黎明+呂蘭蘭+杜敏

摘 要：傳統(tǒng)編程類課程教學(xué)以教師課堂講解知識為主，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性不高。翻轉(zhuǎn)課堂模式強調(diào)學(xué)生通過E-learning進行課外自主學(xué)習(xí)，將更多的課堂時間用于練習(xí)和完成作業(yè)，教師可更有針對性地輔導(dǎo)學(xué)生。通過在編程類課程引入翻轉(zhuǎn)課堂模式，對比分析表明翻轉(zhuǎn)課堂能有效提高中等基礎(chǔ)以上學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：E-learning；翻轉(zhuǎn)課堂；編程類課程

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A

Practice of the Flipped Classroom Model in Programming Courses by E-learning

LI Ming，Lü Lanlan，DU Min

（Department of Computer Science，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199，China）

Abstract：Traditional programming classroom teaching focuses on knowledge analysis in teachers' lecture，without arousing the awareness of students' active learning.What flipped classroom model emphasizes is that students should have extracurricular learning by E-learning，with more class time for practice and homework.Therefore，teachers can guide students more efficiently.By using flipped classroom model in programming courses，the performance of students with moderate basis and above can be improved effectively.

Keywords：E-learning；the flipped classroom；programming courses

1 引言（Introduction）

在隨著IT（信息通信技術(shù)）技術(shù)的發(fā)展，也不斷地隨之而變化和發(fā)展的當(dāng)今社會中，作為培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思考能力和分析問題、解決問題能力的方法，編程訓(xùn)練是其中非常有效的一種。

傳統(tǒng)的編程類課程教學(xué)，老師在課堂中講解編程語言的語法，在實驗課中讓學(xué)生完成作業(yè)和實踐訓(xùn)練。陳惠瓊針對12所大學(xué)的編程類課程的培養(yǎng)計劃進行了調(diào)研，其中87%的課程是采用傳統(tǒng)教學(xué)方式[1]。傳統(tǒng)教學(xué)方式下，即使學(xué)生理解了課堂中老師講解的知識點，也很難正確地寫出練習(xí)題目之外的程序。其中還有完全沒有獨立思考完成作業(yè)，而是等待參考答案的學(xué)生；也有只是單純拷貝同學(xué)答案的學(xué)生。在這種狀況下，學(xué)生很難達到能自主獨立完成程序設(shè)計任務(wù)，實驗時間也沒有得到有效的利用。為了能夠提高學(xué)生實際程序設(shè)計和編程能力，有必要重新設(shè)計編程類課程的教學(xué)模式[2]。

翻轉(zhuǎn)課堂，就是學(xué)生晚上在家觀看教學(xué)視頻，第二天回到教室做作業(yè)，遇到問題時則向老師和同學(xué)請教。這種與傳統(tǒng)的“老師白天在教室上課、學(xué)生晚上回家做作業(yè)”的方式正好相反的課堂模式，稱之為“翻轉(zhuǎn)課堂”（The Flipped Classroom，國內(nèi)也有其他學(xué)者譯為“顛倒課堂”）[3]。教師可以通過LMS（Learning Management System），根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡展開課程和給予學(xué)生針對性輔導(dǎo)。

在2013年春期，本研究以湖南科技學(xué)院軟件工程專業(yè)2013級92名學(xué)生為對象，在“C語言程序設(shè)計”課程中實行了引入翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)改革，其中兩名專業(yè)老師擔(dān)任了該課程的授課。本次課程教改實踐的特點是：在混合型課程中使用E-learning教材進行預(yù)習(xí)，從而在課堂中有更多的深入擴展、實踐的時間。程序語言的基本語法部分的講解在課堂預(yù)習(xí)中完成，縮短了課堂中教師對基本語法的解說時間，這不僅讓任課老師有時間在課堂中里完成語法練習(xí)，也可以開展小測驗和實用性較強的程序設(shè)計作業(yè)。翻轉(zhuǎn)課堂模式課堂設(shè)計的目的如下：①明確學(xué)生在預(yù)習(xí)階段不理解的知識點，在課堂內(nèi)提高學(xué)生的理解度。②學(xué)生有效利用課堂的練習(xí)和實踐訓(xùn)練時間，自主完成程序設(shè)計練習(xí)，有一定的成就感，也會更主動地繼續(xù)完成預(yù)習(xí)工作。形成良性的學(xué)習(xí)循環(huán)周期[4]。

為了更好地培養(yǎng)IT技術(shù)人才，湖南科技學(xué)院計算機系重新編制了信息類人才培養(yǎng)方案和進行了IT技術(shù)課程的教學(xué)改革。編程類課程安排在第一學(xué)年第一學(xué)期的“C語言程序設(shè)計”課程，主要學(xué)習(xí)C語言基礎(chǔ)，第一學(xué)年第二學(xué)期的“編程技能”課程，主要學(xué)習(xí)C語言的進階（基礎(chǔ)復(fù)習(xí)、指針應(yīng)用、構(gòu)造體、文件和實用程序設(shè)計），第二學(xué)年第一學(xué)期的“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程講解C++程序設(shè)計，課程相關(guān)學(xué)生為軟件工程專業(yè)的學(xué)生，共計92名。

本研究制作的E-learning教材由教材、視頻、練習(xí)作業(yè)和實驗組成，教材中除了解說外，還設(shè)置了動畫增進學(xué)生對程序流程及語法內(nèi)容的理解。使用E-learning教材的混合型課堂，可以改善難以通過板書和口授方式傳授的概念解析效果。通過Web測驗自動評分，可以進行多次測驗。而且作為FD（Faculty Development）教師發(fā)展的一環(huán)，將講授的知識與E-learning教材聯(lián)系起來，實現(xiàn)多科目間的教材共有化。

2 翻轉(zhuǎn)課堂模式在編程類課程中的實踐（Practice

of the flipped classroom model in programmingendprint

courses）

課程的授課內(nèi)容、日程如表1所示，與歷年相比沒有改變。

表1 授課內(nèi)容和日程

Tab.1 Teaching content and schedule

周 授課內(nèi)容 周 授課內(nèi)容

1 課程簡介 9 指針、期中考試講解

2 條件處理 10 數(shù)組與指針

3 循環(huán)處理 11 函數(shù)與指針

4 數(shù)組 12 結(jié)構(gòu)體（1）

5 函數(shù)（1） 13 結(jié)構(gòu)體（2）和文件

6 函數(shù)（2） 14 課程設(shè)計（1）

7 函數(shù)（3） 15 課程設(shè)計（2）

8 期中考試 16 期末考試

引入翻轉(zhuǎn)課堂模式后，根據(jù)大綱進行如下調(diào)整：①上課前必須預(yù)習(xí)。②預(yù)習(xí)方法如下：課程內(nèi)容和練習(xí)在上課前一周發(fā)布，學(xué)生學(xué)習(xí)后，將課程內(nèi)容分成已理解和未理解兩類，解答已理解部分內(nèi)容的練習(xí)和作業(yè)題。③遵循個人信息保護法，告知學(xué)生，在E-learning學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)軌跡將會被記錄。學(xué)生從大一開始利用E-learning，對此已了解，并沒有障礙。第1至4周在預(yù)習(xí)中復(fù)習(xí)課程C語言基礎(chǔ)。第5至第13周預(yù)習(xí)課程新內(nèi)容。在第8周實施期中考試，確認學(xué)生對課程前半部分的理解程度。第14、15周完成課程設(shè)計，于第16周確認學(xué)期整體的理解程度，舉行期末考試。

學(xué)習(xí)流程如下所示：①預(yù)習(xí)階段，預(yù)習(xí)過程中，通過E-learning門戶網(wǎng)站和提醒郵件督促學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)生投入提示的課程作業(yè)。這個期間，可以詢問同學(xué)，也可以咨詢老師。②課堂階段，課堂中，前半部分舉行確認測試，學(xué)生解答問題并和老師確認答案，明確在預(yù)習(xí)階段沒有注意到的細節(jié)。在實施確認測試中，教師可以在LMS中監(jiān)督學(xué)生的預(yù)習(xí)狀況，當(dāng)懷疑學(xué)生預(yù)習(xí)不夠時，可以喚起學(xué)生的注意，提醒需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。接下來，教師使用預(yù)習(xí)中提供的E-learning教材和幻燈片，重點解說課程內(nèi)容中學(xué)生難以理解的概念、容易困惑的地方。程序語言中的術(shù)語和基本語法中容易理解的部分，因為在預(yù)習(xí)中已經(jīng)涉及，所以課堂中不用仔細解析說明。課堂授課考慮到學(xué)生的精神集中力只能維持在15分鐘，因此授課解說控制在15分鐘以內(nèi)。需要15分鐘以上的內(nèi)容，分成兩次解說，中間插入簡單的上機練習(xí)，這樣就可以讓學(xué)生不僅理解知識點，而且可以動手實踐。為了防止學(xué)生課堂中漏聽錯聽的可能，課堂解說中禁止學(xué)生操作計算機，促使其集中精力聽講。采取了以上的措施后，課堂解說時間比起前一年度縮短了10分鐘。課堂中將增加的時間用于練習(xí)和作業(yè)，并且也布置了擴展課題。針對忘記預(yù)習(xí)的同學(xué)，讓他們自習(xí)E-learning教材后，投入到作業(yè)和課題的練習(xí)中。③完成課題階段，基本課題，和往年一樣，主要是完成進一步加深理解程序語言語法的程序設(shè)計。擴展課題，完成一個簡單牌類游戲（在終端上洗牌、出牌、判斷勝負）程序的設(shè)計與實現(xiàn)。擴展課題中需要提供給學(xué)生的課前資料中，按照學(xué)生進度分別給出程序設(shè)計中需要注意的地方以及相關(guān)的算法和范例程序，讓學(xué)生學(xué)習(xí)在范例程序的基礎(chǔ)上擴展功能點。作為基本要求一定要在課堂內(nèi)完成基本課題，而未完成的擴展課題可以作為課外作業(yè)布置。

出席以課堂中E-learning門戶網(wǎng)站的登記和實驗環(huán)節(jié)的出席卡片來確定。為防止有學(xué)生在中途進入只參加課題討論，在課程開始時進行出席確認。并且學(xué)生完成基本課題后，老師確認課題完成度，完成良好，登記課堂成績，學(xué)生進入擴展課題階段，學(xué)生可以選擇將擴展課題作為作業(yè)課后完成，也可以選擇課堂中完成。這樣，老師可以有更多的時間重點對尚未完成課題的學(xué)生進行輔導(dǎo)。在課堂內(nèi)未完成基本課題的同學(xué)，將課題作為到下一周的作業(yè)，課后學(xué)生可以在LMS中提交基本課題報告，獲得老師確認后，可以取得成績。之后，學(xué)生可以開始擴展課題的學(xué)習(xí)。

期中考試和期末考試的實施方法分為兩類，分別為知識確認測試和技能筆試，知識確認測試通過Web考試系統(tǒng)進行，考試系統(tǒng)自動評分，學(xué)生考試后可以馬上獲知考試結(jié)果。通過不同種類的考試形式，讓學(xué)生把握自己知識與技能的差距。最終課程設(shè)計，學(xué)生需要獨立完成牌類游戲。老師給出游戲基本功能需求，根據(jù)游戲需求的完成度評價學(xué)生課題成績，并且進行簡單答辯，確認學(xué)生是否獨立完成課程設(shè)計。

3 教學(xué)改革效果和考察（Effect of teaching reform

and study）

通過對比去年和今年的考試結(jié)果以及學(xué)生調(diào)查表結(jié)果分析和任課老師的意見，確認了本教學(xué)改革效果。

期中考試和期末考試采用了和去年同樣的問題，考試結(jié)果對比如表2、表3所示。和去年相比較，期中考試Web測試和技能筆試結(jié)果，今年度學(xué)生的平均成績和最低成績比去年有較大提高。標準偏差變小了。期末考試的Web測試中，基本未出席的同學(xué)最低成績?yōu)?4，有出席同學(xué)的最低成績?yōu)?4。技能筆試全體學(xué)員比去年有了較大的提高。

在第16周進行的學(xué)生調(diào)查結(jié)果（有效回答81份）中，回答“編程能力有很大提高”有7名，回答“編程能力有提高”的有58名，回答“編程能力提高不明顯”的有12名，回答“編程能力沒有提高”的有4名。

表2 去年與今年的期中考試的結(jié)果

Tab.2 Last year and this year's midterm exam results

Web測試 技能筆試

年度 2012 2013 2012 2013

最高分 95 100 94 98

最低分 24 48 0 36

平均分 76.4 87.2 66.3 73.5

標準偏差 15.4 11.6 18.6 17.7

表3 去年與今年的期末考試的結(jié)果

Tab.3 Last year and this year's final exam resultsendprint

Web測試 技能筆試

年度 2012 2013 2012 2013

最高分 96 98 92 98

最低分 16 24（54） 14 42

平均分 68.4 85.2 60.3 75.2

標準偏差 18.4 13.6 17.6 12.7

進一步，針對翻轉(zhuǎn)課堂模式的感受以及通過教學(xué)改革對編程的興趣是否提高進行了調(diào)查，其中54%的同學(xué)做了肯定的回答，另外有較多的同學(xué)給出了如“翻轉(zhuǎn)課堂模式下對上課內(nèi)容理解度提高了”肯定的意見。但也有同學(xué)提出了“如果來不及預(yù)習(xí)，會跟不上上課的節(jié)奏”“如果不預(yù)習(xí)，一個人很難完成課題”等否定意見。任課教師的意見主要是“學(xué)生比以前編程能力有提高”“理解難度較大的指針學(xué)生更多了”。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文介紹了作者所在學(xué)校在編程類課程中引入了翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)改革，通過對比分析，明確了中等基礎(chǔ)以上的學(xué)生在這種模式下，成績和技能有所提高。今后，要致力于早期發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)差的學(xué)生以及針對基礎(chǔ)差學(xué)生的相應(yīng)的對策，如改善翻轉(zhuǎn)課堂中的課堂設(shè)計、充實E-learning教材的基礎(chǔ)內(nèi)容等。

參考文獻（References）

[1] 陳惠瓊.基于Blending-Learning的協(xié)作型學(xué)習(xí)活動設(shè)計研究

[J].職業(yè)教育研究，2012，（3）：23-24.

[2] 金陵.“翻轉(zhuǎn)課堂”，翻轉(zhuǎn)了什么？[J].中國信息技術(shù)教育，

2012，（9）：18.

[3] Papadopoulos，etc..Work in Progress developing and

Implementing an Inverted Class-room for Engineering Statics[J].

IEEE FRONTIERS IN EDUCATION CONFERENCE，2010.

[4] 張躍國，張渝江.透視“翻轉(zhuǎn)課堂”[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，

2012，（3）：15-17.

作者簡介：

黎 明（1974-），男，碩士，高級工程師.研究領(lǐng)域：分布計

算，計算機安全，算法分析與設(shè)計.

呂蘭蘭（1980-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：語音識別，算法

分析.

杜 敏（1980-），女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)安全，大

數(shù)據(jù)處理.endprint

Web測試 技能筆試

年度 2012 2013 2012 2013

最高分 96 98 92 98

最低分 16 24（54） 14 42

平均分 68.4 85.2 60.3 75.2

標準偏差 18.4 13.6 17.6 12.7

進一步，針對翻轉(zhuǎn)課堂模式的感受以及通過教學(xué)改革對編程的興趣是否提高進行了調(diào)查，其中54%的同學(xué)做了肯定的回答，另外有較多的同學(xué)給出了如“翻轉(zhuǎn)課堂模式下對上課內(nèi)容理解度提高了”肯定的意見。但也有同學(xué)提出了“如果來不及預(yù)習(xí)，會跟不上上課的節(jié)奏”“如果不預(yù)習(xí)，一個人很難完成課題”等否定意見。任課教師的意見主要是“學(xué)生比以前編程能力有提高”“理解難度較大的指針學(xué)生更多了”。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文介紹了作者所在學(xué)校在編程類課程中引入了翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)改革，通過對比分析，明確了中等基礎(chǔ)以上的學(xué)生在這種模式下，成績和技能有所提高。今后，要致力于早期發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)差的學(xué)生以及針對基礎(chǔ)差學(xué)生的相應(yīng)的對策，如改善翻轉(zhuǎn)課堂中的課堂設(shè)計、充實E-learning教材的基礎(chǔ)內(nèi)容等。

參考文獻（References）

[1] 陳惠瓊.基于Blending-Learning的協(xié)作型學(xué)習(xí)活動設(shè)計研究

[J].職業(yè)教育研究，2012，（3）：23-24.

[2] 金陵.“翻轉(zhuǎn)課堂”，翻轉(zhuǎn)了什么？[J].中國信息技術(shù)教育，

2012，（9）：18.

[3] Papadopoulos，etc..Work in Progress developing and

Implementing an Inverted Class-room for Engineering Statics[J].

IEEE FRONTIERS IN EDUCATION CONFERENCE，2010.

[4] 張躍國，張渝江.透視“翻轉(zhuǎn)課堂”[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，

2012，（3）：15-17.

作者簡介：

黎 明（1974-），男，碩士，高級工程師.研究領(lǐng)域：分布計

算，計算機安全，算法分析與設(shè)計.

呂蘭蘭（1980-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：語音識別，算法

分析.

杜 敏（1980-），女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)安全，大

數(shù)據(jù)處理.endprint

Web測試 技能筆試

年度 2012 2013 2012 2013

最高分 96 98 92 98

最低分 16 24（54） 14 42

平均分 68.4 85.2 60.3 75.2

標準偏差 18.4 13.6 17.6 12.7

進一步，針對翻轉(zhuǎn)課堂模式的感受以及通過教學(xué)改革對編程的興趣是否提高進行了調(diào)查，其中54%的同學(xué)做了肯定的回答，另外有較多的同學(xué)給出了如“翻轉(zhuǎn)課堂模式下對上課內(nèi)容理解度提高了”肯定的意見。但也有同學(xué)提出了“如果來不及預(yù)習(xí)，會跟不上上課的節(jié)奏”“如果不預(yù)習(xí)，一個人很難完成課題”等否定意見。任課教師的意見主要是“學(xué)生比以前編程能力有提高”“理解難度較大的指針學(xué)生更多了”。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文介紹了作者所在學(xué)校在編程類課程中引入了翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)改革，通過對比分析，明確了中等基礎(chǔ)以上的學(xué)生在這種模式下，成績和技能有所提高。今后，要致力于早期發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)差的學(xué)生以及針對基礎(chǔ)差學(xué)生的相應(yīng)的對策，如改善翻轉(zhuǎn)課堂中的課堂設(shè)計、充實E-learning教材的基礎(chǔ)內(nèi)容等。

參考文獻（References）

[1] 陳惠瓊.基于Blending-Learning的協(xié)作型學(xué)習(xí)活動設(shè)計研究

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[2] 金陵.“翻轉(zhuǎn)課堂”，翻轉(zhuǎn)了什么？[J].中國信息技術(shù)教育，

2012，（9）：18.

[3] Papadopoulos，etc..Work in Progress developing and

Implementing an Inverted Class-room for Engineering Statics[J].

IEEE FRONTIERS IN EDUCATION CONFERENCE，2010.

[4] 張躍國，張渝江.透視“翻轉(zhuǎn)課堂”[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，

2012，（3）：15-17.

作者簡介：

黎 明（1974-），男，碩士，高級工程師.研究領(lǐng)域：分布計

算，計算機安全，算法分析與設(shè)計.

呂蘭蘭（1980-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：語音識別，算法

分析.

杜 敏（1980-），女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)安全，大

數(shù)據(jù)處理.endprint