（安徽大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥230601）

《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，綜合了計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，是培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能水平的重要課程[1]。近年來(lái)，為了提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，我們嘗試使用了“互動(dòng)式編程”教學(xué)法進(jìn)行授課，具體為：教師首先通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)短的實(shí)踐編程練習(xí)來(lái)引入新的課程內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)展練習(xí)，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)。然后，教師繼續(xù)下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，循環(huán)重復(fù)。為了幫助學(xué)生構(gòu)建不同知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)，在課后，通常會(huì)安排一些具有一定綜合性的編程練習(xí)作業(yè)，教師將會(huì)根據(jù)學(xué)生的反饋，在課堂上有針對(duì)性地進(jìn)行補(bǔ)缺補(bǔ)差。雖然這種互動(dòng)式教學(xué)法比傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)法更為有效，但仍存在一些問(wèn)題。比如：在最初的幾次理論課中，如果有的學(xué)生無(wú)法理解一些基礎(chǔ)概念，他們將難以順利完成隨后的編程練習(xí)。對(duì)這些學(xué)生來(lái)說(shuō)，這門(mén)課很快就陷入了一種惡性循環(huán)：脫節(jié)——表現(xiàn)不佳——缺乏自信——進(jìn)一步脫節(jié)。

為了能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的參與度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，早在2000年，Lage等人就提出了“翻轉(zhuǎn)課堂”的概念[2]；2012 年，Bergmann 等人將這一概念成功應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中[3]。目前，隨著基于網(wǎng)絡(luò)授課技術(shù)的成功開(kāi)展，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在北美的教育機(jī)構(gòu)中獲得了廣泛的關(guān)注，且涵蓋了不同學(xué)科與不同教學(xué)對(duì)象。教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，采用了這種教學(xué)模式的班級(jí)具有失敗率低、教學(xué)手段靈活、學(xué)生學(xué)習(xí)效果好等優(yōu)點(diǎn)。因此，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已經(jīng)成為教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)主要趨勢(shì)[4]。本文中，作者根據(jù)《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了基于結(jié)對(duì)編程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

一、結(jié)對(duì)編程翻轉(zhuǎn)課堂的概念

在傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂上，普遍采用的是“傳遞→接受→模仿”教學(xué)模式。該模式通常采用理論講授、課后作業(yè)、編程練習(xí)及綜合實(shí)踐等環(huán)節(jié)實(shí)施教學(xué)，其優(yōu)點(diǎn)是教師可以較好地把握教學(xué)過(guò)程的組織、問(wèn)題的解決及進(jìn)度控制等，便于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。然而，該模式卻降低了學(xué)生在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的認(rèn)知主體地位，遏制了其主觀能動(dòng)性與創(chuàng)造性的發(fā)揮[5]。因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式所帶來(lái)的弊端是：逐步養(yǎng)成學(xué)生的思維惰性，使其形成對(duì)教科書(shū)與教師講授內(nèi)容的盲目“崇拜”，嚴(yán)重阻礙了他們發(fā)散思維與逆向思維的訓(xùn)練。相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，在翻轉(zhuǎn)課堂上，教學(xué)實(shí)施步驟發(fā)生了較大改變，兩者的主要區(qū)別如圖1所示。

圖1　傳統(tǒng)教學(xué)模式與基于結(jié)對(duì)編程的翻轉(zhuǎn)課堂模式區(qū)別示意圖

在結(jié)對(duì)編程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，教師在課前以預(yù)先錄制的視頻的形式“講授”課程，并把課堂的時(shí)間花在讓學(xué)生參與涉及協(xié)作和互動(dòng)的主動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)上，即傳統(tǒng)被動(dòng)授課被推到課外，在課堂上通過(guò)結(jié)對(duì)編程實(shí)現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)。所謂“結(jié)對(duì)編程”是指兩位程序員結(jié)成一互助對(duì)，一人輸入代碼，一人口述程序，兩人使用同一臺(tái)電腦進(jìn)行編程。結(jié)對(duì)編程最大的優(yōu)點(diǎn)是可以促進(jìn)參與項(xiàng)目的程序員水平的快速提高。兩名程序員在進(jìn)行程序編寫(xiě)的時(shí)候，水平較低的一方能夠在水平略高的程序員影響下，潛移默化地學(xué)到一些新的知識(shí)與技術(shù)；同時(shí)，水平高的一方也同樣因?yàn)椴粩嗟匕炎约旱南敕ㄕf(shuō)出來(lái)而理清了自己的思路。

二、教學(xué)實(shí)施過(guò)程

（一）課前準(zhǔn)備

作為課前教學(xué)的主要實(shí)施內(nèi)容，我們預(yù)先錄制了視頻講座。該視頻按教學(xué)進(jìn)度一共包含了18個(gè)子視頻（授課內(nèi)容如表1所示），每個(gè)子視頻的時(shí)間約為90分鐘，主要包括理論的講解、代碼的分析、示例程序的編譯和執(zhí)行等，所有視頻上傳到學(xué)校網(wǎng)站，學(xué)生可以自由地進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。

表1　預(yù)先錄制視頻主要授課內(nèi)容

同時(shí)，我們?yōu)槊總€(gè)視頻都準(zhǔn)備了相應(yīng)的自測(cè)題，這些自測(cè)題包括5個(gè)選擇題，5個(gè)填空題及5個(gè)判斷題。在學(xué)生進(jìn)行完視頻學(xué)習(xí)之后，這些自測(cè)題被用來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的評(píng)估。學(xué)生的測(cè)試結(jié)果將被記錄并發(fā)送到教師客戶(hù)端，以便教師對(duì)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總體的把握。如果學(xué)生對(duì)測(cè)試結(jié)果不滿(mǎn)意，可以重新觀看視頻并進(jìn)行測(cè)試，新的測(cè)試結(jié)果將會(huì)覆蓋老的測(cè)試結(jié)果。

（二）課堂實(shí)施

每次課的前15分鐘被用來(lái)對(duì)課前視頻內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師的主要任務(wù)分為兩部分：一是提綱挈領(lǐng)地對(duì)本次課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，講解重、難點(diǎn)問(wèn)題及編程時(shí)可能面臨的一些問(wèn)題，并提供一些解決方案；二是根據(jù)學(xué)生觀看視頻時(shí)的自測(cè)試結(jié)果，對(duì)普遍存在的一些理論問(wèn)題進(jìn)行講解，分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因。這一環(huán)節(jié)是結(jié)對(duì)編程的基礎(chǔ)，具體實(shí)施時(shí)間將根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

隨后，以結(jié)對(duì)編程為課堂主動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的具體實(shí)施方式，時(shí)間大約為60分鐘。結(jié)對(duì)編程是對(duì)初學(xué)者非常有效的一種學(xué)習(xí)方式，同時(shí)也是一個(gè)積極合作的學(xué)習(xí)過(guò)程，已經(jīng)獲得專(zhuān)業(yè)人士的認(rèn)可和推薦。在具體實(shí)施中，兩個(gè)學(xué)生共同使用一臺(tái)電腦，他們其中的一個(gè)負(fù)責(zé)代碼的輸入（即“操作者”），另一個(gè)口述代碼（被稱(chēng)為“導(dǎo)航器”）。編程過(guò)程中，兩人要進(jìn)行不間斷的交流，程序的設(shè)計(jì)方案由“導(dǎo)航器”主導(dǎo)，該學(xué)生只進(jìn)行口述而不實(shí)際輸入代碼；鍵盤(pán)操作則由“操作者”實(shí)現(xiàn)。由于人的思維速度是高于代碼的輸入速度，因此，在“操作者”進(jìn)行代碼輸入的同時(shí)，“導(dǎo)航器”不僅可以檢查代碼是否準(zhǔn)確，還可以有空閑時(shí)間做額外的思考，如：代碼效率、程序框架的優(yōu)化等。反過(guò)來(lái)，作為新手的“操作者”在輸入代碼的同時(shí)也在進(jìn)行著學(xué)習(xí)，其編程水平將會(huì)在“導(dǎo)航器”的影響下潛移默化地提高著。另外，在課堂中，“操作者”與“導(dǎo)航器”的選擇是隨機(jī)的，這樣學(xué)生們可以接觸到更多的同學(xué)和編程風(fēng)格。在編程對(duì)象上，每次課我們會(huì)依據(jù)教學(xué)大綱要求，將先前使用的課堂編程練習(xí)和課后作業(yè)進(jìn)行整合，形成具有一定綜合性與難度的結(jié)對(duì)編程訓(xùn)練集。這一環(huán)節(jié)中，教師的主要任務(wù)是回答學(xué)生在編程中所遇到的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)學(xué)生的程序框架進(jìn)行指導(dǎo)。

結(jié)對(duì)編程結(jié)束后，會(huì)組織一個(gè)15分鐘左右的互動(dòng)交流環(huán)節(jié)，讓每組學(xué)生說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與所遇到的問(wèn)題及解決辦法。不同組的學(xué)生可以對(duì)所遇到的問(wèn)題提出不同的解決方案，也可以闡述自己在程序設(shè)計(jì)中的心得體會(huì)。教師在這一環(huán)節(jié)中的主要任務(wù)是針對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，糾正一些錯(cuò)誤的編程習(xí)慣，對(duì)一些好的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行肯定。該環(huán)節(jié)雖然時(shí)間不長(zhǎng)，但卻是對(duì)結(jié)對(duì)編程效果的升華，學(xué)生通過(guò)前期編程時(shí)的思考、同學(xué)間的交流及教師的點(diǎn)評(píng)，對(duì)所學(xué)內(nèi)容將會(huì)產(chǎn)生更深刻的理解與認(rèn)識(shí)。

（三）課后任務(wù)

每一次課結(jié)束的時(shí)候，教師則會(huì)安排下一次課的視頻講座學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生們被要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定視頻的學(xué)習(xí)與自測(cè)試。為了保證學(xué)習(xí)效果，學(xué)生們被要求要記下觀看視頻時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)，未能按時(shí)提交自測(cè)題的學(xué)生，在課程開(kāi)始的時(shí)候?qū)?huì)受到教師的警告，并以降低他們課堂參與分?jǐn)?shù)作為懲罰。

（四）考核評(píng)估

考核主要由兩部分組成：筆試測(cè)試和編程測(cè)試。其中，筆試測(cè)試占30%，編程測(cè)試占40%，兩者總和占學(xué)生最后成績(jī)的70%。平時(shí)測(cè)試題的成績(jī)、課前復(fù)問(wèn)成績(jī)、課堂參與度等占30%。

三、教學(xué)特點(diǎn)分析

（一）學(xué)生具有很高的參與熱情。在新的教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程中，筆者觀察到在結(jié)對(duì)編程中學(xué)生的參與度非常高。學(xué)生們?cè)谝黄鹧芯拷處熕贾玫娜蝿?wù)之后，他們將會(huì)進(jìn)行充分的討論。當(dāng)編程遇到困難時(shí)，他們會(huì)主動(dòng)和其它同學(xué)或教師進(jìn)行溝通。在以前的教學(xué)中，學(xué)生們不愿意、也不情愿就編程問(wèn)題向其它同學(xué)尋求幫助，生怕別人嘲笑，而在結(jié)對(duì)編程的教學(xué)模式下，不同小組之間引入了競(jìng)爭(zhēng)氛圍，學(xué)生們?yōu)榱巳〉美硐氲木幊绦Ч?，?dāng)他們遇到問(wèn)題時(shí)，更愿意尋求他人幫助。隨著課程的深入，同學(xué)關(guān)系通過(guò)這種練習(xí)更加鞏固，配合也更加密切，逐步形成了一個(gè)團(tuán)結(jié)向上的學(xué)習(xí)群體，營(yíng)造出了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

（二）學(xué)生的自信心得到了提高。由于視頻授課的靈活性，使得學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)方法上發(fā)生了變化：學(xué)生們更傾向于自主學(xué)習(xí)。在之前的教學(xué)班級(jí)中，一些基礎(chǔ)較弱的學(xué)生因?yàn)闊o(wú)法理解教師課堂上講授的內(nèi)容而難以順利完成之后的編程練習(xí)，久而久之，這些學(xué)生因?yàn)椤白员啊倍辉敢馀c教師或其它同學(xué)進(jìn)行溝通，自信心受到了很大的打擊。而在翻轉(zhuǎn)課堂中，這些學(xué)生通過(guò)課前的努力，有機(jī)會(huì)像其他優(yōu)秀的同學(xué)一樣做好上課的準(zhǔn)備，因此他們有信心解決在組隊(duì)編程期間遇到的問(wèn)題。在實(shí)施過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)，有些成績(jī)相對(duì)較差的學(xué)生在程序編寫(xiě)速度、錯(cuò)誤的判斷及所展現(xiàn)出的求知欲超出了教師的意料，學(xué)生的自信心得到了空前的提升。

（三）提升了團(tuán)隊(duì)合作精神。結(jié)對(duì)編程在課堂上的使用，使得學(xué)生之間隨時(shí)、隨地開(kāi)展合作成為可能。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生們?cè)谡n堂上的任務(wù)主要是認(rèn)真聽(tīng)取教師的講授，而課下合作的意識(shí)也不是十分強(qiáng)烈。而在結(jié)對(duì)編程的翻轉(zhuǎn)課堂的模式中，為了解決一些問(wèn)題，同一組兩個(gè)不同的學(xué)生間或不同組之間的溝通需求變得越來(lái)越強(qiáng)烈。這種合作模式促進(jìn)了學(xué)生們深入理解、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力；同時(shí)，共同的目標(biāo)、共同的努力以及成功所帶來(lái)的滿(mǎn)足感將會(huì)深化學(xué)生對(duì)開(kāi)展團(tuán)隊(duì)合作重要性的認(rèn)識(shí)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生良好的協(xié)作精神與溝通協(xié)調(diào)能力具有重要的推動(dòng)作用。

（四）促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。結(jié)對(duì)編程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)通過(guò)改變“教”與“學(xué)”在教學(xué)過(guò)程中的比重，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)知主體地位，注重“自主獲取、自主探索、自主發(fā)現(xiàn)”能力的鍛煉，通過(guò)學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生間的交流互動(dòng)，將會(huì)有力促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造與創(chuàng)新性思維的發(fā)展。

四、實(shí)施過(guò)程中可能會(huì)面臨的一些問(wèn)題

（一）對(duì)任課教師提出了更高的要求。翻轉(zhuǎn)課堂順利實(shí)施的前提是課前為學(xué)生準(zhǔn)備豐富教學(xué)素材，因此，教師需要花費(fèi)大量的時(shí)間與精力去準(zhǔn)備視頻和課堂資料，這無(wú)疑增加了教師的備課負(fù)擔(dān)。另外，為了保證教學(xué)效果，大多數(shù)學(xué)生在進(jìn)行團(tuán)隊(duì)編程時(shí)需要教師的密切監(jiān)控和監(jiān)督，因此，教師必須確保團(tuán)隊(duì)在結(jié)對(duì)編程會(huì)話中要按預(yù)先設(shè)定的規(guī)則與目標(biāo)去執(zhí)行編程工作。有些個(gè)性較強(qiáng)的學(xué)生會(huì)忽略小組的另外一名成員，而進(jìn)行獨(dú)立代碼編寫(xiě)，這種情況下，教師應(yīng)立即進(jìn)行干預(yù)才會(huì)起到真正的教學(xué)效果，這同樣也增加了教師在課堂上的教學(xué)壓力。另一方面，在課程開(kāi)始前，如果學(xué)生沒(méi)有觀看視頻或做其它相關(guān)課程準(zhǔn)備，編程教學(xué)將會(huì)很難實(shí)施。為了避免這種可能發(fā)生的情況，我們?cè)谝曨l后專(zhuān)門(mén)設(shè)置了自測(cè)試環(huán)節(jié)，然而，這種做法依然難以從根本上解決這一問(wèn)題。我們通過(guò)對(duì)學(xué)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，實(shí)施結(jié)對(duì)編程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)中最大的障礙是心理上的問(wèn)題：將傳統(tǒng)授課模式轉(zhuǎn)換成翻轉(zhuǎn)課堂授課模式做法本身就是一種新的挑戰(zhàn)，而這種挑戰(zhàn)必然帶來(lái)學(xué)生甚至包括部分教師在內(nèi)的教學(xué)要素的變革，這種變革會(huì)使得大家本能地產(chǎn)生一些抵觸情緒。因此，如何提高對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂有益性的認(rèn)識(shí)并獲得大家的認(rèn)可，也是任課教師需認(rèn)真考慮的一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。

（二）學(xué)生的理論學(xué)習(xí)難度增加。在傳統(tǒng)的課堂講授式授課模式中，由于教師與學(xué)生面對(duì)面，因此，在講授過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以及時(shí)反饋給教師，而教師也可以有針對(duì)性地進(jìn)行解答。在翻轉(zhuǎn)課堂中，基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)是通過(guò)視頻完成的，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中碰到問(wèn)題時(shí)，往往不能及時(shí)解決。隨著時(shí)間的推移，學(xué)生們解決問(wèn)題的愿望也會(huì)變得越來(lái)越弱，甚至不再想解決。為了改變這種狀況，有的學(xué)生提出希望教師能夠提供視頻講座中使用的補(bǔ)充材料，如源代碼和幻燈片等，我們認(rèn)為這確實(shí)是一種很好的方案。另一個(gè)建議是把每個(gè)視頻的長(zhǎng)度限制在10分鐘以?xún)?nèi)，同時(shí)配以更加精簡(jiǎn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性更強(qiáng)。雖然上述方法可以在一定程度上緩解學(xué)生學(xué)習(xí)壓力，但難以從根本上解決問(wèn)題。因此，尋找一種更有效的實(shí)時(shí)解決問(wèn)題的方式，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度是一件值得深思的事情。

（三）課堂組織形式需多樣化。目前，課堂主要以結(jié)對(duì)編程為主要實(shí)施形式，課程后期，當(dāng)有些學(xué)生的新鮮感消失時(shí)，他們對(duì)課程的參與度明顯下降，表現(xiàn)為：編程效率不高、溝通交流減少、對(duì)錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)速度變慢等。為了改變這一情況，保持課堂組織形式的多樣化將有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先，在編程的難度上要逐漸提高。隨著學(xué)生掌握的知識(shí)越來(lái)越多，基礎(chǔ)越來(lái)越扎實(shí)，一些簡(jiǎn)單的程序?qū)λ麄円呀?jīng)沒(méi)有太大的挑戰(zhàn)性，因而，很容易滋生驕傲情緒。逐漸加大編程難度與綜合度，讓學(xué)生不停地去發(fā)現(xiàn)并解決一些新的問(wèn)題，這將有利于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。另外，可以在結(jié)對(duì)編程的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)亻_(kāi)展一些編程競(jìng)賽和小游戲，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生間的協(xié)作，提高學(xué)習(xí)興趣也是一種可行的嘗試。

五、結(jié)語(yǔ)

基于結(jié)對(duì)編程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)傳統(tǒng)《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)提出了一種新的思路。課程視頻不僅可以使學(xué)生充分地準(zhǔn)備課堂內(nèi)容，教師在課堂授課重心的改變意味著他們有額外的時(shí)間給學(xué)生開(kāi)展更有用、更有吸引力的學(xué)習(xí)活動(dòng)；而且還可以使那些基礎(chǔ)較弱但勤奮的學(xué)生能夠以自己的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，使他們也能夠像優(yōu)秀的學(xué)生一樣在課堂中表現(xiàn)出充分的自信。另一方面，結(jié)對(duì)編程活動(dòng)的開(kāi)展，使學(xué)生間有了更多的互動(dòng)和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，這將有利于提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。總的來(lái)說(shuō)，該翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式能夠使學(xué)生以更高的熱情參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，教師將從傳統(tǒng)教學(xué)方法中知識(shí)的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)榉D(zhuǎn)課堂中學(xué)生的輔導(dǎo)者與合作者；結(jié)對(duì)編程的具體實(shí)施，對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)方動(dòng)性與創(chuàng)新性也起到了重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：