基于翻轉(zhuǎn)課堂的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與研究

陳娟

摘 要：翻轉(zhuǎn)課堂本質(zhì)上是一種改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)方法，教學(xué)過程中對(duì)教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行顛倒安排，從某種意義上為學(xué)生打造了個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式。該研究的目的是通過對(duì)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)，針對(duì)課程分別使用兩種教學(xué)模式并進(jìn)行比較。在實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式過程中設(shè)計(jì)了教學(xué)模型和教學(xué)系統(tǒng)。通過項(xiàng)目研究、問卷調(diào)查與學(xué)生座談、教學(xué)系統(tǒng)分析結(jié)果研究表明，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式比傳統(tǒng)授課方式更有效和有趣。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；傳統(tǒng)教學(xué)；個(gè)性化；教學(xué)模型；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Flipped classroom，reversing the arrangement of teaching structure，is essentially a teaching method to trans form the traditional one，aiming to create a personalized learning approach in a sense.The purpose of the study is to compare the traditional teaching method and the flipped classroom method based on the course of C Language Programming.The paper designs a teaching model based on the flipped classroom and a network teaching system based on the flipped classroom.Through project research，student question naire survey and student interview survey，the teaching system analysis results shows the more effectiveness and interestingness of the flipped classroom teaching compare with the traditional teaching method.

Keywords：flipped classroom；traditional teaching；personalization；teaching model；network teaching system

1 引言（Introduction）

翻轉(zhuǎn)課堂的概念是美國(guó)克羅拉州的喬那森·伯爾曼和雅倫·撒姆斯兩位教師提出的，當(dāng)時(shí)他們是為了因故沒辦法上課的學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)習(xí)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有很多重復(fù)工作，不如一勞永逸的制作學(xué)習(xí)內(nèi)容，所以他們采用錄屏軟件進(jìn)行錄制PPT演示文稿和授課時(shí)的視頻音頻，最后將制作好的學(xué)習(xí)內(nèi)容放在網(wǎng)站上學(xué)生們使用[1]。之后，他們就如何在教學(xué)中使教學(xué)效果更好，于是將其稱之為“翻轉(zhuǎn)課堂”。2011年后，“翻轉(zhuǎn)課堂”逐漸進(jìn)入了各大中小學(xué)校，成為了學(xué)校炙手可熱的話題，教育界人士關(guān)注的新型教學(xué)模式，功勞來(lái)自于撒爾曼·可汗，他利用計(jì)算機(jī)制作出了很多課程視頻供學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)[2]。我國(guó)的重慶聚奎中學(xué)、深圳南山實(shí)驗(yàn)學(xué)校隨后也引進(jìn)了該教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)校特色開始進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)改革與教學(xué)實(shí)踐，并作為試點(diǎn)單位在全國(guó)進(jìn)行推廣。

通常傳統(tǒng)的教學(xué)過程包括教師課堂講解和學(xué)生知識(shí)內(nèi)化。拿“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”為例，教師在課堂講解基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生課后通過課后習(xí)題對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，或者通過計(jì)算機(jī)操作進(jìn)行練習(xí)和實(shí)踐，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)比較被動(dòng)，如圖1所示。

筆者將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式引進(jìn)了自己的教學(xué)課堂后，隨著教學(xué)過程中角色功能的顛倒，學(xué)生成為了教學(xué)中的主體地位。表1中是兩種課堂教學(xué)的對(duì)比結(jié)果，詳見表1。

筆者嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式引入了自己的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)課堂，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)是否適合引入翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行了分析研究，并設(shè)計(jì)和構(gòu)建出適合本學(xué)院教學(xué)使用的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。

2 選題的意義和價(jià)值（Significance and value of

topic selection）

2.1 教育人性化

翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂相比較，教師和學(xué)生的主體地位發(fā)生了改變，傳統(tǒng)課堂是教師帶著學(xué)生學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生主動(dòng)學(xué)，教師來(lái)答疑[2]。課程教學(xué)中，學(xué)習(xí)安排與進(jìn)度完全由個(gè)人把握；對(duì)于課程中簡(jiǎn)單部分，學(xué)生在選擇視頻觀看時(shí)可以選擇快進(jìn)的方式；對(duì)于課程中較難理解的部分，學(xué)生可以選擇重復(fù)觀看視頻直到自己明白為止；學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，如果仍然無(wú)法解決可以遠(yuǎn)程反饋給自己的任課教師，教師幫助學(xué)生解決問題[3]。翻轉(zhuǎn)課堂是一種教育人性化的教學(xué)策略，教師可以與學(xué)生一對(duì)一進(jìn)行答疑解惑，可以有效的幫助到學(xué)生，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)并對(duì)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，找到存在感。

2.2 和諧的師生關(guān)系

在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)中，以《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》為例當(dāng)學(xué)習(xí)了常量、變量、運(yùn)算符、語(yǔ)句結(jié)構(gòu)后，教師可以布置一些生活中的常見問題，讓學(xué)生通過計(jì)算機(jī)寫程序進(jìn)行求解，學(xué)生將自己書寫的結(jié)果上傳到網(wǎng)絡(luò)上，大家展開討論，哪個(gè)同學(xué)書寫規(guī)范并且語(yǔ)句簡(jiǎn)介，其他同學(xué)可以效仿，最后老師參與點(diǎn)評(píng)。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣自主選擇要解決的問題，真正做到“以學(xué)生為中心”，網(wǎng)絡(luò)中每一位學(xué)生通過交流、協(xié)作共同完成；然后教師將結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)解決問題的算法進(jìn)行點(diǎn)評(píng)及時(shí)給予指導(dǎo)。在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師與學(xué)生在學(xué)習(xí)互動(dòng)中成為親切的伙伴，讓教師更加了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，有助于師生和諧關(guān)系的構(gòu)建[4]。

3 教學(xué)模型與系統(tǒng)設(shè)計(jì)（Design of teaching model

and system）

3.1 教學(xué)模型結(jié)構(gòu)圖

自翻轉(zhuǎn)課堂問世以來(lái)，來(lái)自美國(guó)的羅伯特·塔爾博特教授經(jīng)過堅(jiān)持不懈的教學(xué)改革，并積累了很多的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂建立了翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模型[5]，如圖2所示。

在教學(xué)模型中，學(xué)生學(xué)習(xí)模式中必須掌握信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和具備活動(dòng)學(xué)習(xí)的兩大要素，因?yàn)檫@是實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的必要條件，能夠讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)課后自主學(xué)習(xí)，課堂內(nèi)協(xié)同學(xué)習(xí)[6]。該模型中學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是順序化的，學(xué)習(xí)活動(dòng)安排比較詳盡。同時(shí)該模型的操作順序也不是一成不變的，教師和學(xué)生可以根據(jù)課程的實(shí)際情況按照模型去具體實(shí)施教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模型結(jié)構(gòu)圖

為了學(xué)生不走彎路或少走彎路，學(xué)生除了可以選擇教學(xué)視頻進(jìn)行觀看，也可以選擇授課教師的教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)院教師根據(jù)需求制作了“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。它采用B/S架構(gòu)，主要?jiǎng)澐譃槿龑咏Y(jié)構(gòu)，第一層作為表示層，系統(tǒng)的兩類使用者主要是教師和學(xué)生[7]。中間層為功能層，主要實(shí)現(xiàn)的是兩種角色的登錄界面，教師的賬號(hào)和密碼管理員按照學(xué)院的教師編號(hào)作為賬號(hào)；學(xué)生賬號(hào)和密碼自己登錄系統(tǒng)可以根據(jù)提示信息進(jìn)行注冊(cè)。架構(gòu)的最底層作為數(shù)據(jù)層，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)間和時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行記錄，學(xué)生可以針對(duì)自己的問題進(jìn)行選擇視頻學(xué)習(xí)，所學(xué)內(nèi)容結(jié)束可以做相應(yīng)的習(xí)題，進(jìn)入聊天室和同學(xué)進(jìn)行問題討論、和任課教師進(jìn)行互動(dòng)、查看學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄，如果某問題的視頻觀看數(shù)量居多教師可以針對(duì)該問題在課堂上進(jìn)行講解分析等功能[8]。具體實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

3.3 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能介紹以及實(shí)現(xiàn)流程

在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過程中，在該課程的教學(xué)系統(tǒng)中的功能層中，主要分為了兩大模塊，按照不同角色進(jìn)行登錄，教師按照學(xué)院統(tǒng)一進(jìn)行的編號(hào)作為賬號(hào)，進(jìn)入教師操作的界面；學(xué)生初次登錄時(shí)可以進(jìn)行注冊(cè)，注冊(cè)時(shí)學(xué)號(hào)作為賬號(hào)進(jìn)行注冊(cè)，并且進(jìn)行實(shí)名注冊(cè)，方便教師了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)，但是獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較弱，在學(xué)習(xí)初期教師需督促學(xué)生完成教學(xué)，以此保證課程的教學(xué)進(jìn)度以及教學(xué)質(zhì)量，以此允許教師瀏覽學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)[9]，具體流程如圖5所示。

4 翻轉(zhuǎn)課堂系統(tǒng)研究（System research of flipped

classroom）

4.1 研究目的

探討基于翻轉(zhuǎn)課堂在程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式中的有效性，以及在教學(xué)中需要注意的問題。

4.2 研究方法

（1）項(xiàng)目研究[10]。該研究主要采用課程中涉及到的具體項(xiàng)目，以《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》專業(yè)基礎(chǔ)課中“學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)”項(xiàng)目為例，在教學(xué)過程中通過實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，并在教學(xué)中搜集大量數(shù)據(jù)并對(duì)其分析，得到相關(guān)結(jié)論。

（2）問卷調(diào)查與座談[11]。通過問卷調(diào)查以及學(xué)生代表座談了解學(xué)生喜歡的學(xué)習(xí)資源類型、以及學(xué)習(xí)資源的利用情況以及新的教學(xué)模式實(shí)施后的學(xué)習(xí)成績(jī)比較、學(xué)習(xí)興趣是否提高等。

（3）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)果分析研究。針對(duì)該課程的教學(xué)系統(tǒng)中的學(xué)生學(xué)習(xí)情況與成績(jī)進(jìn)行比較，觀察學(xué)習(xí)記錄時(shí)間長(zhǎng)短與成績(jī)的關(guān)系。

4.3 研究對(duì)象及過程

本研究以2015—2016年第二學(xué)期學(xué)習(xí)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的兩個(gè)班62位學(xué)生為研究對(duì)象，共分為A、B兩組進(jìn)行教學(xué)，A組學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)授課方式，B組學(xué)生教師采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)。兩組學(xué)生同一任課教師，教學(xué)內(nèi)容一致，通過授課過程和成績(jī)結(jié)果進(jìn)行實(shí)證研究。

4.4 應(yīng)用評(píng)價(jià)分析

教學(xué)方法的是否有效，可以通過學(xué)習(xí)過程以及學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)過程主要包括學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力、知識(shí)理解以及知識(shí)內(nèi)化的程度[12，13]、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是否高漲、程序項(xiàng)目執(zhí)行效率等方面。學(xué)習(xí)結(jié)果包括語(yǔ)法知識(shí)的掌握程度（期末試卷主要考察學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的語(yǔ)法知識(shí)的掌握程度）和項(xiàng)目實(shí)施的結(jié)果（學(xué)生管理系統(tǒng)界面是否友好、代碼編寫是否規(guī)范、算法執(zhí)行效率、系統(tǒng)功能是否完善等方面）。

（1）學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)

基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式是否有助于提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力、知識(shí)理解以及知識(shí)內(nèi)化程度、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是否高漲、程序項(xiàng)目執(zhí)行效率等。從提高自主學(xué)習(xí)能力方面，66.87%的學(xué)生認(rèn)為有幫助，12.7%的學(xué)生認(rèn)為非常有幫助；從知識(shí)理解方面，65.67%的學(xué)生認(rèn)為有幫助，11.89%的學(xué)生認(rèn)為非常有幫助，具體數(shù)據(jù)如圖6所示。

基于翻轉(zhuǎn)課堂的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式在知識(shí)內(nèi)化方面的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，78%的學(xué)生認(rèn)為帶著問題探索的學(xué)習(xí)對(duì)知識(shí)的掌握更牢固，65%的學(xué)生認(rèn)為這種模式的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起到?jīng)Q定的支撐作用，52%的學(xué)生認(rèn)為這種學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣，83%的學(xué)生一致認(rèn)可這種學(xué)習(xí)模式，認(rèn)為能夠在程序設(shè)計(jì)時(shí)除了完成課堂任務(wù)，并對(duì)程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了有效的拓展學(xué)習(xí)，如圖7所示。

學(xué)生在程序設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常犯的錯(cuò)誤有兩種類型，一種是對(duì)C語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)的掌握不牢固；另一種是對(duì)軟件的操作不熟悉，程序編譯中的常見錯(cuò)誤不會(huì)修改等。通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程，分析結(jié)果表明，B組學(xué)生犯錯(cuò)的機(jī)率小于A組。

通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方面，A組學(xué)生認(rèn)為，通過教材和已有的教學(xué)PPT學(xué)習(xí)“自己看不了幾段就打瞌睡，沒意思，文字太多，專業(yè)詞匯不太理解，看完后記不住，教師通過多媒體PPT演示，教師演示比較快，學(xué)生來(lái)不及作筆記，長(zhǎng)此以往感覺自己在聽天書，程序設(shè)計(jì)時(shí)依然一頭霧水?！盉組學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，一個(gè)問題一個(gè)視頻，看過后直接去做相關(guān)程序設(shè)計(jì)題，不僅對(duì)知識(shí)進(jìn)行了鞏固而且對(duì)軟件環(huán)境也進(jìn)行了熟悉，課堂上對(duì)該知識(shí)的掌握就更加游刃有余，并且還對(duì)知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步拓展，相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容詳見表2。

（2）學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)

學(xué)生的期末成績(jī)主要由兩部分組成，一部分是通過機(jī)試考察學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的語(yǔ)法知識(shí)的掌握以及解決問題的能力，另一部分需要學(xué)生完成“學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)，得分情況如表所示?？梢钥闯觯诜D(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式有助于學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，不僅掌握了語(yǔ)法基礎(chǔ)知識(shí)，也提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，相關(guān)數(shù)據(jù)詳見表3。

5 結(jié)論（Conclusion）

通過研究表明，基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用有效的促進(jìn)了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，有效的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及學(xué)習(xí)興趣，并在程序設(shè)計(jì)過程中減少了程序書寫錯(cuò)誤的次數(shù)，能夠有效的讓學(xué)生更快更好的完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過課程實(shí)踐過程，主要需要兩個(gè)方面：

（1）教師需要進(jìn)一步針對(duì)學(xué)生經(jīng)常犯的錯(cuò)誤點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行錄制小視頻。授課教師需要熟練運(yùn)用Camtasia studio視頻錄制軟件，并將錄制視頻進(jìn)行上傳至網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)供學(xué)生學(xué)習(xí)，避免學(xué)生繼續(xù)犯錯(cuò)，并有效提醒學(xué)生這幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵問題。有效的提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的使用效率。

（2）教師必須進(jìn)行督導(dǎo)?！癈語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”是軟件工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，如果沒有扎實(shí)的掌握會(huì)影響學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，所以在教學(xué)中，教師需要進(jìn)一步的監(jiān)督和引導(dǎo)。課前學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)以及測(cè)試，教師應(yīng)經(jīng)常關(guān)注并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程；課堂上教師應(yīng)有條不紊的引導(dǎo)學(xué)生解決程序設(shè)計(jì)中存在的部分問題以此促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握及理解。

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作者簡(jiǎn)介：

陳 娟（1979-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：智能算法研究，

信息管理系統(tǒng).