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        基于翻轉(zhuǎn)課堂的C語(yǔ)言基礎(chǔ)與編程獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐

        2016-12-19 12:24:29楊焱超熊盛武饒文碧袁景凌
        計(jì)算機(jī)教育 2016年10期
        關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂

        楊焱超 熊盛武 饒文碧 袁景凌

        摘要:鑒于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用教師課上講解、學(xué)生課下練習(xí)的方式,不能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,文章采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)C語(yǔ)言獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐,并對(duì)學(xué)生課外學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和分析。通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷和教學(xué)實(shí)踐表明采用基于翻轉(zhuǎn)課堂的C語(yǔ)言獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課程有助于提高學(xué)生的實(shí)際編程能力和學(xué)習(xí)積極性,提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力,滿足個(gè)性化和開放式自主學(xué)習(xí)需求。

        關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;C語(yǔ)言;獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課

        1背景

        C語(yǔ)言獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課是針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)大一學(xué)生的綜合性設(shè)計(jì)型必修課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和軟件工程思想,提高計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生必備的編程實(shí)踐能力,并為后續(xù)專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)、研究和開發(fā)工作打下基礎(chǔ)。由于課堂上學(xué)時(shí)有限,在現(xiàn)有教學(xué)模式下,教師在上課過(guò)程中只是對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)大致講解,無(wú)法為學(xué)生提供個(gè)性化和有針對(duì)性的指導(dǎo)。該教學(xué)模式仍然是一種灌輸過(guò)程,一定程度上浪費(fèi)了有限的學(xué)時(shí),沒(méi)有在課堂時(shí)間調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并提高學(xué)習(xí)效率。另外,學(xué)生在課外完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí),無(wú)法與教師進(jìn)行及時(shí)充分的交流,教師也不能及時(shí)監(jiān)控學(xué)生課外學(xué)習(xí)進(jìn)度,存在教學(xué)監(jiān)督和溝通的盲點(diǎn)。當(dāng)前,大一學(xué)生普遍覺(jué)得C語(yǔ)言一些概念比較抽象、難以理解,學(xué)生對(duì)編程不是很了解,學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高,實(shí)驗(yàn)效果不明顯。

        翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom/invertedclassroom),是一種基于在線教學(xué)資源的混合學(xué)習(xí)模式。在該教學(xué)模式中,學(xué)生作為知識(shí)的主體,在課前以自己最適合的方式利用網(wǎng)上數(shù)字資源完成自主學(xué)習(xí);針對(duì)問(wèn)題和難點(diǎn)在課堂上與老師和同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)討論和交流,完成知識(shí)的固化和深層次的理解。這種教學(xué)模式體現(xiàn)了以學(xué)生為中心、個(gè)性化教學(xué)的理念,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

        2基于翻轉(zhuǎn)課堂的C語(yǔ)言基礎(chǔ)與編程獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

        2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

        本課程學(xué)時(shí)共32學(xué)時(shí),8次課。與課內(nèi)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同,該課程的目標(biāo)就是要提升學(xué)生的計(jì)算思維能力,提高實(shí)踐應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),對(duì)于大一新生來(lái)說(shuō),不僅要充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也要考慮學(xué)生的知識(shí)水平,故采用迭代開發(fā)使學(xué)生逐步開發(fā)一個(gè)小型的計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)迭代開發(fā)分7次任務(wù),每次交付階段性成果是在上一次實(shí)驗(yàn)中迭代開發(fā)的。采用翻轉(zhuǎn)課堂與在線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式,如圖1所示,學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí),這些學(xué)習(xí)資源已經(jīng)由老師將學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容以視頻、課件等形式發(fā)布到在線學(xué)習(xí)平臺(tái),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題可發(fā)布在互動(dòng)討論區(qū),方便師生進(jìn)行共同討論。同時(shí)討論內(nèi)容所有學(xué)生可見,可以及時(shí)解決學(xué)生問(wèn)題。在課堂上,教師針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)估和實(shí)驗(yàn)中的共性問(wèn)題,進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)答疑和講解。對(duì)于容易混淆和答案不一的不確定性問(wèn)題,組織1~2學(xué)時(shí)的小組討論。學(xué)生可以繼續(xù)在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教師輔助指導(dǎo)、答疑。學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解過(guò)程并不是一個(gè)“教師講授一學(xué)生被動(dòng)接收”的傳遞活動(dòng),而是學(xué)生在自我學(xué)習(xí)探索中領(lǐng)悟知識(shí),形成個(gè)人化的理解。這激發(fā)了學(xué)生的積極性,提升了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)效率。

        2.2實(shí)踐教學(xué)過(guò)程

        實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)如圖2所示,主要分為教師課前準(zhǔn)備階段,學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)階段,教師課堂教授和討論階段以及評(píng)估反饋階段,最終交付項(xiàng)目總結(jié)和成果匯報(bào)。其中,跟蹤實(shí)驗(yàn)過(guò)程、師生之間互動(dòng)交流和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋貫穿到整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。

        1)教師課前準(zhǔn)備階段。

        雖然翻轉(zhuǎn)課堂以學(xué)生為中心,但是對(duì)教師的引導(dǎo)要求較高。教師在學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)要進(jìn)行多方面的教學(xué)準(zhǔn)備和活動(dòng)。

        (1)創(chuàng)建該課程在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái):借助武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已建設(shè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)云平臺(tái)虛擬化實(shí)驗(yàn)環(huán)境,為每個(gè)學(xué)生分配獨(dú)立虛擬實(shí)驗(yàn)空間,進(jìn)行在線仿真和實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可隨時(shí)隨地使用智能設(shè)備訪問(wèn)該課程在線平臺(tái),靈活利用碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),提高自主學(xué)習(xí)的效率。

        (2)制作并發(fā)布在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的教學(xué)資源:教學(xué)資源包括教學(xué)課件、知識(shí)點(diǎn)電子書及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)視頻等。首先將實(shí)驗(yàn)大綱、每次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和階段實(shí)驗(yàn)任務(wù)發(fā)布到在線學(xué)習(xí)平臺(tái),同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)所需掌握的知識(shí)點(diǎn)以電子書資源方式發(fā)布,并制作每次實(shí)驗(yàn)的教學(xué)視頻。每次實(shí)驗(yàn)按內(nèi)容制作若干個(gè)不超過(guò)20分鐘的短視頻,視頻結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解和編程實(shí)現(xiàn)操作。

        (3)跟蹤和互動(dòng):跟蹤學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)中的學(xué)習(xí)過(guò)程,如學(xué)生查看每部分資源的時(shí)間和頻率,并對(duì)在線平臺(tái)討論區(qū)學(xué)生反饋的問(wèn)題進(jìn)行答疑,進(jìn)行在線互動(dòng)。

        2)自主學(xué)習(xí)階段。

        課前學(xué)生通過(guò)登錄網(wǎng)上在線平臺(tái),查看老師發(fā)布的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)梳理,對(duì)于一些有疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn),可查看相關(guān)知識(shí)點(diǎn)電子書完成知識(shí)補(bǔ)強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻中有實(shí)操演練,學(xué)生按照視頻的操作步驟登錄虛擬實(shí)驗(yàn)空間完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生可以隨時(shí)登錄在線學(xué)習(xí)平臺(tái)完成自主學(xué)習(xí),自由支配學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)進(jìn)度,有問(wèn)題隨時(shí)通過(guò)在線互動(dòng)討論區(qū)進(jìn)行師生間互動(dòng)交流。

        3)課堂答疑和討論階段。

        (1)教師集中答疑:教師解答課前學(xué)生反饋的普遍、典型問(wèn)題,對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。

        (2)經(jīng)驗(yàn)分享:對(duì)于做得比較好的同學(xué),輪流在班上進(jìn)行自主學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)分享。

        (3)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí):未完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué),課堂上繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方式可以選擇結(jié)對(duì)編程,學(xué)生自愿分組,每組2人,互相進(jìn)行討論和調(diào)試,完成實(shí)驗(yàn)。

        (4)實(shí)驗(yàn)階段性驗(yàn)收和評(píng)估總結(jié):在課堂上,教師采用開放的授課方式,啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,學(xué)習(xí)需要完成的作業(yè)內(nèi)容,并進(jìn)行作業(yè)驗(yàn)收和評(píng)估。

        4)總結(jié)和評(píng)估階段。

        學(xué)生在每個(gè)迭代項(xiàng)目(一個(gè)實(shí)驗(yàn)部分)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,提交階段性實(shí)驗(yàn)成果,最終提交項(xiàng)目驗(yàn)收版本。在課程最終驗(yàn)收環(huán)節(jié),增加經(jīng)驗(yàn)交流分享和成果匯報(bào),讓大家交流自己的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)過(guò)程。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程軌跡信息和學(xué)習(xí)成果,對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的評(píng)估。

        2.3教學(xué)過(guò)程監(jiān)控

        基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式中,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)階段較長(zhǎng),教師需要對(duì)學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行把控。老師登錄課程學(xué)習(xí)平臺(tái)查看學(xué)生每個(gè)知識(shí)點(diǎn)和視頻的學(xué)習(xí)頻率、時(shí)長(zhǎng),了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)的完成情況和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,通過(guò)這些過(guò)程數(shù)據(jù)自適應(yīng)地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,更有效地指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

        3教學(xué)效果及評(píng)價(jià)

        通過(guò)在C語(yǔ)言基礎(chǔ)與編程獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂模式,靈活利用碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),提高自主學(xué)習(xí)的效率,學(xué)生在實(shí)踐中取得了很好的教學(xué)效果。通過(guò)近兩個(gè)月的課程學(xué)習(xí),學(xué)生的編程能力得到很大提高,例如,在學(xué)習(xí)數(shù)組和鏈表前,學(xué)生往往不知道兩者之間的區(qū)別及使用場(chǎng)景,而通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué),學(xué)生們能夠根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景選擇合適方式靈活運(yùn)用鏈表和數(shù)組及文件。大部分同學(xué)不僅完成了基礎(chǔ)功能,還實(shí)現(xiàn)了許多擴(kuò)展功能。通過(guò)對(duì)本學(xué)期上課學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn),100%的同學(xué)認(rèn)為通過(guò)該課程比較熟悉新學(xué)習(xí)的VS2010開發(fā)工具;95%同學(xué)認(rèn)為通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)已經(jīng)很熟悉C語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境;100%的同學(xué)認(rèn)為該課程對(duì)掌握C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)和提高實(shí)際編程能力很有幫助;100%的學(xué)生認(rèn)為采用課前在線平臺(tái)自學(xué)+課上解答疑難問(wèn)題和小組討論的學(xué)習(xí)模式比傳統(tǒng)教師課堂講授知識(shí)點(diǎn),學(xué)生課下實(shí)驗(yàn)的模式更能提高自己的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率。

        4結(jié)語(yǔ)

        基于翻轉(zhuǎn)課堂的C語(yǔ)言基礎(chǔ)與編程獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課實(shí)現(xiàn)了教學(xué)與信息技術(shù)手段的整合,利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了知識(shí)資源的共享,體現(xiàn)了以學(xué)生為本的教學(xué)理念。通過(guò)將翻轉(zhuǎn)課堂引入到C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐能力得到提高,同時(shí)教師教學(xué)和工作效率得到了提高。下一步,我們將結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù),對(duì)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)海量的學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行全方位的跟蹤和引導(dǎo),為學(xué)生提供個(gè)性化和細(xì)粒度的教學(xué)。

        (編輯:孫怡銘)

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