基于翻轉(zhuǎn)課堂的Java開發(fā)實踐課程教學(xué)設(shè)計

唐琳 李彤 肖大薇

摘要：提出基于翻轉(zhuǎn)課堂分層次的Java實踐課程教學(xué)設(shè)計方法，該方法通過教師個性化培養(yǎng)方案的制訂、課前教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)以及課堂有的放矢的實踐、溝通和討論，達到有效內(nèi)化基礎(chǔ)知識同時提升教學(xué)效果的目的，以期有效地解決由于Java開發(fā)實踐課程學(xué)生基礎(chǔ)差異大、實踐課時有限所導(dǎo)致的教學(xué)效果不理想、無法切實提高學(xué)生動手實踐能力等問題。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；Java；開發(fā)實踐

1 翻轉(zhuǎn)課堂概述

翻轉(zhuǎn)課堂同時也被稱之為顛倒課堂，其本意與直意相符，即將傳統(tǒng)的課堂知識傳授和課后的知識內(nèi)化顛倒，實現(xiàn)了教學(xué)模式的創(chuàng)新。

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂的歷史

2007年春，美國科羅拉多州羅基山“林地公園”高中的兩位化學(xué)教師，喬納森·伯爾曼（JonBergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）首先使用了翻轉(zhuǎn)教學(xué)。最初他們是為了幫助缺席的同學(xué)補課，取得了一定的效果；后來，兩位老師將這種方法推廣，讓學(xué)生在家里看老師通過軟件錄制的視頻，在課堂上完成習(xí)題作業(yè)并通過討淪、講解等方式幫助同學(xué)理解和內(nèi)化所學(xué)知識。該方式下，學(xué)生能夠根據(jù)自己的實際情況學(xué)習(xí)視頻，老師也能夠迅速發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，能夠及時予以幫助。這種全新的教學(xué)模式得到了學(xué)生的歡迎和支持。

2011年薩爾曼·可汗（Salman Khan）在TED（Technology Entertainm Design，美國一家私有非營利機構(gòu)）大會上的演講報告《用視頻重新創(chuàng)造教育》真正讓“翻轉(zhuǎn)課堂”這一教育理念在美國開始流行。由他本人創(chuàng)建的可汗學(xué)院（KhanAcademy）如今也成為翻轉(zhuǎn)課堂的重要案例。

如今眾多知名學(xué)府也在不同程度上引入了翻轉(zhuǎn)教學(xué)，如麻省理T學(xué)院、耶魯大學(xué)、斯坦福大學(xué)等 。大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程MOOC、微課等信息技術(shù)也為翻轉(zhuǎn)課堂提供了保障。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)教學(xué)模式的區(qū)別

傳統(tǒng)課堂中，教師是通過課上講授法、案例法、討論法等方式實現(xiàn)知識的傳授過程，這一過程中講授法通常占到課堂時間的70%以上，因此，教師在傳統(tǒng)課堂上作為知識的傳授者。翻轉(zhuǎn)課堂中，知識的傳授不再放在課堂上進行，而是教師需要在課前預(yù)先錄制好視頻，視頻的學(xué)習(xí)需要由學(xué)生在課前完成。課堂上老師通過案例法，討論法等方式進一步指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和知識的內(nèi)化。課堂上的主體變成了學(xué)生，通過學(xué)乍的討論，提問等主動學(xué)習(xí)的方式，實現(xiàn)知識的學(xué)習(xí)

因此，翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的區(qū)別可以總結(jié)為：

（1）教師由知識的傳授者變?yōu)榱酥R的指導(dǎo)者，學(xué)生從被動的學(xué)習(xí)者變成了主動的學(xué)習(xí)者。

（2）教學(xué)方法以講授法為主的方式，變?yōu)橐杂懻摲ǎ咐ǖ绕渌虒W(xué)方法為主。

（3）教學(xué)形式從傳統(tǒng)的面授法，轉(zhuǎn)換為視頻方式下的遠程教學(xué)，再通過課上輔導(dǎo)的方式促進學(xué)生對知識的掌握和運用。

（4）現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用，從單純的教室教學(xué)，融入了當今流行的網(wǎng)絡(luò)和視頻等新的教學(xué)技術(shù)。

1.3 翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢

傳統(tǒng)課堂以授課為主，所有學(xué)生的學(xué)習(xí)時間都是一致的二翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，教師根據(jù)學(xué)生的實際情況，制定個性化的培養(yǎng)方案，真正實現(xiàn)分層次教學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)的自由性和自主性也有一定表現(xiàn)；在課前可以自由選擇學(xué)習(xí)時間，根據(jù)自己的實際基礎(chǔ)能力在完成最必需的學(xué)習(xí)視頻基礎(chǔ)上，挑選視頻學(xué)習(xí)，同時培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

課堂授課中不再是單調(diào)的教師講述，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，更多的互動和討論能夠更好地激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，這種教學(xué)方式下培養(yǎng)的學(xué)生更具探索精神和創(chuàng)新能力。

網(wǎng)絡(luò)視頻等新的技術(shù)在教學(xué)上應(yīng)用和融合，多形式教學(xué)能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

2 Java開發(fā)實踐課程設(shè)計

Java開發(fā)實踐課程是學(xué)生最后學(xué)習(xí)的一門綜合開發(fā)實踐課程，旨在通過一個真實項目的需求、分析、設(shè)計、開發(fā)和測試全階段的練習(xí)提升學(xué)生運用所學(xué)的知識解決實際問題的能力。該課程幾乎囊括了過去所有軟件開發(fā)專業(yè)方向課程，包括軟件工程、數(shù)據(jù)庫、Java相關(guān)的開發(fā)課程、軟件測試等的綜合運用。學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程實現(xiàn)學(xué)校與公司的對接，從學(xué)生角色平穩(wěn)過渡到公司員工，更好更快地適應(yīng)未來的工作。

2.1 傳統(tǒng)方式下的Java開發(fā)實踐課程設(shè)計

傳統(tǒng)方式下的Java開發(fā)實踐課程設(shè)計，課前的準備和預(yù)習(xí)是學(xué)生自主進行的。老師會將課程進度計劃告知學(xué)生，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進行準備。課上，老師將一次課程劃分為如下3個階段：相關(guān)理論知識講解，本節(jié)課內(nèi)容案例演示，實踐編程及互動。課后分組完成項目作業(yè)。

實際操作發(fā)現(xiàn)，大部分同學(xué)由于缺乏實際開發(fā)經(jīng)驗，導(dǎo)致項目開發(fā)過程中遇到大量問題，這些問題又缺乏溝通和解決的渠道，越積越多導(dǎo)致項目最后進展艱難。最后提交的項目功能簡單，與實際項目相差較遠。這些問題的原因主要是：基礎(chǔ)知識薄弱，之前的教學(xué)過度注重理論，實踐開發(fā)很少，遇到實際問題很難解決。由于完成作業(yè)需要花費大量時間，課前預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)幾乎變?yōu)榭瞻住Ｕn上老師需要講解的內(nèi)容較多，教學(xué)效果不理想。實踐課程達不到預(yù)期的效果，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情得不到激發(fā)。

課堂任務(wù)包括基礎(chǔ)理論和實踐兩個環(huán)節(jié)。第一部分基礎(chǔ)理論講解，由于學(xué)生對于基礎(chǔ)理論知識掌握差異較大，所以課堂上定位困難。如果從最基礎(chǔ)理論講起，實踐環(huán)節(jié)時間太少，達不到實踐課的目的。如果僅僅是簡單復(fù)習(xí)和扼要講解理論，基礎(chǔ)較弱的同學(xué)在實踐互動環(huán)節(jié)根本不知道從何下手。授課教師的這種兩難處境，長久以來一直得不到較好的解決，大學(xué)課程中的實踐教學(xué)課程因此教學(xué)效果較差，學(xué)生滿意度一直較低。

2.2 基于翻轉(zhuǎn)課堂的Java開發(fā)實踐課程課前準備

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，教師的職責(zé)不僅僅是傳統(tǒng)課堂中的教學(xué)工作，而且增加課前視頻等資料的準備工作。為了進一步提升教學(xué)效果，借鑒斯坦福大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的教學(xué)方式引入了測試，可以更加準確和直觀地掌控學(xué)生的課前學(xué)習(xí)效果，增加了翻轉(zhuǎn)課堂的支撐學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

1）翻轉(zhuǎn)課堂的支撐學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

翻轉(zhuǎn)課堂的引入需要通過支撐學(xué)習(xí)系統(tǒng)更好地管理課前學(xué)習(xí)的視頻資料。一個構(gòu)建良好的支撐系統(tǒng)也可以更好地監(jiān)督和掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。本課程所引入的支撐學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要包括2個部分：①視頻的管理和學(xué)習(xí)進度設(shè)定；②記錄學(xué)生觀看視頻的信息，并對學(xué)習(xí)進度統(tǒng)計分析。支撐系統(tǒng)如圖1所示。

2）課前學(xué)習(xí)資料。

翻轉(zhuǎn)課堂的特點之一就是在最大化地開展課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，不斷延長課堂學(xué)習(xí)時間、提高學(xué)習(xí)效率 。Java開發(fā)實踐課教師對課前學(xué)習(xí)資料的準備分為2個部分：教學(xué)視頻、教學(xué)文字資料。

視頻來源主要包括教師錄制視頻和網(wǎng)絡(luò)上已有學(xué)習(xí)視頻的使用。具體的教學(xué)視頻以及輔助教學(xué)視頻劃分為6部分內(nèi)容，具體見表1。

文字資料部分，課程中使用了上機指導(dǎo)書對知識點和案例文字化，契合學(xué)牛一貫的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教學(xué)案例文檔則是實際項目研發(fā)所需要的相關(guān)文檔，具體包括需求規(guī)格說明書、系統(tǒng)分析與設(shè)計文檔、項目編碼規(guī)范、單體測試示例模板、結(jié)合測試示例模板和用戶手冊模板

3 具體實施過程

3.1 課前學(xué)習(xí)

Java開發(fā)實踐涉及的主要基礎(chǔ)課程包括軟件工程、Java程序設(shè)計、Java EE開發(fā)、數(shù)據(jù)庫原理。因此教師在上課前，將同學(xué)們的這些科目成績提取出來，并計算排名，老師根據(jù)實際學(xué)習(xí)能力調(diào)整，最后將學(xué)生劃分為3部分。排名前1/3的同學(xué)實踐任務(wù)最多、最難，絕大多數(shù)同學(xué)承擔(dān)實踐開發(fā)中組長的職務(wù)，這樣一來不僅要鍛煉學(xué)生自己動手實踐的能力，還鍛煉了學(xué)生任務(wù)分配，以及組織和協(xié)調(diào)能力。對于課前視頻學(xué)習(xí)，儀要求必須觀看教師錄制視頻；排名巾問的1/3同學(xué)，老師在課前學(xué)習(xí)計劃制定時候，除了教學(xué)視頻外，教師根據(jù)知識點，有針對性地選擇部分輔助教學(xué)視頻學(xué)習(xí)。成績排名最低的1/3同學(xué)課前視頻需要先將所有知識點對應(yīng)的輔助視頻，作為基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)觀看一次，再觀看老師錄制的教學(xué)視頻，以保證他們有充足的基礎(chǔ)知識，完成實踐學(xué)習(xí)=個別同學(xué)在整體方案設(shè)定的前提下，再做適當調(diào)整。學(xué)生也可以根據(jù)實際情況，在開放的輔助視頻目錄中，白由挑選一些適合自己的，或感興趣的視頻觀看學(xué)習(xí)。

例如，Java開發(fā)實踐的第一節(jié)課要求大家確定項目并完成需求分析，這一節(jié)課程中學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識包括了解什么是需求分析、知道需求分析在軟件過程中的作用和意義、掌握需求分析的方法以及如何表達需求分析等。老師在課前錄制視頻時，是針對知識的實踐環(huán)節(jié)錄制，即基于一個案例項目展示需求分析的思考和實現(xiàn)過程，這部分視頻是學(xué)生課前必須學(xué)習(xí)的。但是一部分同學(xué)因為基礎(chǔ)知識薄弱或不牢固的關(guān)系，已經(jīng)對需求分析本身非常陌生，就需要補充這一部分基礎(chǔ)知識。

3.2 課堂訓(xùn)練

課堂實踐訓(xùn)練劃分為3個部分：第一部分為簡短的測試，測試方式較為多樣。當涉及的基礎(chǔ)原理較多的時候，采用筆試的方式；應(yīng)用較多的時候，采用問答或自主講解的方式。測試一方面監(jiān)督學(xué)生的課前學(xué)習(xí)效果；另一方面，更好地發(fā)現(xiàn)沒有被學(xué)生理解和內(nèi)化的知識點。第二部分是討論環(huán)節(jié)，老師根據(jù)本節(jié)課中的重點、難點預(yù)先設(shè)計一些話題或問題。例如，課堂中一般用戶管理中的刪除系統(tǒng)用戶功能，學(xué)生設(shè)計和實現(xiàn)都會采用直接刪掉用戶信息，但這一問題在實際項目中這樣操作就錯了。老師可模仿客戶質(zhì)疑學(xué)生的設(shè)計并說明原因，請大家討論如何解決，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。最后一個環(huán)節(jié)是總結(jié)，幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)、總結(jié)問題，學(xué)生更容易理解、運用和融會貫通。

3.3 實踐效果

以前，實踐課上基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)做不出來，甚至使用實踐環(huán)境打游戲、看電影，翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)下，學(xué)生的這種情況幾乎沒有。良好的課堂氛圍，激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情。在對翻轉(zhuǎn)課堂和非翻轉(zhuǎn)課堂的班級進行問卷打分時，翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)生打分更高，按成績排名發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)薄弱和基礎(chǔ)優(yōu)異的同學(xué)打分高的情況較為普遍。在關(guān)于實踐課程中你更喜歡翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式還是傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式這一問題中，選翻轉(zhuǎn)課堂模式的同學(xué)超過80%。在教師反饋中，翻轉(zhuǎn)課堂模式下，老師不再抱怨需要一次又一次去監(jiān)督大家的課堂秩序，學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍更好。因此，翻轉(zhuǎn)課堂有利于重構(gòu)和諧的師生關(guān)系 。

4 結(jié)語

隨著翻轉(zhuǎn)教學(xué)這一教學(xué)模式的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)電子信息化的不斷普及，傳統(tǒng)大學(xué)的教育模式會發(fā)生一定的變革。如何將翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式恰當?shù)囊氲秸n程中，是所有教師和整個大學(xué)教育界面臨的挑戰(zhàn)。翻轉(zhuǎn)教學(xué)改變了教師角色，學(xué)生角色、教學(xué)與學(xué)習(xí)時間分配以及知識載體 。筆者通過將翻轉(zhuǎn)課堂引入到Java實踐開發(fā)實踐課程探索中發(fā)現(xiàn)，這一教學(xué)模式，十分適用于軟件實踐開發(fā)類課程。在授課過程中，能有效地激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性，有效地實現(xiàn)分層次個性化教學(xué)，切實地提升學(xué)生的實踐開發(fā)能力，取得很好的教學(xué)效果。與此同時，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式對于教師和教學(xué)設(shè)備提出了更高的要求，增加了教師的工作量，教師不僅需要在課前將所涉及的知識錄制好視頻，在課堂上教師需要更加精通課程內(nèi)容，在實踐過程中和互動環(huán)節(jié)準確發(fā)現(xiàn)、解決問題，內(nèi)化知識，進一步提升實踐能力。