學(xué)習(xí)，彼此間可交流互動，促進(jìn)理解，從而消除大一新生對程序設(shè)計(jì)課程的畏難情緒。

(3) 翻轉(zhuǎn)課堂下，以學(xué)生交流、討論、團(tuán)隊(duì)編程的形式進(jìn)行課程的開展，可加速提高學(xué)生對實(shí)際問題的理解和應(yīng)用。

(4) C語言概念語法繁多、邏輯性強(qiáng)，學(xué)習(xí)起來比較枯燥。翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與互動，有利用增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)語言類課程的主動性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。為今后更好的學(xué)習(xí)其他程序設(shè)計(jì)類課程打下良好的基礎(chǔ)。

6 總結(jié)

基于程序設(shè)計(jì)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索研究實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：探討基于項(xiàng)目的翻轉(zhuǎn)課堂在“C語言程序設(shè)計(jì)”課程中的實(shí)施模式和策略；更新教學(xué)理念，提升自身的教學(xué)能力；綜合評價翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)活動中的效果和作用。研究以課堂教學(xué)改革為核心，以程序設(shè)計(jì)課程各章節(jié)的核心為基礎(chǔ)，以技能應(yīng)用為主線的課程教學(xué)創(chuàng)新模式。積極探索面向教學(xué)內(nèi)容、方法、實(shí)踐教學(xué)方式等翻轉(zhuǎn)課堂改革試驗(yàn)，促進(jìn)課程建設(shè)；旨在將本課程建設(shè)成為教學(xué)理念先進(jìn)、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新、人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

[1] Gregory Mason.Inverting(Flipping)Classrooms——Advantagesand Challenges[Z].2013.

[2] 吳長偉，陳靜，鄧紅，等.基于慕課的應(yīng)用型本科混合教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2015(5):57-59.

[3] 王敬華.C語言程序設(shè)計(jì)教程(第二版)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[4] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社,2009.