關(guān)玉兵

（佳木斯大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的高校程序設(shè)計教學(xué)模式研究

關(guān)玉兵

（佳木斯大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

針對高校程序設(shè)計課程教學(xué)中常規(guī)教學(xué)模式不能滿足課程教學(xué)目標(biāo)的需要以及課程的實踐性強(qiáng)等問題，本文研究探討了翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式在程序設(shè)計課程中的應(yīng)用模式，提出采用課前學(xué)生通過校內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、課中師生討論交流和實踐訓(xùn)練，課后總結(jié)和分享3個階段相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，并以Java程序設(shè)計某一章節(jié)的教學(xué)為例闡述實施過程和效果。

翻轉(zhuǎn)課堂；程序設(shè)計；教學(xué)模式

一、引言

高校中的程序設(shè)計類課程是計算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)主干課和必修課，如C、OOP、Web程序設(shè)計等課程，該類課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生在掌握程序設(shè)計基本理論和方法的基礎(chǔ)上，逐步獲得使用程序設(shè)計語言解決實際問題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)其熟練的編程技能和創(chuàng)新思維。作為理論知識和實踐技術(shù)并重的一類課程，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式已不能完全滿足培養(yǎng)技能型和創(chuàng)新型人才的教學(xué)目標(biāo)，主要存在以下幾個方面的問題：

1．統(tǒng)一的教學(xué)步調(diào)和設(shè)計，教師難以照顧所有學(xué)生不同的學(xué)習(xí)需求

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是集體授課，一個班幾十個同學(xué)坐在同一間教室內(nèi)上課，學(xué)生之間存在著各種差異，如學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，認(rèn)知風(fēng)格不同等，而這種集體授課通常學(xué)時有限且有教學(xué)進(jìn)度的要求，教師上課時通常采取統(tǒng)一的教學(xué)步調(diào)和教學(xué)設(shè)計，不能做到因材施教，照顧所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，常見的現(xiàn)象是，教師講一個問題時，能力強(qiáng)的學(xué)生覺得已經(jīng)掌握沒必要再講，能力較弱的學(xué)生卻認(rèn)為教師講的還不夠細(xì)。

2．教師的講授和演示占據(jù)課堂大部分時間，學(xué)生沒有足夠的實踐時間

由于課程的教學(xué)內(nèi)容信息量大，課堂時間有限，教師的講授和演示往往占據(jù)大部分課堂時間，甚至是“滿堂灌”，學(xué)生難以與教師進(jìn)行互動和反饋，沒有足夠的練習(xí)和消化時間，只能被動的聽。而技能的掌握和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需要大量的時間去實踐和練習(xí)，需要不斷動手去寫代碼，測試、糾錯，這個過程中還需要教師必要的指導(dǎo)，而課下時間由于缺乏教師的指導(dǎo)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果不好，甚至是舉步維艱。

3．教學(xué)內(nèi)容信息量大，抽象難懂，課堂時間難以滿足教學(xué)需要

程序設(shè)計語言雖然是用于解決現(xiàn)實問題的，但與自然語言有差距，比較抽象晦澀，為了易于學(xué)生理解和掌握，教師的講授需要深入淺出，列舉出豐富的實例，必要時要利用一些教材以外的資源如網(wǎng)絡(luò)、多媒體資源來輔助教學(xué)，課堂上這些實例和資源的呈現(xiàn)需要一些時間，讓本已有限的學(xué)時實踐時間更加捉襟見肘。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式不同，它以“先學(xué)后教”的教學(xué)范式開展教學(xué)活動，體現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)理念，一方面通過微視頻等教育資源的課前學(xué)習(xí)提高學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力，另一方面由教師、學(xué)生群體在課堂中共同完成知識的意義建構(gòu)和內(nèi)化過程，促進(jìn)師生角色轉(zhuǎn)變的同時提升課堂效率[1]。將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于程序設(shè)計課，學(xué)生可以在課前預(yù)先自學(xué)程序設(shè)計中的概念原理、語法規(guī)則、基本方法，將教師從相對簡單的和瑣碎的知識點中解放出來，使教師將更多的時間和精力用于有針對性的個性化輔導(dǎo)，學(xué)生獲得更多編程技能和實踐的訓(xùn)練，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。為了探索翻轉(zhuǎn)課堂理念在高校程序設(shè)計課程教學(xué)中應(yīng)用的可行性和具體模式，本研究進(jìn)行了兩個學(xué)期的“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實驗。證明基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設(shè)計教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)實踐技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，程序設(shè)計課程應(yīng)用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式是可行且必要的。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設(shè)計教學(xué)模式設(shè)計

國外通常將翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計過程分為課前和課上兩個部分。課前指導(dǎo)學(xué)生觀看具有視頻教程并且完成針對性的課前練習(xí)，課上教師對學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行簡短的測評，然后通過解決問題促進(jìn)知識鞏固、內(nèi)化、遷移。我國對翻轉(zhuǎn)課堂的研究方興未艾，對于其具體的設(shè)計和實施提出了很多建設(shè)性的觀點。張金磊[2]等通過對游戲化學(xué)習(xí)理念應(yīng)用到翻轉(zhuǎn)課堂中的案例進(jìn)行分析，提出了基于游戲化學(xué)習(xí)理念的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式。鐘曉流[3]等融合中國傳統(tǒng)文化中的太極思想、布魯姆的認(rèn)知領(lǐng)域教學(xué)目標(biāo)分類理論，構(gòu)建出一個太極環(huán)式的翻轉(zhuǎn)課堂模型。宋朝霞[4]等將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念融入項目式教學(xué),使學(xué)生通過課前對網(wǎng)絡(luò)課件的自主學(xué)習(xí)來減少教師課堂講授時間，增加學(xué)生課堂參與項目實踐的時間，以彌補(bǔ)項目式教學(xué)中課堂教學(xué)時間緊張的缺陷。劉銳[5]等結(jié)合教學(xué)實踐構(gòu)建了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，該模式通過課前的過關(guān)任務(wù)、課內(nèi)的典型任務(wù)和課后的拓展任務(wù)實現(xiàn)了知識傳遞、知識建構(gòu)和內(nèi)化、知識鞏固和拓展。

綜合國內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂的研究并結(jié)合程序設(shè)計課程的特點，本研究把程序設(shè)計課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式分為三個階段：課前階段，學(xué)生在基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和師生互動；課中階段，教師依據(jù)課前學(xué)習(xí)的反饋著重講解難點、疑點，并安排適當(dāng)實踐任務(wù)；課后布置少而精的實驗作業(yè)，鞏固所學(xué)并布置下次課需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容和任務(wù)，三個階段是一個循環(huán)往復(fù)的過程。其中學(xué)生是三個階段的活動主體，教師是整個教學(xué)過程的主導(dǎo)。該模式的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下面對這三個階段進(jìn)行詳細(xì)說明：

圖1　基于翻轉(zhuǎn)課堂程序設(shè)計課程教學(xué)模式結(jié)構(gòu)圖

1.課前階段

（1）教師行為。教師研讀教學(xué)目標(biāo)并將其分解，得到分階段的教學(xué)目標(biāo)，然后據(jù)此設(shè)計和準(zhǔn)備每個階段的課程資源。翻轉(zhuǎn)課堂中的課程資源主要包括以微視頻為主要形式的視頻資源，為滿足不同學(xué)習(xí)者認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好，也可以用文本、音頻以及動畫等形式呈現(xiàn)課程知識，以降低學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷[6]。本研究中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要提供由教師錄制或收集相關(guān)微視頻及教學(xué)課件。教師在課前階段對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的監(jiān)督和引導(dǎo)。

（2）學(xué)生行為。學(xué)生依據(jù)自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格和基礎(chǔ)，選擇相應(yīng)的媒體資源和知識點進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這些學(xué)習(xí)資源的優(yōu)勢在于可以反復(fù)重現(xiàn)，學(xué)生可以自定步調(diào)。每個知識點學(xué)習(xí)完畢后，學(xué)生通過做對應(yīng)的習(xí)題檢驗自己的學(xué)習(xí)效果。在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題和疑惑可以在發(fā)帖區(qū)發(fā)布，教師和其他學(xué)生為其提供的幫助，教師據(jù)此了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.課中階段

（1）教師行為。課堂依然是教學(xué)的主陣地，切不可本末倒置，教師的教學(xué)重心還應(yīng)該放在課堂教學(xué)中，關(guān)鍵在于課堂教學(xué)活動的設(shè)計上。教師課前通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)和測試信息反饋，了解學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況，確定課堂上對哪些對重要難點、共性問題等進(jìn)行詳解和點評，并設(shè)計或選擇一些針對這些內(nèi)容的實驗項目，讓學(xué)生分組進(jìn)行實驗，教師進(jìn)行個別的指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生知識的進(jìn)一步消化和遷移。

（2）學(xué)生行為。學(xué)生除了掌握重點難點內(nèi)容及共性問題外，在進(jìn)行分組實驗時，組內(nèi)和組間不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生可以結(jié)合各自的學(xué)習(xí)心得和實踐操作問題開展交流和討論，由此教師在指導(dǎo)的過程中也可更深入了解學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的狀態(tài)和知識技能掌握的程度，從而進(jìn)行有針對性的輔導(dǎo)和進(jìn)一步的答疑。

3.課后階段

（1）教師行為。針對已完成的教學(xué)活動進(jìn)行教學(xué)反思和總結(jié)完善，確定下次教學(xué)的資源和設(shè)計。并布置課后的作業(yè)和下一次課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容，作業(yè)要少而精，針對不同層次的學(xué)生可布置不同的作業(yè)，達(dá)到因材施教的目的。

（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)心得和作業(yè)可通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上傳到相應(yīng)版塊，學(xué)生之間可以共享，相互促進(jìn)。師生之間的互動課前課后都可以在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上隨時進(jìn)行。

三、基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的程序設(shè)計教學(xué)模式的實施

本節(jié)就Java程序設(shè)計課程中“多態(tài)”一章對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實施中教師的主要工作進(jìn)行闡釋。這一章知識點多、抽象性強(qiáng)，要求學(xué)生既要掌握其原理，又能夠?qū)W以致用，在解決實際問題中熟練運用。在以往的教學(xué)中，教師往往照顧不到學(xué)生的理解能力，按照自己的步調(diào)逐個知識點進(jìn)行講授并輔以程序演示，滿滿一堂課下來，老師講得累學(xué)生聽得糊涂，更別提熟練運用，教學(xué)效果很一般。

1.課前——準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資源

這部分是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)模式的關(guān)鍵，學(xué)習(xí)資源包括授課講義、電子課件、多媒體資料等，其中微課視頻是主要形式，也是最行之有效的。微課視頻是把一節(jié)課或一個知識點經(jīng)碎片化處理為若干部分，有明確的教學(xué)目標(biāo)，內(nèi)容短小，集中說明一個問題[7]。微課的內(nèi)容必須緊扣對應(yīng)的知識點，形式上短小精悍，不要超過10分鐘，信息的傳達(dá)上要準(zhǔn)確清晰，設(shè)計上有導(dǎo)入、講授、示例三個部分，使學(xué)生擁有“更加聚焦的學(xué)習(xí)體驗”?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有很多的Java視頻教程，為了減少教師的備課負(fù)擔(dān)，可以把現(xiàn)有的視頻教程進(jìn)行剪輯，使之符合微課視頻的要求。

圖2　多態(tài)微課結(jié)構(gòu)圖

2.課中——組織討論和答疑

課堂教學(xué)中教師對學(xué)生的課前學(xué)習(xí)反饋信息進(jìn)行整理和歸類，對于一些簡單的基礎(chǔ)問題如語法、編譯問題，教師可指派學(xué)習(xí)小組組長進(jìn)行答疑或在課前通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)答疑。課堂中前半節(jié)課教師對一些重難點和共性問題進(jìn)行有針對性的強(qiáng)調(diào)和講解，在此間師生之間以及學(xué)生之間可以進(jìn)行互動研討，最終由教師進(jìn)行確認(rèn)和釋疑，解決學(xué)生對多態(tài)的概念、原理的混淆和疑問。后半節(jié)課，教師組織學(xué)生分組進(jìn)行實踐訓(xùn)練，進(jìn)一步檢驗和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。對于實驗中出現(xiàn)的問題可進(jìn)行小組討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下提出相互探討，經(jīng)統(tǒng)計，到此90%以上的學(xué)生都能夠在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成實驗項目

3.課后——鼓勵學(xué)生分享成果

在一節(jié)課完成后，為了保持學(xué)生長久的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，鼓勵學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上發(fā)帖分享學(xué)習(xí)心得和收獲，將自己的作業(yè)和成果進(jìn)行共享，教師給予正面積極的評價。使學(xué)生能夠獲得一種成就感。在本節(jié)課結(jié)束后，經(jīng)分析學(xué)生的發(fā)帖信息，79%的學(xué)生表現(xiàn)了良好的學(xué)習(xí)積極性和進(jìn)一步學(xué)習(xí)的決心。

四、結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的非常有效的支持和補(bǔ)充，能夠使教學(xué)更傾向于注重因材施教，尤其能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立解決問題的能力。本研究通過實踐驗證，其對于高校的程序設(shè)計這種實踐性較強(qiáng)的課程是可行且適用的。然而實踐也證明翻轉(zhuǎn)課堂的成功與否，關(guān)鍵還在于提高學(xué)生的主動參與度和內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，對教師和學(xué)生也都提出了更高的要求。在后面的研究中，如何培養(yǎng)學(xué)生利用多種教學(xué)媒體進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能力將是研究的重心?？傊覀儗⒗^續(xù)探討和完善翻轉(zhuǎn)課堂理念在程序設(shè)計教學(xué)中教學(xué)模式，以期為翻轉(zhuǎn)課堂在高校中的推廣和實施提供借鑒和參考。

[1][6]陳川,趙呈領(lǐng),吳新全等.學(xué)習(xí)生態(tài)視角下翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)活動設(shè)計模型及應(yīng)用研究[J].電化教育研究,2015 (11):95-97.

[2]張金磊,王穎,張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2013(1):73-78.

[3]鐘曉流,宋述強(qiáng),焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計研究[J].開放教育研究,2013(1): 58-64.

[4]宋朝霞,俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2014(1):96-104.

[5]劉銳,王海燕.基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計和實踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014(5):26-32.

[7]鄭婭峰,李艷燕,黃志南等.基于微課程的高校翻轉(zhuǎn)課堂實踐研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2016(1):60-66.

（編輯：王曉明）

G434

A

1673-8454（2016）21-0041-03

2014年黑龍江省高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究課題 “基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的高校程序設(shè)計教學(xué)模式研究”（14Q 089）；2016年佳木斯大學(xué)教育教學(xué)研究項目“對分課堂在編程類課程教學(xué)中的應(yīng)用研究”（2016JW 2008）。