“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計課程改革

仇麗青+陳卓艷+丁長青

摘 要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，開展程序設(shè)計課程改革，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融入到課程改革中，構(gòu)建了基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的程序設(shè)計改革模式。以《Java程序設(shè)計》課程為例，將整個教學(xué)過程分為需求分析、過程設(shè)計和考核評價3個階段。實踐結(jié)果證明，該模式在很大程度上改善了課堂教學(xué)質(zhì)量，提高了教學(xué)效果，建立了良好的教學(xué)學(xué)習(xí)氛圍。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；翻轉(zhuǎn)課堂；程序設(shè)計；Java程序設(shè)計

DOIDOI：10.11907/rjdk.162073

中圖分類號：G433

文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-7800（2016）012-0185-04

0 引言

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”正在顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，教育行業(yè)也在進行著深刻變革?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”采用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)教育深度融合，衍生出一系列新的教學(xué)模式，包括微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等[1]。在這樣的大背景下，如何充分運用“互聯(lián)網(wǎng)+”重新配置和整合教學(xué)資源，進而優(yōu)化教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)效果，是值得深入研究的問題。

以程序設(shè)計課程為例，該課程是計算機、軟件工程等專業(yè)的核心課程之一。由于該課程具有較強的理論性、實踐性，按照目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行授課，難以取得很好的效果[2]。而且，很多學(xué)生反映程序設(shè)計課程比較枯燥乏味，學(xué)生被動接受知識，缺乏學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。程序設(shè)計課程已經(jīng)成為師生普遍認(rèn)為難學(xué)、難懂、難教的一類課程。鑒于此，有必要對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行改革，而翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)模式給我們提供了一種新方法。實踐結(jié)果表明，充分運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進行基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計課程改革是行之有效的。

1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是近幾年來國際上較為先進的一種教學(xué)方法[3]，被稱為21世紀(jì)影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革。翻轉(zhuǎn)課堂最大的特點是“課下學(xué)習(xí)知識，課堂內(nèi)化知識”，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式翻轉(zhuǎn)，分割理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)的時間。它主要采用課下學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識，在課堂上進行只是內(nèi)化、鞏固和吸收的教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂最初是由美國兩位高中老師Jon Bergmann和Aaron Sams提出的，他們創(chuàng)建視頻，由學(xué)生課下學(xué)習(xí)視頻，課堂上則進行協(xié)作學(xué)習(xí)和概念掌握的練習(xí)[4]。由于翻轉(zhuǎn)課堂極大地提高了課堂效率，促進了學(xué)生綜合能力的提升，同時適應(yīng)了社會的發(fā)展、新技術(shù)的應(yīng)用，因此被迅速普及開來。后來，哈佛大學(xué)教授Eric Mazur又進一步整合翻轉(zhuǎn)課堂與同伴教學(xué)法，課前學(xué)生通過觀看視頻、閱讀文章或調(diào)動自己原有知識思考問題來作準(zhǔn)備，教師對各類問題進行梳理總結(jié)；課堂上學(xué)生提出問題，教師和學(xué)生相互協(xié)作解決問題。其它比較著名的案例還有薩爾曼·可罕創(chuàng)立的可罕學(xué)院，利用受歡迎的教學(xué)視頻和課堂練習(xí)系統(tǒng)進行翻轉(zhuǎn)課堂的實踐，以及斯坦福大學(xué)提出了共同學(xué)習(xí)模式與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合等。

目前，我國國內(nèi)已經(jīng)擁有精品課程網(wǎng)、中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)等多個專業(yè)的教學(xué)視頻網(wǎng)站。另外，網(wǎng)易公開課、微課網(wǎng)等也積累了豐富的教學(xué)視頻，為開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革提供了豐富的素材。北京、上海等多個省市區(qū)已經(jīng)針對翻轉(zhuǎn)課堂進行了有意義的探索，例如重慶聚奎中學(xué)、深圳南山實驗學(xué)校，以及廣州天河區(qū)實施的“天云項目”等，說明我國開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革已經(jīng)取得了初步成效。

將翻轉(zhuǎn)課堂融入程序設(shè)計課程教學(xué)改革是一種新思路，具有開創(chuàng)性意義。以《Java程序設(shè)計》為代表的程序設(shè)計課程要求學(xué)生掌握實際編程能力，若僅依靠教師的課堂教學(xué)，很難幫助學(xué)生真正了解實際程序設(shè)計的具體操作流程和應(yīng)用。運用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)可以讓學(xué)生在課下主動學(xué)習(xí)，并通過師生之間的課堂討論交互，讓學(xué)生真正融入到程序開發(fā)中，彌補了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，提高了教學(xué)效果。

2 基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計課程改革

結(jié)合已有的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[5]，根據(jù)程序設(shè)計課程的特點，構(gòu)建出適合計算機、軟件工程等專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，開展互聯(lián)網(wǎng)支持的程序設(shè)計課程改革。從教師的角度看，該模式將整個教學(xué)過程分為需求分析、過程設(shè)計和考核評價3部分，如圖1所示。

2.1 需求分析

需求分析包括兩部分，一是學(xué)生分析，二是內(nèi)容分析。學(xué)生是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的主體，通過對學(xué)生的分析可以了解掌握學(xué)生的興趣愛好、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)效果等個性化差異，同時兼顧專業(yè)特點，并以此作為選取、制作視頻的重要依據(jù)；內(nèi)容分析是重中之重，并不是所有內(nèi)容都適合進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱，選擇適合的知識點進行視頻的選取。通常應(yīng)該選取學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點、難點和疑點。

以《Java程序設(shè)計》課程為例，通過調(diào)查問卷、學(xué)習(xí)測試、線上線下溝通等多種途徑，對學(xué)生進行綜合全面的分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對數(shù)據(jù)庫的基本操作并不熟悉，很多同學(xué)甚至沒有使用過數(shù)據(jù)庫，對于經(jīng)典的小型數(shù)據(jù)庫MySql也不了解。而教學(xué)大綱中明確規(guī)定了學(xué)習(xí)目標(biāo)是要求學(xué)生“掌握創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的各個重要環(huán)節(jié)，掌握使用JDBC API提供的接口和類連接MySql數(shù)據(jù)庫、執(zhí)行Sql語句、處理結(jié)果集等操作方法。”上述情況是開展目標(biāo)設(shè)計、過程設(shè)計、考核評價的重要依據(jù)。

2.2 過程設(shè)計

2.2.1 課前準(zhǔn)備

課前準(zhǔn)備需要由教師、學(xué)生雙方共同完成。首先，教師根據(jù)之前的需求分析選取或制作合適的學(xué)習(xí)視頻，力求做到短小精悍、技術(shù)規(guī)范。同時設(shè)計一些值得探究的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；然后將這些視頻和問題上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，由學(xué)生自主下載學(xué)習(xí)；學(xué)生通過下載觀看視頻，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，并按照自己的時間安排、學(xué)習(xí)風(fēng)格開展學(xué)習(xí)。如果學(xué)習(xí)中存在疑惑，可以與教師進行線上線下的溝通。具體流程如圖2所示。

以《Java程序設(shè)計》的“數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計”為例，筆者總結(jié)了8個知識點，并針對每個知識點制作了8個視頻，如表1所示。

然后設(shè)計了以下幾個問題，引導(dǎo)學(xué)生進行深入思考：①如何安裝啟動MySql數(shù)據(jù)庫？②如何使用JDBC API連接數(shù)據(jù)庫？ ③如何使用JDBC API實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的增、刪、改、查？

學(xué)生在課前根據(jù)自己的實際情況進行自主學(xué)習(xí)，碰到不懂的地方可以反復(fù)重播回放觀看，或者查閱參考資料及上網(wǎng)搜索，還可以借助QQ、飛信等網(wǎng)絡(luò)平臺與其他同學(xué)或教師交流。教師需要把學(xué)生反饋的問題記錄下來，然后總結(jié)幾個熱點問題以備課堂上詳細講解，如：①在安裝配置MySql數(shù)據(jù)庫時出現(xiàn)無法安裝的情況；②對使用JDBC API操作數(shù)據(jù)庫的整個流程不清晰；③對Statement接口、PreparedSstatement類的具體操作理解不透徹；④對批處理、事務(wù)的概念理解不透徹。

2.2.2 課堂實踐

根據(jù)課前準(zhǔn)備階段學(xué)生反饋的問題，進行針對性的講解說明。然后演示一個簡單的項目，介紹項目評價標(biāo)準(zhǔn)，劃分項目小組，并設(shè)計相應(yīng)的問題引導(dǎo)學(xué)生開展項目實踐。在項目開發(fā)中遇到問題，可以與同學(xué)、老師討論解決。項目開發(fā)完成后，教師組織學(xué)生進行項目演示以及交流評價。

仍然以《Java程序設(shè)計》中的“數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計”為例，整個課堂教學(xué)過程分為“解決問題—項目講解—學(xué)生實踐—交流評價”4個階段：首先，教師對學(xué)生反饋的問題進行針對性講解，對知識點進行提煉、分類、總結(jié)歸納，加深學(xué)生對知識點的理解與掌握。重點講解以下內(nèi)容：MySql數(shù)據(jù)庫安裝過程、JDBC API操作數(shù)據(jù)庫的整體流程以及主要接口和類的使用；

其次，教師講解項目案例，將知識點融入案例中，只需告訴學(xué)生需要實現(xiàn)什么功能，而對于如何實現(xiàn)、如何編寫不予講解。例如，選取一個簡單的“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”的后臺管理部分（教師事先編寫好前臺部分），要求構(gòu)建學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)對學(xué)生管理系統(tǒng)的增、刪、改、查；然后，學(xué)生根據(jù)該案例進行同步上機實踐，通過動手可以幫助其理解理論知識、鞏固知識點。通過學(xué)生獨立探索，教師輔助指導(dǎo)，可培養(yǎng)學(xué)生獨立的知識體系結(jié)構(gòu)，發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，讓課堂氣氛更加活躍生動；最后，教師組織學(xué)生進行項目演示及交流評價。因為每個學(xué)生或小組對項目的理解不同，所以可能有多種實現(xiàn)手段。在課堂上進行有益的交流評價，有利于擴展學(xué)生思路，擴充學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.2.3 課后總結(jié)

課后總結(jié)是十分必要的。首先，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的課前準(zhǔn)備、課堂實踐情況，布置相關(guān)作業(yè)供學(xué)生更好地固化知識；其次，需要與學(xué)生進一步交流，并及時給予指導(dǎo)回復(fù)；最后，也是最關(guān)鍵的一步，一定要對學(xué)生的表現(xiàn)進行評估。因為采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法的最大弊病在于如何保證學(xué)生課前認(rèn)真準(zhǔn)備，否則無法保證教學(xué)效果。因此，必須對學(xué)生的本次課堂成績進行有效評估，以激勵其認(rèn)真學(xué)習(xí)。如圖4所示。

2.3 考核評價

采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進行改革，必須建立一套完善的績效考核制度，以提高教學(xué)質(zhì)量。由于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式比較注重課前準(zhǔn)備和課堂實踐，因此對學(xué)生的考核評價也需要綜合考慮學(xué)生課前準(zhǔn)備和課堂實踐的表現(xiàn)，建立具備可量化指標(biāo)的評價體系，從而對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與結(jié)果給出一個客觀公正的評價。

筆者采用的考核評價體系包含課前準(zhǔn)備、課堂實踐兩個指標(biāo)，各指標(biāo)所占比重為課前準(zhǔn)備50%，課堂實踐50%，如圖5所示。影響自我評價的因素主要包括個人在課前準(zhǔn)備、課堂實踐等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)和完成情況，教師評價的因素主要包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)積極性、課前準(zhǔn)備情況、線上線下交互情況、課堂表現(xiàn)、項目實踐情況等。

3 教學(xué)效果

應(yīng)用“基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計課程改革”完成教學(xué)任務(wù)后，對實施對象2014級軟件工程1班和2班的學(xué)生進行了調(diào)研分析。其中1班采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，2班采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，調(diào)研主要從問卷調(diào)查、試卷分析、作業(yè)調(diào)查3個方面展開。

（1） 問卷調(diào)查。問卷調(diào)查主要從教學(xué)效果、動手能力、自主學(xué)習(xí)能力、師生交互等4個方面進行對比。調(diào)查結(jié)果顯示，相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，同學(xué)們普遍認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果，提高了學(xué)生的動手能力和自主學(xué)習(xí)能力，增強了師生之間的交流。說明翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對于促進學(xué)生自學(xué)能力、協(xié)作能力、動手能力的提升具有積極作用。

（2） 試卷分析。試卷分析主要從筆試試卷平均成績、筆試成績最高分、筆試成績最低分、機試平均成績、機試成績最高分、機試成績最低分6個方面進行對比。筆者發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，無論筆試還是機試成績都有了顯著進步。

（3）作業(yè)調(diào)查。在軟件1班上交的作業(yè)中，重復(fù)率達到40%，上機檢查程序僅有5個人能正確完成最后的編程綜合題，有6個人的編程中語法錯誤特別嚴(yán)重。而在軟件2班上交的作業(yè)中，重復(fù)率僅有7%，并且每個學(xué)生都有自己的編程風(fēng)格，在上機檢查中有超過2/3的學(xué)生可以正確完成編程題。

筆者還注意到，許多同學(xué)使用了教師并未講授過的知識，如數(shù)據(jù)庫Dao模式設(shè)計、Bootstrap框架、Mybatis框架等進行程序開發(fā)設(shè)計，充分說明了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生的編程能力，讓學(xué)生可以真正地把所學(xué)知識運用到實踐中。

4 結(jié)語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的日臻成熟，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已經(jīng)成為高校教師研究的新熱點，成為“互聯(lián)網(wǎng)+”時代大學(xué)生課程學(xué)習(xí)，特別是程序設(shè)計學(xué)習(xí)的新趨勢。

筆者在自身經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上提出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并以《Java程序設(shè)計》為例，進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革，旨在探索出一種適合高校學(xué)生的新型學(xué)習(xí)模式。在程序設(shè)計教學(xué)中，以翻轉(zhuǎn)課堂的核心特點展開教學(xué)改革，并在教學(xué)應(yīng)用中取得了良好的教學(xué)效果，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。由于本研究選取的課程是《Java程序設(shè)計》，沒有涉及到其它程序設(shè)計課程，因此研究結(jié)果存在局限性。同時，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式本身也存在一些不足，例如學(xué)生的自律性和主動性存在差異、教師的工作量加大等，這些不足之處還需要在后續(xù)研究和應(yīng)用中進一步改善。

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（責(zé)任編輯：黃 ?。?