翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的實(shí)踐

馬麗麗，陳金廣，薛紀(jì)文（西安工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710048）

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翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的實(shí)踐

馬麗麗，陳金廣，薛紀(jì)文
（西安工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710048）

摘 要：為提高學(xué)生的編程興趣和編程能力，在借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程教學(xué)，設(shè)計(jì)出適合本課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式。該模式預(yù)設(shè)課前學(xué)習(xí)任務(wù)，在課后收集課程的反饋信息，并將這些信息發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺(tái)上，供教師和學(xué)習(xí)人員參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；MOOC；微課程

0　引　言

慕課背景下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供了一種切實(shí)可行的教學(xué)變革模式。最初，Jonathan Bergman 和Aaron Sams將授課用的課件錄制成教學(xué)視頻，傳到網(wǎng)上供那些不能來(lái)上學(xué)的學(xué)生補(bǔ)課使用，從而創(chuàng)造了翻轉(zhuǎn)課堂（the flipped classroom）的教學(xué)模式[1]。這種教學(xué)模式得到了越來(lái)越多的認(rèn)可，也受到了學(xué)生的歡迎。Salman Khan創(chuàng)建可汗學(xué)院，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，制作大量的微課程進(jìn)行教學(xué)，這種教學(xué)模式受到了全世界教育研究者的關(guān)注和推崇[2]。美國(guó)富蘭克林學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的Robert Talbert教授，根據(jù)自己實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出線性代數(shù)翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模型，該模型提出了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程中的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)——課前和課中。很多學(xué)者將該模型作為設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的參考模型。趙興龍討論了在實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式過(guò)程中需要關(guān)注的流程要素、技術(shù)要素和環(huán)境要素，指出翻轉(zhuǎn)課堂要注重實(shí)效，避免流于形式[3]。張金磊等人結(jié)合教學(xué)實(shí)踐對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式做了改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的導(dǎo)向性作用以及信息技術(shù)手段與學(xué)習(xí)活動(dòng)的支持作用，注重個(gè)性化協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建[4-5]。文獻(xiàn)[6]構(gòu)建的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，順序性強(qiáng)，活動(dòng)流程細(xì)節(jié)安排詳細(xì)，強(qiáng)調(diào)家長(zhǎng)的監(jiān)督參與作用。文獻(xiàn)[7]重新界定了翻轉(zhuǎn)課堂的概念，借助QQ群網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)和平板電腦構(gòu)建出更易實(shí)現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并介紹了具體的實(shí)施過(guò)程。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐方面也出現(xiàn)了不少研究成果。文獻(xiàn)[8]通過(guò)在大學(xué)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)英語(yǔ)課程中開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐，給出基本教學(xué)流程以及具體操作的注意事項(xiàng)。文獻(xiàn)[9]以計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程為例，設(shè)計(jì)了較為完整的基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)設(shè)計(jì)方案并予以實(shí)施。文獻(xiàn)[10] 和[11]提出了以問(wèn)題為核心、以任務(wù)或項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。文獻(xiàn)[12]提出了基于云環(huán)境的軟件工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，構(gòu)建了一個(gè)基于云計(jì)算的教學(xué)平臺(tái)。

1　翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂重新調(diào)整了課內(nèi)外的時(shí)間，營(yíng)造了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的環(huán)境，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生需要從被動(dòng)地聽(tīng)教師傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)課前自學(xué)、小組合作以及在課堂中完成各種活動(dòng)來(lái)完成知識(shí)的學(xué)習(xí)和構(gòu)建。教師只作為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、課程的設(shè)計(jì)者以及學(xué)生學(xué)習(xí)的互動(dòng)伙伴，幫助學(xué)生獲取資源、利用資源、提供課前學(xué)習(xí)指導(dǎo)，滿足學(xué)生個(gè)性化或協(xié)作式的學(xué)習(xí)需求，并根據(jù)學(xué)生的掌握情況適時(shí)給予引導(dǎo)，促使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的中心。

翻轉(zhuǎn)課堂的目的是激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，增加學(xué)習(xí)中的互動(dòng)因素，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的理解和應(yīng)用，保證課堂內(nèi)高質(zhì)量的學(xué)習(xí)活動(dòng)。根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵及目的，筆者結(jié)合已有的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，構(gòu)建出適合理工類程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。該模式將整個(gè)教學(xué)過(guò)程劃分為課前學(xué)習(xí)、課中學(xué)習(xí)和課后總結(jié)3個(gè)部分。

（1）課前學(xué)習(xí)階段如圖1所示。教師首先分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)起點(diǎn)，從而明確教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容，確定教學(xué)起點(diǎn)；根據(jù)不同專業(yè)的社會(huì)從業(yè)需求確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，兼顧學(xué)生的興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)效果等個(gè)體差異提供個(gè)性化的在線課程任務(wù)分配。教師可以按需制作視頻，還可以在網(wǎng)上選擇優(yōu)秀的慕課資源，并根據(jù)學(xué)習(xí)前的測(cè)驗(yàn)結(jié)果，創(chuàng)建合適的學(xué)習(xí)任務(wù)單。教師根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)教學(xué)內(nèi)容的了解，提供兩個(gè)等級(jí)的資源，即基礎(chǔ)資源和擴(kuò)展資源，供不同基礎(chǔ)、不同需求的學(xué)生使用；設(shè)計(jì)一些值得探究的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師需要將整個(gè)課程按照知識(shí)體系結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)模塊，各個(gè)模塊之間具有前后依賴關(guān)系。教師將每個(gè)模塊劃分成若干的知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)視頻以知識(shí)點(diǎn)為單位呈現(xiàn)，從而方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生根據(jù)教師提供的任務(wù)單明確學(xué)習(xí)任務(wù)，以學(xué)習(xí)任務(wù)為指導(dǎo)觀看視頻，開(kāi)展以自我探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)，然后完成自主學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，直至達(dá)標(biāo)。

自主學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生可以進(jìn)入小組合作學(xué)習(xí)階段，并通過(guò)合作交流，討論存在的問(wèn)題。教師將任務(wù)分配給小組的各個(gè)成員，由協(xié)作完成。在完成的過(guò)程中，如果學(xué)生遇到困難，應(yīng)先在其小組內(nèi)討論解決，也可以向其他小組或教師求助，最后提交學(xué)習(xí)任務(wù)單（包含反饋信息）。教師根據(jù)學(xué)生提交的學(xué)習(xí)任務(wù)單，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問(wèn)題，對(duì)課堂任務(wù)進(jìn)行調(diào)整和二次備課。

（2）課中學(xué)習(xí)階段如圖2所示。首先由教師根據(jù)各個(gè)學(xué)生、各個(gè)小組的任務(wù)完成情況（依據(jù)反饋信息表），聚焦熱點(diǎn)問(wèn)題并引入新課，然后呈現(xiàn)任務(wù)并創(chuàng)建情景，再根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的共性問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解。如果需要小組之間進(jìn)一步合作探究，則要組織各個(gè)小組進(jìn)行展示匯報(bào)，教師對(duì)小組匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)各個(gè)小組提出的問(wèn)題進(jìn)行講解指導(dǎo)。教師要根據(jù)匯報(bào)內(nèi)容引導(dǎo)各小組進(jìn)行互動(dòng)交流、組間互動(dòng)答疑，然后進(jìn)行組間的相互評(píng)價(jià)。在此期間，教師要根據(jù)需要對(duì)一些重難點(diǎn)問(wèn)題予以解決，并且對(duì)討論引出的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展，加深學(xué)生理解。最后，由教師歸納和總結(jié)本次學(xué)習(xí)過(guò)程，梳理所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，剖析重難點(diǎn)內(nèi)容，最后進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)和總結(jié)。

圖1　課前學(xué)習(xí)階段

圖2　課中學(xué)習(xí)階段

（3）課后學(xué)習(xí)階段如圖3所示。教師收集整理課件、小組匯報(bào)材料、課堂討論問(wèn)題、拓展資源，并發(fā)布在學(xué)習(xí)平臺(tái)供學(xué)生課后自學(xué)。學(xué)生還可以根據(jù)這些資源進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)、交流討論、實(shí)踐操作，并展示實(shí)踐成果、分享交流心得，深入理解所學(xué)知識(shí)和拓展知識(shí)，從而達(dá)到鞏固學(xué)習(xí)、完成知識(shí)內(nèi)化的目的。教師要及時(shí)對(duì)課堂學(xué)生的反應(yīng)和表現(xiàn)情況進(jìn)行分析，并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、修訂實(shí)施方案，對(duì)本次教學(xué)的學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)難點(diǎn)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)地分析整理和反思總結(jié)，以進(jìn)一步完善教學(xué)方案。

圖3　課后思考與反饋

2　學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方法

我們采用的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系如圖4所示。評(píng)價(jià)指標(biāo)分為在線學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、課堂參與和期末考試4個(gè)部分。各指標(biāo)所占權(quán)重采用了文獻(xiàn)[13]和文獻(xiàn)[14]使用的數(shù)據(jù)：在線學(xué)習(xí)占20%，合作學(xué)習(xí)占20%，課堂參與占20%，期末考試占40%。在線學(xué)習(xí)成績(jī)包括學(xué)生的在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、任務(wù)完成情況、課后作業(yè)、學(xué)習(xí)任務(wù)單的反饋情況以及在線討論情況。合作學(xué)習(xí)成績(jī)由小組成員根據(jù)在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中該學(xué)生的參與情況、對(duì)小組做出的貢獻(xiàn)、團(tuán)隊(duì)互助合作的態(tài)度、創(chuàng)新能力以及與組內(nèi)其他成員合作情況綜合考慮，并與學(xué)習(xí)者的自評(píng)相結(jié)合，給出一個(gè)綜合分值。課堂參與成績(jī)由課堂互動(dòng)情況、教師評(píng)價(jià)和作品質(zhì)量評(píng)價(jià)組成。此處，課堂互動(dòng)情況和教師評(píng)價(jià)的確定因素包括：教師根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)意識(shí)、學(xué)生的課堂表現(xiàn)、學(xué)生提交的反饋信息表、課前自主學(xué)習(xí)情況、作業(yè)情況、每章測(cè)試情況、小組合作學(xué)習(xí)情況、課堂參與積極性、課堂互動(dòng)情況、對(duì)學(xué)習(xí)與研究方法的掌握情況以及運(yùn)用已有知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行知識(shí)遷移的能力和作業(yè)的質(zhì)量情況。

圖4　學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系

設(shè)計(jì)該評(píng)價(jià)體系的目的在于降低期末考試比重，利用多元評(píng)價(jià)方法全面考核學(xué)生在在線學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、課堂參與、期末卷面考試成績(jī)等各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合表現(xiàn)，從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程及結(jié)果給出一個(gè)客觀公正的評(píng)價(jià)。

3　實(shí)踐效果調(diào)查與分析

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為大學(xué)第四學(xué)期學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的理工類本科生。我們選擇4個(gè)自然班，隨機(jī)劃分為兩組，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各有兩個(gè)班。實(shí)驗(yàn)組采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，對(duì)照組采用傳統(tǒng)講授模式。為了驗(yàn)證翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)中的有效性，筆者根據(jù)試卷調(diào)查和問(wèn)卷調(diào)查等定量研究，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上分析翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)策略以及學(xué)生的編程能力的影響作用，并以課堂教學(xué)研究、教學(xué)過(guò)程為基礎(chǔ)，對(duì)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行研究，以便結(jié)合定量數(shù)據(jù)研究的結(jié)果進(jìn)行分析。

從表1中可以看出，在基礎(chǔ)知識(shí)模塊，實(shí)驗(yàn)組的平均成績(jī)略高于對(duì)照組，但是均值之間沒(méi)有明顯差異。在界面設(shè)計(jì)、程序分析、程序編寫、程序設(shè)計(jì)、綜合應(yīng)用模塊，實(shí)驗(yàn)組的平均成績(jī)高于對(duì)照組的平均成績(jī)，且均值之間存在明顯差異。實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生界面設(shè)計(jì)合理、美觀，有一定的創(chuàng)新，分析問(wèn)題詳細(xì)、全面，程序編寫更加規(guī)范、實(shí)用，程序調(diào)試等實(shí)際動(dòng)手能力更強(qiáng)。這說(shuō)明翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、編寫程序等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

表1　實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組學(xué)生的程序設(shè)計(jì)綜合水平對(duì)照

通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)卷調(diào)查及觀察訪談，得到的個(gè)人素質(zhì)方面測(cè)量結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式后，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)主動(dòng)性方面有一定的提高，與對(duì)照班的差異明顯。與對(duì)照班相比，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的溝通能力、協(xié)作能力以及創(chuàng)新能力有顯著的提升。這說(shuō)明翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式對(duì)于提升和促進(jìn)學(xué)生的自學(xué)能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新能力具有積極作用。

表2　個(gè)人素質(zhì)方面的測(cè)量結(jié)果

4　結(jié)　語(yǔ)

翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式突破了以講授為主的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，師生角色發(fā)生了重大的變化，學(xué)習(xí)過(guò)程不再以教師為中心，而是以學(xué)生為中心，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自我管理的能力，而且易于實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，值得深入研究和實(shí)踐。然而，大規(guī)模實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)仍有一些難題需要解決，比如翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式對(duì)課程內(nèi)容的安排、教師課堂調(diào)控能力以及學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)等提出了更高的要求。

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（編輯：孫怡銘）

第一作者簡(jiǎn)介：馬麗麗，女，講師，研究方向?yàn)槎嘣葱畔⑷诤?，xamll@163.com 。

基金項(xiàng)目：西安工程大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（2014JG046）；西安工程大學(xué)2014年公共基礎(chǔ)課程建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目（201407）。

中圖分類號(hào)：G642

文章編號(hào)：1672-5913(2016)04-0152-04