基于翻轉(zhuǎn)課堂的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

段薇 林永先

摘 要：翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型的教學(xué)模式，為高校教學(xué)改革提供了一條新的思路。文章從計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀出發(fā)，分析了將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性，并對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的構(gòu)成要素進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，對(duì)基于翻轉(zhuǎn)課堂的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程進(jìn)行了說(shuō)明，以期為高校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐提供借鑒。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：TP3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工科常規(guī)課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，其教學(xué)效果關(guān)系高等教育的質(zhì)量，對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的大學(xué)生十分重要。計(jì)算機(jī)專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生理解計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力有重要的作用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)教育教學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵組成部分。

一、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

1.教學(xué)時(shí)間和空間的限制

計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的很多實(shí)驗(yàn)需要用到專門的軟、硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境，如專用的實(shí)驗(yàn)軟件、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，因此這些實(shí)驗(yàn)只能在專門的實(shí)驗(yàn)室完成。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足、實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間有限等教學(xué)條件限制，以及在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下教師對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的知識(shí)點(diǎn)的講解，對(duì)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟的演示會(huì)占用一部分課堂的時(shí)間，因此在課堂上學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的時(shí)間不多。課后由于沒(méi)有實(shí)驗(yàn)環(huán)境的支撐，學(xué)生也無(wú)法繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)。所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果并不理想。

2.缺少能力訓(xùn)練

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種“灌入式”教學(xué)模式，采用這種模式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生只需“照葫蘆畫瓢”，按部就班操作，缺少必要的思考分析。學(xué)生基本上都忙于熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備、軟件運(yùn)行環(huán)境，完成固定的簡(jiǎn)單操作，對(duì)知識(shí)進(jìn)行拓展練習(xí)很少。學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果常常是知其然而不知其所以然。因此在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的提高幫助不大，很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的所要達(dá)到的根本目標(biāo)。

二、翻轉(zhuǎn)課堂

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教育進(jìn)入了信息化時(shí)代。信息技術(shù)在支持和促進(jìn)教育的同時(shí)，也在變革著傳統(tǒng)教育形式，一種將知識(shí)傳遞置于課前、知識(shí)內(nèi)化置于課上的顛倒傳統(tǒng)課堂課上、課下環(huán)節(jié)的教學(xué)形式——翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)運(yùn)而生。翻轉(zhuǎn)課堂的思想與實(shí)踐起源于美國(guó)，在信息技術(shù)的支持與推動(dòng)下，翻轉(zhuǎn)課堂以其“以學(xué)生為中心”的教育理念、靈活的教與學(xué)的方式、關(guān)注學(xué)生個(gè)性化與全面化發(fā)展的思想，受到越來(lái)越多教育工作者的青睞，并被全球范圍內(nèi)越來(lái)越多的教育工作者應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。

1.師生角色的轉(zhuǎn)變

教師由知識(shí)的傳授者變成教學(xué)信息資源的搜尋者和設(shè)計(jì)者、學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和合作者。學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變成在課前的知識(shí)學(xué)習(xí)和課堂的知識(shí)內(nèi)化過(guò)程中承擔(dān)起更多的責(zé)任的知識(shí)主動(dòng)探究者和意義的建構(gòu)者，真正成為學(xué)習(xí)的主體。

2.學(xué)習(xí)時(shí)間的重新分配

由傳統(tǒng)的課堂上教師講授知識(shí)、課后學(xué)生練習(xí)兩個(gè)環(huán)節(jié)，變?yōu)檎n前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，課中教師答疑解惑，組織并參與學(xué)生深入探究知識(shí)，課后學(xué)生進(jìn)行練習(xí)、總結(jié)、反思，鞏固拓展知識(shí)。

三、翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性分析

（1）計(jì)算機(jī)專業(yè)課程有很強(qiáng)的實(shí)踐性、工程性。以程序設(shè)計(jì)類課程為例，學(xué)生難以靠聽(tīng)講軟件開發(fā)理論學(xué)會(huì)開發(fā)一個(gè)真實(shí)的軟件，而是在“動(dòng)手做”和“真正練”中體會(huì)和掌握軟件開發(fā)的思想。翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，帶來(lái)了課堂時(shí)間的增加，教師與學(xué)生有大量的時(shí)間進(jìn)行增強(qiáng)性的課堂活動(dòng)，如討論、實(shí)驗(yàn)、互動(dòng)和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。將翻轉(zhuǎn)課堂運(yùn)用于計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將有助于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

（2）將翻轉(zhuǎn)課堂引入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于解決實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足、實(shí)驗(yàn)空間受限等問(wèn)題。借鑒翻轉(zhuǎn)課堂引入普通課堂的方式，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的某個(gè)知識(shí)難點(diǎn)、重點(diǎn)或者整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作，錄制成教學(xué)視頻。教師在上實(shí)驗(yàn)課前向?qū)W生提供教學(xué)視頻，讓學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。用視頻替代教師課堂講課，可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)課的教師講課的時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間動(dòng)手操作。學(xué)生也可以根據(jù)各自的學(xué)習(xí)狀況和特點(diǎn)，自由控制視頻播放的時(shí)間、進(jìn)度和次數(shù)，滿足學(xué)生個(gè)性化需要，從而提升學(xué)習(xí)效果。

（3）計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師在信息技術(shù)方面具有良好的專業(yè)素質(zhì)，能熟練進(jìn)行計(jì)算機(jī)的操作并在課件制作、資源搜索以及多媒體資源的獲取與處理方面具有扎實(shí)的基礎(chǔ)，為順利實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂提供了技術(shù)保證。

四、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的構(gòu)成要素分析與設(shè)計(jì)

1.學(xué)習(xí)者分析

當(dāng)代大學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)，對(duì)新事物有強(qiáng)烈的好奇心，喜歡質(zhì)疑和探索。計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生普通具有良好的計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)，擁有良好的信息素養(yǎng)，具備信息技術(shù)環(huán)境下良好的學(xué)習(xí)技能。因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生具備適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂這種新型的教學(xué)模式的學(xué)習(xí)能力。

大學(xué)生雖然具有一定的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，但是大部分學(xué)生獨(dú)立思考的能力不強(qiáng)，習(xí)慣被動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生的自主探究和合作學(xué)習(xí)能力需要進(jìn)一步加強(qiáng)和引導(dǎo)。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式將有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

2.教學(xué)資源的設(shè)計(jì)

微課作為一種數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，以其教學(xué)內(nèi)容短小精煉、學(xué)習(xí)形式方便的特點(diǎn)，受到了廣大學(xué)習(xí)者的喜愛(ài)。目前微課已成為翻轉(zhuǎn)課堂的重要組成因素，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)資源大多采用微課的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在微課學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)中需要注意以下幾點(diǎn)。

①教學(xué)目標(biāo)明確。教師在分析學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者特征基礎(chǔ)上，確定教學(xué)目標(biāo).要從如何促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的角度考慮，選擇微課的制作內(nèi)容。

②教學(xué)內(nèi)容要適合視頻傳播。

③教學(xué)視頻短小精悍。微課的時(shí)長(zhǎng)設(shè)計(jì)一般要求在20分鐘以內(nèi)，并注重知識(shí)點(diǎn)的完整性和連貫性。

3.“首要教學(xué)原理”指導(dǎo)下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)是教師為達(dá)成一定的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行的系統(tǒng)規(guī)劃、安排與決策，微課作為一種新型的教學(xué)資源與教學(xué)方式，采用良好的教學(xué)設(shè)計(jì)的方法和策略對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)是十分重要的。

“首要教學(xué)原理”是戴維·梅里爾在總結(jié)了行為主義、認(rèn)知主義、建構(gòu)主義等眾多學(xué)習(xí)理論以及考察了眾多的教學(xué)設(shè)計(jì)理論與模式的基礎(chǔ)上，提出了以最終促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)為目的的五項(xiàng)教學(xué)的首要原理。這五項(xiàng)原理是：①當(dāng)學(xué)習(xí)者介入解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，才能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)（問(wèn)題原理）；②當(dāng)激活已有知識(shí)并將它作為新知識(shí)的基礎(chǔ)時(shí)，才能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)（激活原理）；③當(dāng)新知識(shí)展示給學(xué)習(xí)者時(shí)，才能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)（展示原理）；④當(dāng)學(xué)習(xí)者應(yīng)用新知識(shí)時(shí)，才能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)（應(yīng)用原理）；⑤當(dāng)新知識(shí)與學(xué)習(xí)者的生活世界融于一體時(shí)，才能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)（整合原理）。

五項(xiàng)原理之間的關(guān)系：以問(wèn)題為中心，將學(xué)習(xí)者置于四個(gè)明顯的學(xué)習(xí)階段中：①激活已有的知識(shí)；②展示知識(shí)技能；③應(yīng)用知識(shí)技能；④將知識(shí)技能整合到實(shí)際生活中。

以《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中——網(wǎng)線的制作為例，依據(jù)“首要教學(xué)原理”的指導(dǎo)，對(duì)微課進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)，如表1所示。

4.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

翻轉(zhuǎn)課堂中的評(píng)價(jià)體制與傳統(tǒng)課堂的評(píng)價(jià)完全不同，在這種教學(xué)模式下，不但要注重對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)，更要注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。為此可針對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的課前、課中、課后三個(gè)階段，設(shè)計(jì)不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)（如表2所示）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

五、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施

基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施時(shí)包含課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)。

在實(shí)驗(yàn)課前，教師需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求給出課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，布置學(xué)生課前的學(xué)習(xí)任務(wù)，以明確課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單的要求，在課前可以隨時(shí)隨地利用各種移動(dòng)終端設(shè)備自主學(xué)習(xí)。由于互聯(lián)網(wǎng)信息巨大，學(xué)生自己從網(wǎng)絡(luò)中查找學(xué)習(xí)資源需要花費(fèi)很多時(shí)間、精力，且搜集信息后，不會(huì)選擇，容易造成課前學(xué)習(xí)時(shí)間花費(fèi)過(guò)多、學(xué)習(xí)效果不佳。因此學(xué)生課前重點(diǎn)學(xué)習(xí)的是由教師所提供的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源，在此學(xué)習(xí)過(guò)程中，可通過(guò)多種社交工具與學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，達(dá)到掌握的基礎(chǔ)性內(nèi)容的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生在老師指導(dǎo)下，針對(duì)在課前學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難題，通過(guò)小組討論、師生釋疑來(lái)協(xié)作完成試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)提升認(rèn)知、解決重難點(diǎn)的高級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)。總體來(lái)說(shuō)，“課中”環(huán)節(jié)應(yīng)該盡可能將時(shí)間留給學(xué)生，讓學(xué)生自己唱“主角”，讓他們?cè)诜窒碇惺斋@、在交流中學(xué)習(xí)、在實(shí)踐中提升。

學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的重要手段。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生自我評(píng)價(jià)意識(shí)不強(qiáng)，一般是由教師通過(guò)考試的方式來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，只有極少數(shù)的學(xué)生有自覺(jué)、有意識(shí)地對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下，課后教師組織學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)效果及實(shí)驗(yàn)完成情況進(jìn)行總結(jié)，反思，能達(dá)到鞏固學(xué)習(xí)效果的目的，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

六、總結(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種全新的教學(xué)模式為計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新思路、新方法。翻轉(zhuǎn)課堂能有效輔助學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課堂實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)總結(jié)，有利于提升學(xué)生捕獲知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、內(nèi)化知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、創(chuàng)新實(shí)踐能力。

基于翻轉(zhuǎn)課堂的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能夠幫助教師發(fā)揮教學(xué)的主導(dǎo)作用，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，對(duì)提高計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)，進(jìn)而促使學(xué)生整體素質(zhì)的全面發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有十分重要的價(jià)值。

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