李丹

【摘 要】在新工科及新環(huán)境背景下，針對(duì)軟件編程類課程教學(xué)過程中存在的問題，探索一種基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化能力，促進(jìn)學(xué)生編程思維的養(yǎng)成及編程能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；編程類課程；教學(xué)模式

0 引言

在軟件編程類課程的教學(xué)過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：學(xué)生容易對(duì)枯燥的語法產(chǎn)生厭煩心理，失去學(xué)習(xí)興趣，課堂玩手機(jī)的低頭族也越來越多；部分學(xué)生雖然明白語句、指針、函數(shù)等元素的含義，也基本能夠理解老師講過的程序案例，但在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)自己動(dòng)手編程實(shí)踐時(shí)候卻不知如何運(yùn)用，無從下手。出現(xiàn)這種現(xiàn)狀的原因是由于學(xué)生在傳統(tǒng)的授課方式下迷失在編程語言的叢林中，對(duì)于編程思維能力和實(shí)踐能力缺失。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)app和各種慕課、微課等課程資源層出不窮，這些對(duì)于傳統(tǒng)課堂帶來一定的沖擊，對(duì)于軟件編程類課程而言，需要有效合理利用這些新興資源，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂授課模式，促進(jìn)和提高學(xué)生對(duì)于編程課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

1 傳統(tǒng)編程類課堂的授課弊端

在傳統(tǒng)的軟件編程類課堂上一般更加注重老師的講授，老師講解語法結(jié)構(gòu)，講解知識(shí)要點(diǎn)，然后分析講解實(shí)例代碼，以老師為主，學(xué)生處于被動(dòng)接受狀態(tài)，缺乏自主思考。這種教學(xué)模式的弊端分析如下：

1）以講授為主的灌輸式教學(xué)模式，學(xué)生在接受過程中，缺少充分必要的思考時(shí)間，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解不夠深入透徹，有些學(xué)生甚至靠老師講的死記硬背，不會(huì)變通，尤其是對(duì)于編程類課程，往往缺乏必要的編程思維能力，造成絕大部分學(xué)生上課基本能夠聽懂，但課后卻無法獨(dú)立完成相應(yīng)的編程例題，而且很多學(xué)生往往由于掌握的不扎實(shí)，學(xué)過后容易混淆忘記。

2）由于編程類課程或多或少都包含一些語法內(nèi)容，在傳統(tǒng)課堂中，往往受限于課時(shí)限制等原因，為按照教學(xué)大綱完成指定教學(xué)內(nèi)容，任課教師往往會(huì)花較多時(shí)間在語法的講解上，學(xué)生往往由于被動(dòng)接受，缺乏足夠思考消化時(shí)間和上機(jī)實(shí)踐練習(xí)時(shí)間，學(xué)習(xí)一段時(shí)間后，就陷入了一個(gè)錯(cuò)誤泥潭中，久而久之，就失去了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。

3）傳統(tǒng)課堂中以教師為主，留給學(xué)生思考和討論的時(shí)間有限，使得學(xué)生依賴于教師，并且一般課堂班級(jí)人數(shù)眾多，師生的互動(dòng)也有限，不能夠及時(shí)有效反饋出來所有學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、存在問題，因而導(dǎo)致教師不能夠更好地因材施教。

綜上所述，針對(duì)傳統(tǒng)課堂模式帶來的各種問題，需要尋求一種新的教學(xué)模式，既順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展潮流，又能解決上述問題。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

2.1 引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂指的是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心，學(xué)生充分利用課外時(shí)間，按照教師給予的學(xué)習(xí)資料完成初步的知識(shí)傳授的過程，課堂變成老師學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，教師運(yùn)用多種教學(xué)形式幫助學(xué)生完成知識(shí)內(nèi)化過程，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的各種難點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)課堂的翻轉(zhuǎn)。相比較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這種新型的教學(xué)模式不但適應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展，充分利用了各種移動(dòng)教學(xué)資源，如慕課、微課等，讓學(xué)生隨時(shí)隨地通過手機(jī)或其他移動(dòng)工具進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)，而且很大程度解決傳統(tǒng)課堂經(jīng)常出現(xiàn)的學(xué)生課堂注意力不集中問題，在多種學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)環(huán)境下，使學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自我建構(gòu)過程，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生可以從中獲得學(xué)習(xí)的成就感和學(xué)習(xí)樂趣，教師也可以更好的因材施教，指導(dǎo)作用更為突出，進(jìn)而更好的提高此類課程的教學(xué)效果。

2.2 借助多種方式培養(yǎng)學(xué)生的編程思維

編程思維能力的培養(yǎng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要在長(zhǎng)期的編程實(shí)踐潛移默化地養(yǎng)成。對(duì)于編程類課程，最開始可以通過討論等方式指引學(xué)生對(duì)問題的算法分析，然后可借助一些軟件，如Raptor工具和Vcomputor。RAPTOR它是一種可視化的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，為程序和算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課程的教學(xué)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境，它拋棄了復(fù)雜的程序代碼，通過流程圖的形式創(chuàng)建算法，并且可以直接調(diào)試運(yùn)行該算法，讓學(xué)生一開始將關(guān)注點(diǎn)放到解決實(shí)際問題上來，培養(yǎng)其先想后寫的思維習(xí)慣，從繁復(fù)、抽象的程序代碼中跳脫出來，最后再將過程用程序代碼語言描述出來。而且這對(duì)于編程課的學(xué)習(xí)來講，可以很好的輔助學(xué)生理解程序設(shè)計(jì)中的幾大結(jié)構(gòu)，將一個(gè)抽象復(fù)雜的問題，如遞歸與迭代問題、漢諾塔問題等，借助于Raptor，通過單步跟蹤過程，讓學(xué)生可以很清晰的理解。而Vcomputor是存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)軟件，是董榮勝老師主編的《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——思想與方法（第3版）》教材中提及并配套使用的教學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件，該軟件可以模擬機(jī)器代碼的執(zhí)行過程，單擊“開始模擬執(zhí)行機(jī)器代碼”按鈕，虛擬機(jī)就按照機(jī)器代碼所加載的物理內(nèi)存地址順序執(zhí)行，在執(zhí)行過程中通過“程序計(jì)數(shù)器”框可以看到程序執(zhí)行過程中的當(dāng)前執(zhí)行指令的物理內(nèi)存地址。在“指令寄存器”框中同時(shí)顯示當(dāng)前執(zhí)行指令的機(jī)器代碼。如果想看每一步機(jī)器指令的執(zhí)行過程，先單擊“中央處理器初始化”按鈕，然后將機(jī)器代碼重新裝載到物理內(nèi)存，再點(diǎn)擊“中央處理器單步執(zhí)行”按鈕，每單擊一次，就執(zhí)行一行機(jī)器代碼，同時(shí)在“通用寄存器”，“程序計(jì)數(shù)器”和“指令寄存器”框中將顯示當(dāng)前執(zhí)行指令的寄存器使用狀況、指令物理地址和指令本身。利用該軟件，在講解指針、棧、隊(duì)列、二叉樹、鏈表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以讓學(xué)生有一個(gè)非常清晰直觀的理解和掌握。

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)

具體如何實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，是該教學(xué)模式的關(guān)鍵之處。主要分三個(gè)步驟進(jìn)行。

1）課前學(xué)生的自我學(xué)習(xí)階段

此過程需要學(xué)生能夠按照教師提供的學(xué)習(xí)資料在課余時(shí)間完成。教師按照教學(xué)計(jì)劃，提前對(duì)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)資料準(zhǔn)備好素材，如慕課資源、微課資源及其他文字資源等，按照教學(xué)進(jìn)度要求，指定學(xué)生完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生在這階段的自我學(xué)習(xí)過程中，對(duì)于一些學(xué)習(xí)自覺性較差的學(xué)生，就需要教師采取措施給與一定的監(jiān)督催促，而對(duì)于表現(xiàn)積極的同學(xué)，需要給與一定的激勵(lì)。教師可通過建立該門課程的qq群，方便和學(xué)生的溝通管理，積極督促學(xué)生學(xué)習(xí)。為有效反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果，需要設(shè)置該單元的一些練習(xí)題和檢測(cè)題供學(xué)生自我檢測(cè)。并將自我檢測(cè)結(jié)果作為學(xué)生考核成績(jī)的一部分。

2）課上的檢查指導(dǎo)階段

經(jīng)過學(xué)生的第一階段初期學(xué)習(xí)，在真正的課堂中，教師對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的疑難點(diǎn)，通過在課堂上給與詳細(xì)解答講解，并設(shè)計(jì)合適案例，給與拓展題目加以練習(xí)，課堂檢查學(xué)生理解程度，改變以往的灌輸式教學(xué)，采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，思考問題。為此對(duì)于編程類課程，授課地點(diǎn)設(shè)置在機(jī)房比較適宜，可以更好地鍛煉學(xué)生編程能力。

3）課后的知識(shí)鞏固階段

這階段主要是通過案例的練習(xí)來完成，教師提供合適的案例給學(xué)生來完成，如設(shè)置單元測(cè)試和綜合測(cè)試，并根據(jù)完成度給與激勵(lì)。

3 總結(jié)

隨著智能手機(jī)普及及網(wǎng)絡(luò)信息化的發(fā)展，各類移動(dòng)教學(xué)資源層出不窮，在這樣的一個(gè)大環(huán)境下，合理利用這些資源，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)課堂模式，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)更多的交給學(xué)生自己，適當(dāng)縮短理論課堂時(shí)間，采用課前自主學(xué)習(xí)+課堂答疑檢查+課后鞏固的方法，教師給予監(jiān)督指導(dǎo)，學(xué)生為主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這對(duì)于軟件編程類課程的學(xué)習(xí)而言，通過學(xué)生自主的學(xué)習(xí)檢測(cè)，提高其學(xué)習(xí)興趣，可以有效地提高學(xué)生的實(shí)際編程能力，距離培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)更近一步。

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