基于翻轉(zhuǎn)課堂的軟件工程專業(yè)課程教學(xué)模式研究

陳曉艷，洪阿蘭，葛江玲，余品芳，張 寧

（廈門理工學(xué)院 軟件工程學(xué)院，福建 廈門 361005）

0 引言

在新工科建設(shè)背景下，伴隨信息技術(shù)不斷革新，教學(xué)主體需求也在悄然改變，如何運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果，成為當(dāng)前教育教學(xué)改革研究的熱點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)課堂是以學(xué)習(xí)者為中心、以學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向的教學(xué)方式，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，亦是當(dāng)前教育教學(xué)改革的主要研究方向之一。

1 課題研究背景

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生接受知識與信息的渠道呈現(xiàn)多元化、多態(tài)化趨勢，傳統(tǒng)教學(xué)的滿堂灌模式以知識輸出為主要導(dǎo)向，教學(xué)方式較為單一，難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生易產(chǎn)生學(xué)習(xí)倦怠，學(xué)習(xí)主動性較弱。此外，傳統(tǒng)教學(xué)側(cè)重單向知識傳遞的教學(xué)模式，缺乏對學(xué)生學(xué)情的關(guān)注與跟蹤，對學(xué)生的思維方式訓(xùn)練與解決問題能力的培養(yǎng)存在不足，難以滿足新工科建設(shè)背景下軟件工程人才培養(yǎng)的要求［1］。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革研究

2.1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革的基本思路

翻轉(zhuǎn)課堂打破了傳統(tǒng)課堂“滿堂灌”的教師單向輸出方式，以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向，注重學(xué)生內(nèi)驅(qū)力的激發(fā)［2］。如圖1 所示，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，原本在課上完成的知識積累環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)由學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí)、教材自學(xué)、資料查找等方式在課前完成，并可通過線上等方式發(fā)起或參與問題的提出與交流；課中則通過問題討論、案例分析、項(xiàng)目實(shí)踐、課堂講演等師生互動、生生協(xié)作的方式，訓(xùn)練學(xué)生審辨思維能力和復(fù)雜問題解決能力［3］；課后通過歸納總結(jié)，分析凝練課中成果與問題，形成循環(huán)迭代，持續(xù)改進(jìn)。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

2.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革的主要特點(diǎn)

（1）教學(xué)主體轉(zhuǎn)變。學(xué)生成為教學(xué)的主體，傳統(tǒng)的知識積累環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到課前，學(xué)生可以更自由地選擇和支配學(xué)習(xí)時(shí)間，多元化地選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式與渠道，發(fā)起或參與自己感興趣的話題進(jìn)行討論，更加自主高效地學(xué)習(xí)。

（2）教師角色轉(zhuǎn)變。教師從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，從重復(fù)的基礎(chǔ)知識講授中解放，投入更多的時(shí)間與精力引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論與實(shí)踐，從而幫助學(xué)生更加深刻地理解知識、運(yùn)用知識，提升技能。

（3）教學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。教師通過課程教學(xué)內(nèi)容的分解與重構(gòu)，使課堂成為師生進(jìn)行問題討論、協(xié)作探究和互動交流的場所［4］，提升教學(xué)的互動性、探究性、創(chuàng)新性，做到因勢利導(dǎo)、因材施教。

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革對師生的要求

2.3.1 對學(xué)生學(xué)習(xí)主動性與自主學(xué)習(xí)能力的要求

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式要求學(xué)生具有更高的學(xué)習(xí)主動性和自主學(xué)習(xí)能力。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，理論知識學(xué)習(xí)由學(xué)生在課前完成，課中師生共同開展主題式互動探究活動，如果學(xué)生沒有一定的學(xué)習(xí)主動性，做好課前準(zhǔn)備，并在課中積極參與、主動思考、主動實(shí)踐，那么翻轉(zhuǎn)課堂中的各學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)都將難以開展或是難以達(dá)到預(yù)期效果。

2.3.2 對教師專業(yè)水平與教學(xué)投入的要求

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)、線上交流與討論的支持、學(xué)生學(xué)情的跟蹤與分析等，不僅需要教師在課外投入大量的時(shí)間與精力，還對教師的專業(yè)水平與課堂管理能力提出了更高的要求。討論話題的選取、案例分析的角度、實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)置等需要具備典型性，具有一定的深度與廣度，教師需要根據(jù)課程要求，結(jié)合學(xué)生學(xué)情，細(xì)致觀察、精心準(zhǔn)備，提高學(xué)生的探究熱情和參與的積極性，這樣才能真正創(chuàng)造主動學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)效果。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革在軟件工程專業(yè)課程中的實(shí)踐探索

本課題以“Python 語言程序設(shè)計(jì)”課程為試點(diǎn)，結(jié)合應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)定位，以提升學(xué)生知識運(yùn)用能力與實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)，重構(gòu)課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)。課程實(shí)踐中，嘗試將知識傳遞、能力訓(xùn)練、素質(zhì)養(yǎng)成融入課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識、問題探究思辨能力及復(fù)雜問題的分析解決能力，以下介紹主要實(shí)踐環(huán)節(jié)。

3.1 基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容

基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)，將知識點(diǎn)分類重組，構(gòu)建“知識樹”，形成結(jié)構(gòu)化知識體系；以知識點(diǎn)為核心，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)中遇到的典型問題，設(shè)計(jì)相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)主題、教學(xué)案例及實(shí)踐項(xiàng)目；本著循序漸進(jìn)的原則，將案例與項(xiàng)目拆分重組，做到理論與實(shí)踐相融合。通過課程教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，形成對知識體系的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目能力、專業(yè)素養(yǎng)與綜合素質(zhì)等的多方位提升。

3.2 設(shè)計(jì)基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法與教學(xué)過程

根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，依托大學(xué)生開放網(wǎng)絡(luò)課程（Massive Open on Courses，MOOC）平臺、Python123 平臺等現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺，設(shè)計(jì)基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法與教學(xué)過程。采用大學(xué)生MOOC 平臺中課程配套的優(yōu)質(zhì)課程資源作為學(xué)生課前學(xué)習(xí)、課中互動及課后梳理的主要支持，以Python123 平臺作為日常實(shí)踐訓(xùn)練的主要平臺，及時(shí)記錄每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。借助現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的學(xué)情跟蹤與判定，更精準(zhǔn)地提煉翻轉(zhuǎn)課堂的研討話題，課中通過討論交流、項(xiàng)目訓(xùn)練、案例講演等方式，達(dá)到知識與技能的融會貫通及有效運(yùn)用，提高學(xué)生對知識的理解、運(yùn)用及實(shí)踐能力。同時(shí)，通過對平臺數(shù)據(jù)的跟蹤，對于課內(nèi)知識“吃不飽”的學(xué)生，及時(shí)增加拓展訓(xùn)練，提升課程的挑戰(zhàn)度，實(shí)現(xiàn)學(xué)生階梯式訓(xùn)練與指導(dǎo)。

3.3 結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施多元評價(jià)多點(diǎn)考核機(jī)制

根據(jù)專業(yè)方向及課程特點(diǎn)，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)，探索課程考核方式改革，實(shí)施多元評價(jià)多點(diǎn)考核機(jī)制，重視學(xué)習(xí)過程及實(shí)踐能力的考核［5］。結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的知識討論與項(xiàng)目訓(xùn)練，通過讓學(xué)生模擬訓(xùn)練、實(shí)際操作、項(xiàng)目講演和現(xiàn)場答辯等方式，對學(xué)生的理論知識、專業(yè)技能、專業(yè)素養(yǎng)、分析與解決問題的能力等方面作出綜合評定，在關(guān)注學(xué)生對知識的理解和技能掌握情況的同時(shí)，更關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐中運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力與水平。

3.4 翻轉(zhuǎn)課堂資料庫循環(huán)積累與持續(xù)更新

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐過程中，創(chuàng)建基礎(chǔ)資源庫、課程案例庫、討論話題庫、疑難問題庫與實(shí)踐項(xiàng)目庫等，通過螺旋迭代方式循環(huán)累積課程資源，并將中華傳統(tǒng)文化、愛國主義教育等課程思政元素有機(jī)融入課程案例，以拓展課程教學(xué)內(nèi)容的豐富性，提升內(nèi)涵。通過資源庫的循環(huán)積累與持續(xù)更新，記錄并積累翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中的問題與經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行階段性分析總結(jié)，形成下一階段教學(xué)的有益參考，并持續(xù)改進(jìn)。

4 結(jié)語

文章圍繞基于翻轉(zhuǎn)課堂的軟件工程專業(yè)課程教學(xué)模式改革展開研究，以“Python 語言程序設(shè)計(jì)”課程為試點(diǎn)，將改革思想應(yīng)用于實(shí)踐。在研究與實(shí)踐過程中，結(jié)合MOOC 平臺、Python123 平臺等現(xiàn)代教學(xué)手段，將基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)入課前環(huán)節(jié)，課中環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)為問題討論、案例分析、項(xiàng)目實(shí)踐等有機(jī)結(jié)合的討論探究模式，通過課后的及時(shí)歸納總結(jié)與資料庫的循環(huán)積累實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的持續(xù)改進(jìn)，探索構(gòu)建以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向的基于翻轉(zhuǎn)課堂的軟件工程專業(yè)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識與能力的培養(yǎng)及審辨思維能力和復(fù)雜問題解決能力的提升。