基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的高校程序設計教學模式研究

關(guān)玉兵

摘 要：針對高校程序設計課程教學中常規(guī)教學模式不能滿足課程教學目標的需要以及課程的實踐性強等問題，本文研究探討了翻轉(zhuǎn)教學模式在程序設計課程中的應用模式，提出采用課前學生通過校內(nèi)的網(wǎng)絡學習系統(tǒng)進行自主學習、課中師生討論交流和實踐訓練，課后總結(jié)和分享3 個階段相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)教學模式，并以Java程序設計某一章節(jié)的教學為例闡述實施過程和效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；程序設計； 教學模式

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2016）21-0041-03

一、引言

高校中的程序設計類課程是計算機及其相關(guān)專業(yè)主干課和必修課，如 C、OOP、Web程序設計等課程，該類課程的教學目標是使學生在掌握程序設計基本理論和方法的基礎上，逐步獲得使用程序設計語言解決實際問題的能力，進而培養(yǎng)其熟練的編程技能和創(chuàng)新思維。作為理論知識和實踐技術(shù)并重的一類課程，傳統(tǒng)課堂教學模式已不能完全滿足培養(yǎng)技能型和創(chuàng)新型人才的教學目標，主要存在以下幾個方面的問題：

1.統(tǒng)一的教學步調(diào)和設計，教師難以照顧所有學生不同的學習需求

傳統(tǒng)的課堂教學是集體授課，一個班幾十個同學坐在同一間教室內(nèi)上課，學生之間存在著各種差異，如學習基礎不同，認知風格不同等，而這種集體授課通常學時有限且有教學進度的要求，教師上課時通常采取統(tǒng)一的教學步調(diào)和教學設計，不能做到因材施教，照顧所有學生的學習需求，常見的現(xiàn)象是，教師講一個問題時，能力強的學生覺得已經(jīng)掌握沒必要再講，能力較弱的學生卻認為教師講的還不夠細。

2.教師的講授和演示占據(jù)課堂大部分時間，學生沒有足夠的實踐時間

由于課程的教學內(nèi)容信息量大，課堂時間有限，教師的講授和演示往往占據(jù)大部分課堂時間，甚至是“滿堂灌”，學生難以與教師進行互動和反饋，沒有足夠的練習和消化時間，只能被動的聽。而技能的掌握和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需要大量的時間去實踐和練習，需要不斷動手去寫代碼，測試、糾錯，這個過程中還需要教師必要的指導，而課下時間由于缺乏教師的指導，學生的自主學習效果不好，甚至是舉步維艱。

3.教學內(nèi)容信息量大，抽象難懂，課堂時間難以滿足教學需要

程序設計語言雖然是用于解決現(xiàn)實問題的，但與自然語言有差距，比較抽象晦澀，為了易于學生理解和掌握，教師的講授需要深入淺出，列舉出豐富的實例，必要時要利用一些教材以外的資源如網(wǎng)絡、多媒體資源來輔助教學，課堂上這些實例和資源的呈現(xiàn)需要一些時間，讓本已有限的學時實踐時間更加捉襟見肘。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式與傳統(tǒng)課堂教學模式不同，它以“先學后教”的教學范式開展教學活動，體現(xiàn)“以學習者為中心”的教學理念，一方面通過微視頻等教育資源的課前學習提高學習者自主學習能力，另一方面由教師、學生群體在課堂中共同完成知識的意義建構(gòu)和內(nèi)化過程，促進師生角色轉(zhuǎn)變的同時提升課堂效率[1]。將翻轉(zhuǎn)課堂應用于程序設計課，學生可以在課前預先自學程序設計中的概念原理、語法規(guī)則、基本方法，將教師從相對簡單的和瑣碎的知識點中解放出來，使教師將更多的時間和精力用于有針對性的個性化輔導，學生獲得更多編程技能和實踐的訓練，進而培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。為了探索翻轉(zhuǎn)課堂理念在高校程序設計課程教學中應用的可行性和具體模式，本研究進行了兩個學期的“面向?qū)ο蟪绦蛟O計”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學模式實驗。證明基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設計教學模式能夠激發(fā)學生的學習積極性和學習興趣，促進實踐技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，程序設計課程應用翻轉(zhuǎn)教學模式是可行且必要的。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設計教學模式設計

國外通常將翻轉(zhuǎn)課堂的設計過程分為課前和課上兩個部分。課前指導學生觀看具有視頻教程并且完成針對性的課前練習，課上教師對學生課前的自主學習進行簡短的測評，然后通過解決問題促進知識鞏固、內(nèi)化、遷移。我國對翻轉(zhuǎn)課堂的研究方興未艾，對于其具體的設計和實施提出了很多建設性的觀點。張金磊[2]等通過對游戲化學習理念應用到翻轉(zhuǎn)課堂中的案例進行分析，提出了基于游戲化學習理念的翻轉(zhuǎn)式教學模式。鐘曉流[3]等融合中國傳統(tǒng)文化中的太極思想、布魯姆的認知領(lǐng)域教學目標分類理論，構(gòu)建出一個太極環(huán)式的翻轉(zhuǎn)課堂模型。宋朝霞[4]等將翻轉(zhuǎn)課堂教學理念融入項目式教學，使學生通過課前對網(wǎng)絡課件的自主學習來減少教師課堂講授時間，增加學生課堂參與項目實踐的時間，以彌補項目式教學中課堂教學時間緊張的缺陷。劉銳[5]等結(jié)合教學實踐構(gòu)建了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，該模式通過課前的過關(guān)任務、課內(nèi)的典型任務和課后的拓展任務實現(xiàn)了知識傳遞、知識建構(gòu)和內(nèi)化、知識鞏固和拓展。

綜合國內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂的研究并結(jié)合程序設計課程的特點，本研究把程序設計課程的翻轉(zhuǎn)教學模式分為三個階段：課前階段，學生在基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡學習系統(tǒng)中進行自主學習和師生互動；課中階段，教師依據(jù)課前學習的反饋著重講解難點、疑點，并安排適當實踐任務；課后布置少而精的實驗作業(yè)，鞏固所學并布置下次課需要預習的內(nèi)容和任務，三個階段是一個循環(huán)往復的過程。其中學生是三個階段的活動主體，教師是整個教學過程的主導。該模式的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下面對這三個階段進行詳細說明：

1.課前階段

（1）教師行為。教師研讀教學目標并將其分解，得到分階段的教學目標，然后據(jù)此設計和準備每個階段的課程資源。翻轉(zhuǎn)課堂中的課程資源主要包括以微視頻為主要形式的視頻資源，為滿足不同學習者認知風格、學習偏好，也可以用文本、音頻以及動畫等形式呈現(xiàn)課程知識，以降低學習者在學習過程中的認知負荷[6]。本研究中網(wǎng)絡學習系統(tǒng)主要提供由教師錄制或收集相關(guān)微視頻及教學課件。教師在課前階段對學生的自主學習進行必要的監(jiān)督和引導。

（2）學生行為。學生依據(jù)自己的學習風格和基礎，選擇相應的媒體資源和知識點進行自主學習，這些學習資源的優(yōu)勢在于可以反復重現(xiàn)，學生可以自定步調(diào)。每個知識點學習完畢后，學生通過做對應的習題檢驗自己的學習效果。在學習過程中遇到的問題和疑惑可以在發(fā)帖區(qū)發(fā)布，教師和其他學生為其提供的幫助，教師據(jù)此了解學生的學習情況。

2.課中階段

（1）教師行為。課堂依然是教學的主陣地，切不可本末倒置，教師的教學重心還應該放在課堂教學中，關(guān)鍵在于課堂教學活動的設計上。教師課前通過網(wǎng)絡學習系統(tǒng)的學生學習和測試信息反饋，了解學生的基本學習情況，確定課堂上對哪些對重要難點、 共性問題等進行詳解和點評，并設計或選擇一些針對這些內(nèi)容的實驗項目，讓學生分組進行實驗，教師進行個別的指導，促進學生知識的進一步消化和遷移。

（2）學生行為。學生除了掌握重點難點內(nèi)容及共性問題外，在進行分組實驗時，組內(nèi)和組間不同學習層次的學生可以結(jié)合各自的學習心得和實踐操作問題開展交流和討論，由此教師在指導的過程中也可更深入了解學生課前自主學習的狀態(tài)和知識技能掌握的程度，從而進行有針對性的輔導和進一步的答疑。

3.課后階段

（1）教師行為。針對已完成的教學活動進行教學反思和總結(jié)完善，確定下次教學的資源和設計。并布置課后的作業(yè)和下一次課前預習的內(nèi)容，作業(yè)要少而精，針對不同層次的學生可布置不同的作業(yè)，達到因材施教的目的。

（2）學生的學習心得和作業(yè)可通過網(wǎng)絡學習系統(tǒng)上傳到相應版塊，學生之間可以共享，相互促進。師生之間的互動課前課后都可以在網(wǎng)絡學習系統(tǒng)上隨時進行。

三、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設計教學模式的實施

本節(jié)就Java程序設計課程中“多態(tài)”一章對翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的實施中教師的主要工作進行闡釋。這一章知識點多、抽象性強，要求學生既要掌握其原理，又能夠?qū)W以致用，在解決實際問題中熟練運用。在以往的教學中，教師往往照顧不到學生的理解能力，按照自己的步調(diào)逐個知識點進行講授并輔以程序演示，滿滿一堂課下來，老師講得累學生聽得糊涂，更別提熟練運用，教學效果很一般。

1.課前——準備學習資源

這部分是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)模式的關(guān)鍵，學習資源包括授課講義、電子課件、多媒體資料等，其中微課視頻是主要形式，也是最行之有效的。微課視頻是把一節(jié)課或一個知識點經(jīng)碎片化處理為若干部分，有明確的教學目標，內(nèi)容短小，集中說明一個問題[7]。微課的內(nèi)容必須緊扣對應的知識點，形式上短小精悍，不要超過10分鐘，信息的傳達上要準確清晰，設計上有導入、講授、示例三個部分，使學生擁有“更加聚焦的學習體驗”?，F(xiàn)在網(wǎng)絡上有很多的Java視頻教程，為了減少教師的備課負擔，可以把現(xiàn)有的視頻教程進行剪輯，使之符合微課視頻的要求。

2.課中——組織討論和答疑

課堂教學中教師對學生的課前學習反饋信息進行整理和歸類，對于一些簡單的基礎問題如語法、編譯問題，教師可指派學習小組組長進行答疑或在課前通過網(wǎng)絡學習系統(tǒng)答疑。課堂中前半節(jié)課教師對一些重難點和共性問題進行有針對性的強調(diào)和講解，在此間師生之間以及學生之間可以進行互動研討，最終由教師進行確認和釋疑，解決學生對多態(tài)的概念、原理的混淆和疑問。后半節(jié)課，教師組織學生分組進行實踐訓練，進一步檢驗和提升學生的學習成果。對于實驗中出現(xiàn)的問題可進行小組討論，學生在教師的引導下提出相互探討，經(jīng)統(tǒng)計，到此90%以上的學生都能夠在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成實驗項目

3.課后——鼓勵學生分享成果

在一節(jié)課完成后，為了保持學生長久的學習興趣和動機，鼓勵學生在網(wǎng)絡學習系統(tǒng)上發(fā)帖分享學習心得和收獲，將自己的作業(yè)和成果進行共享，教師給予正面積極的評價。使學生能夠獲得一種成就感。在本節(jié)課結(jié)束后，經(jīng)分析學生的發(fā)帖信息，79%的學生表現(xiàn)了良好的學習積極性和進一步學習的決心。

四、結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式是對傳統(tǒng)教學模式的非常有效的支持和補充，能夠使教學更傾向于注重因材施教，尤其能夠培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立解決問題的能力。本研究通過實踐驗證，其對于高校的程序設計這種實踐性較強的課程是可行且適用的。然而實踐也證明翻轉(zhuǎn)課堂的成功與否，關(guān)鍵還在于提高學生的主動參與度和內(nèi)在學習動力，對教師和學生也都提出了更高的要求。在后面的研究中，如何培養(yǎng)學生利用多種教學媒體進行自主學習的能力將是研究的重心。總之我們將繼續(xù)探討和完善翻轉(zhuǎn)課堂理念在程序設計教學中教學模式，以期為翻轉(zhuǎn)課堂在高校中的推廣和實施提供借鑒和參考。

參考文獻：

[1][6]陳川，趙呈領(lǐng)，吳新全等.學習生態(tài)視角下翻轉(zhuǎn)課堂學習活動設計模型及應用研究[J].電化教育研究，2015（11）：95-97.

[2]張金磊，王穎，張寶輝. 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2013（1）：73-78.

[3]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013（1）：58-64.

[4]宋朝霞，俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志，2014（1）：96-104.

[5]劉銳，王海燕.基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式設計和實踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（5）：26-32.

[7]鄭婭峰，李艷燕，黃志南等.基于微課程的高校翻轉(zhuǎn)課堂實踐研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016（1）：60-66.

（編輯：王曉明）