翻轉(zhuǎn)課堂在《高級(jí)語(yǔ)言》中的應(yīng)用

【摘要】翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在課前完成知識(shí)傳授，在課中完成知識(shí)內(nèi)化，突出“以學(xué)為中心”。本文在簡(jiǎn)介翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)上，討論翻轉(zhuǎn)課堂在《高級(jí)語(yǔ)言》在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹教學(xué)設(shè)計(jì)及課中活動(dòng)安排，以期對(duì)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供一些參考。效果分析表明，《高級(jí)語(yǔ)言》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)能夠較好地提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂;高級(jí)語(yǔ)言;教學(xué)設(shè)計(jì)

1引言

《高級(jí)語(yǔ)言》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，以C/C++語(yǔ)言描述過(guò)程化程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，由教師主講，且以語(yǔ)法知識(shí)講授為主。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，感受不到所學(xué)知識(shí)的價(jià)值，學(xué)習(xí)興趣不高。翻轉(zhuǎn)課堂[1-5]教學(xué)模式可以使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，有效地改變教師傳授式的窘境。

近年來(lái)，筆者在《高級(jí)語(yǔ)言》的教學(xué)過(guò)程中，賽課結(jié)合，以在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)（Online Judge，簡(jiǎn)稱(chēng)OJ）和在慕課（Massive Open Online Course，簡(jiǎn)稱(chēng)MOOC）平臺(tái)開(kāi)設(shè)的在線開(kāi)放課程為支撐，引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生自主探究，強(qiáng)化實(shí)踐，突出“以學(xué)為中心”的特點(diǎn)。MOOC平臺(tái)上的微課時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)15分鐘，有利于學(xué)生進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)。OJ[6]能自動(dòng)評(píng)測(cè)學(xué)生所提交程序的正確性，具備開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性、趣味性、激勵(lì)性等諸多優(yōu)點(diǎn)，是學(xué)生探究式學(xué)習(xí)[7]、在線練習(xí)與測(cè)試的有效實(shí)踐平臺(tái)，可以很好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力。OJ上來(lái)自程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的問(wèn)題，可供學(xué)生拓展練習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)在OJ進(jìn)行大量的編程練習(xí)，促進(jìn)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，有利于學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展。本文在簡(jiǎn)介翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)上，討論在以MOOC和OJ為支撐的《高級(jí)語(yǔ)言》課程中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，以期對(duì)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供一些參考。

2翻轉(zhuǎn)課堂簡(jiǎn)介

簡(jiǎn)言之，翻轉(zhuǎn)課堂[1-5]是傳統(tǒng)課堂的顛倒。一堂課可以分為“課前”、“課中”和“課后”等三個(gè)階段，主要包含“知識(shí)傳授”和“知識(shí)內(nèi)化”這兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)課堂在課前通過(guò)教材預(yù)習(xí)知識(shí)，在課中完成知識(shí)傳授，在課后通過(guò)作業(yè)等措施內(nèi)化知識(shí);而翻轉(zhuǎn)課堂顛倒了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)流程，在課前通過(guò)微課完成知識(shí)傳授，在課中通過(guò)作業(yè)、交流和指導(dǎo)等措施內(nèi)化知識(shí)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，教師提前錄制好微課，學(xué)生在課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)微課學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過(guò)完成作業(yè)、交流討論等課堂活動(dòng)內(nèi)化知識(shí)。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，需要借助信息技術(shù)手段根據(jù)知識(shí)點(diǎn)錄制短小精悍的教學(xué)短視頻。而面對(duì)面的課堂活動(dòng)是翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是否在課中有效內(nèi)化知識(shí)是衡量翻轉(zhuǎn)課堂是否成功的主要準(zhǔn)則。在翻轉(zhuǎn)課堂的課堂活動(dòng)中，學(xué)生從被動(dòng)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(xué)習(xí)者，而教師從知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、輔助者。因此，翻轉(zhuǎn)課堂需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，從“以教為中心”向“以學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變。

3翻轉(zhuǎn)課堂的運(yùn)用

3.1教學(xué)設(shè)計(jì)

《高級(jí)語(yǔ)言》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)分為“課前”、“課中”和“課后”三個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)具體安排如圖1所示。

圖1《高級(jí)語(yǔ)言》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

教師在課前參照布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域教學(xué)目標(biāo)分類(lèi)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)單。布魯姆的教學(xué)目標(biāo)分類(lèi)分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等六個(gè)層次，其中前三個(gè)層次屬于低階目標(biāo)，后三個(gè)層次屬于高階目標(biāo)。學(xué)習(xí)任務(wù)單包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、微課、OJ探究問(wèn)題、 OJ練習(xí)/作業(yè)及拓展閱讀資料等;學(xué)生根據(jù)任務(wù)單了解學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)微課，嘗試求解OJ問(wèn)題，在遇到問(wèn)題時(shí)可以反復(fù)觀看微課或者在MOOC平臺(tái)的討論區(qū)、教學(xué)群交流討論，以團(tuán)隊(duì)（專(zhuān)題準(zhǔn)備前組隊(duì)完畢，每個(gè)團(tuán)隊(duì)3-5人）為單位準(zhǔn)備將在課中分享的專(zhuān)題內(nèi)容。在課中，首先學(xué)生在MOOC平臺(tái)進(jìn)行關(guān)于知識(shí)點(diǎn)的在線測(cè)驗(yàn);然后教師精講重難點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生課前的討論、課中測(cè)驗(yàn)情況進(jìn)行答疑解惑;接著隨機(jī)選擇學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，隨機(jī)選擇該團(tuán)隊(duì)成員主講2-3個(gè)OJ探究問(wèn)題的求解，提出問(wèn)題由其他團(tuán)隊(duì)的成員搶答，并就難點(diǎn)、拓展問(wèn)題展開(kāi)交流討論，其他團(tuán)隊(duì)評(píng)分，教師點(diǎn)評(píng)、評(píng)分、總結(jié)。在課后，學(xué)生通過(guò)OJ完成課后任務(wù)（作業(yè)/練習(xí)等）、進(jìn)行拓展練習(xí)（學(xué)習(xí)任務(wù)單中指定），通過(guò)MOOC平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)反饋和交流討論;教師進(jìn)行教學(xué)反思，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并修改、完善教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)。

3.2“課中”活動(dòng)

《高級(jí)語(yǔ)言》翻轉(zhuǎn)課堂的“課中”活動(dòng)基于學(xué)生的課前在MOOC平臺(tái)的微課學(xué)習(xí)和在OJ上的問(wèn)題探究?！罢n中”活動(dòng)是翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要進(jìn)行內(nèi)化知識(shí)及拓展探究，重在實(shí)現(xiàn)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的高階學(xué)習(xí)目標(biāo)。本節(jié)以教學(xué)內(nèi)容“遞歸函數(shù)”為例，說(shuō)明《高級(jí)語(yǔ)言》翻轉(zhuǎn)課堂主要的“課中”活動(dòng)安排。

活動(dòng)1：學(xué)生課堂測(cè)驗(yàn)

課堂測(cè)驗(yàn)安排在MOOC平臺(tái)進(jìn)行，共5道選擇題，分?jǐn)?shù)為10分，測(cè)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為10分鐘。測(cè)驗(yàn)內(nèi)容較簡(jiǎn)單，包含遞歸函數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)及遞歸函數(shù)結(jié)果分析，學(xué)生只要根據(jù)微課進(jìn)行了知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)就能正確作答。此活動(dòng)用于檢測(cè)學(xué)生課前學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)布魯姆認(rèn)知學(xué)習(xí)的低階目標(biāo)，并為下一個(gè)活動(dòng)中的重難點(diǎn)精講埋下伏筆。另外，課堂測(cè)驗(yàn)成績(jī)作為過(guò)程考核的一部分，從而促進(jìn)學(xué)生課前認(rèn)真學(xué)習(xí)。

活動(dòng)2：教師精講、答疑解惑

在此活動(dòng)中，教師精講重難點(diǎn)，例如遞歸函數(shù)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及執(zhí)行過(guò)程等重點(diǎn)，漢諾塔問(wèn)題的分治求解策略等難點(diǎn);并根據(jù)課前學(xué)生在MOOC討論區(qū)的問(wèn)題進(jìn)行答疑解惑，例如，針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題“遞歸函數(shù)如何執(zhí)行”及課堂測(cè)驗(yàn)中的易錯(cuò)點(diǎn)，進(jìn)行交流討論并答疑解惑。此活動(dòng)實(shí)現(xiàn)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的低階學(xué)習(xí)目標(biāo)。

活動(dòng)3：團(tuán)隊(duì)主講、問(wèn)答

在此活動(dòng)中，使用隨機(jī)抽答小程序選出主講團(tuán)隊(duì)，由該團(tuán)隊(duì)主講“最大公約數(shù)（OJ題號(hào)：1971）”、“快速冪（OJ題號(hào)：1996）”等問(wèn)題的遞歸求解，并提出若干問(wèn)題由其他團(tuán)隊(duì)成員搶答。教師也提出一些預(yù)先準(zhǔn)備好的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考并由同學(xué)搶答。為激發(fā)搶答熱情，學(xué)生每正確回答出一個(gè)問(wèn)題，獎(jiǎng)勵(lì)1個(gè)課堂表現(xiàn)分。此活動(dòng)實(shí)現(xiàn)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的高階學(xué)習(xí)目標(biāo)。

活動(dòng)4：交流討論

在此活動(dòng)中，對(duì)于部分學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)編程可能還存在的困惑及遞歸函數(shù)的進(jìn)一步運(yùn)用等進(jìn)行交流討論、分析評(píng)價(jià)。例如，針對(duì)有些學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)編程求解“斐波那契數(shù)列（OJ題號(hào)：1974）”產(chǎn)生超時(shí)（Time Limit Exceed，簡(jiǎn)稱(chēng)TLE）反饋，引導(dǎo)學(xué)生分析、評(píng)價(jià)并思考“空間換時(shí)間”、“記憶化搜索”等程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的常用知識(shí)和方法。又如，根據(jù)有些同學(xué)的困惑：“n皇后（OJ題號(hào)：1944）”如何求解，引導(dǎo)學(xué)生討論、分析程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽中常見(jiàn)的“回溯法”的運(yùn)用。此活動(dòng)實(shí)現(xiàn)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的高階學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.3效果分析

《高級(jí)語(yǔ)言》課程采用線上成績(jī)和線下成績(jī)相結(jié)合，過(guò)程考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方式，總評(píng)成績(jī)的計(jì)算如式（1）所示：

總評(píng)成績(jī)=min（99，過(guò)程考核×50%+期末考核×50%+競(jìng)賽附加分） （1）

其中，min表示取兩者中的小者。過(guò)程考核包括OJ上提交的在線作業(yè)10%（含10期的進(jìn)步排行榜得分）、MOOC平臺(tái)線上成績(jī)20%（含學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)題討論、交流的表現(xiàn)）、期中成績(jī)10%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)10%等部分;MOOC平臺(tái)線上成績(jī)主要根據(jù)微課觀看（含觀看之后的表現(xiàn)，例如專(zhuān)題主講的情況及搶答問(wèn)題的情況）、測(cè)驗(yàn)、發(fā)帖/回帖等情況綜合評(píng)定;期中考核和期末考核都采用閉卷上機(jī)考試的形式，在局域網(wǎng)內(nèi)的OJ上完成。競(jìng)賽附加分按學(xué)生參加校程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的解題數(shù)給分，學(xué)生每解出1題得1分。

筆者自2017級(jí)開(kāi)始正式引入并使用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，如表1所示為筆者教學(xué)班（計(jì)算機(jī)193、182、172、162班）及平行班（計(jì)算機(jī)191、192班，部分采用線上線下混合教學(xué)模式，但未引入翻轉(zhuǎn)課堂）的總評(píng)成績(jī)比較情況。其中，計(jì)算機(jī)162班以O(shè)J為主要的教學(xué)平臺(tái)，在線微課僅用于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，而未引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

從表中可見(jiàn)，從縱向看，引入翻轉(zhuǎn)課堂后的教學(xué)效果得到了較好的提升，從橫向看，引入翻轉(zhuǎn)課堂后的教學(xué)效果也有所提升;而且，筆者引入翻轉(zhuǎn)課堂后的優(yōu)良率逐年提高，體現(xiàn)了持續(xù)改進(jìn)的特點(diǎn)。另外，學(xué)生在《高級(jí)語(yǔ)言》的學(xué)習(xí)過(guò)程中需要完成大量的編程練習(xí)，實(shí)踐能力得到較好的提升，因此他們通常最終都能夠通過(guò)課程考核。

4結(jié)論

采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，需要教師秉承“以學(xué)為中心”的理念，精心地思考、設(shè)計(jì)和實(shí)踐教學(xué);需要學(xué)生從被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)者，在課前投入更多的精力和時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)?！陡呒?jí)語(yǔ)言》的教學(xué)實(shí)踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)突出了學(xué)生的主體性，能夠較好地提升教學(xué)效果。但是，《高級(jí)語(yǔ)言》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)還需要持續(xù)改進(jìn)，教師需要進(jìn)一步思考和解決“如何提高課程的創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度以建設(shè)金課”、“如何更好地激發(fā)學(xué)生積極參與交流和互動(dòng)”及“如何更有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生”等問(wèn)題。

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浙江省線上線下混合式一流課程—《高級(jí)語(yǔ)言》;

紹興文理學(xué)院教改研究項(xiàng)目—基于在線開(kāi)放課程和OJ的《高級(jí)語(yǔ)言》線上線下混合教學(xué)研究與實(shí)踐;

紹興文理學(xué)院線上線下混合式“金課”建設(shè)項(xiàng)目—《高級(jí)語(yǔ)言》。

教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201902047018）—《高級(jí)語(yǔ)言》線上線下混合教學(xué)研究與實(shí)踐，項(xiàng)目編號(hào)：201902047018。

（紹興文理學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系 浙江紹興 312000）