韓婷婷

魯東大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 山東煙臺(tái) 264025

目前，風(fēng)靡全球的MOOC思想正在深刻影響著高校課程的運(yùn)行環(huán)境和教學(xué)模式。其中，MOOC對(duì)于計(jì)算機(jī)及軟件程序設(shè)計(jì)類課程的影響最為深刻，在各種MOOC平臺(tái)中，計(jì)算機(jī)和軟件類課程的教學(xué)資源最豐富[1]。在軟件程序設(shè)計(jì)類課程中，應(yīng)該積極借助MOOC提供的全球優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育資源，為軟件專業(yè)學(xué)生提供更前沿、更有效的教學(xué)，為我國快速發(fā)展的軟件產(chǎn)業(yè)提供高素質(zhì)的人才。

不同課程具有不同的特點(diǎn)，單純的教學(xué)模式不足以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。一些基于MOOC的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)效果并不令人滿意，其主要原因是忽略了計(jì)算機(jī)課程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的專業(yè)特色。單純的MOOC在線學(xué)習(xí)很難提供充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)保證學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，構(gòu)建理論聯(lián)系實(shí)踐的完整知識(shí)體系。在軟件程序設(shè)計(jì)類課程中，基于問題的學(xué)習(xí)PBL(Problem-Based Learning)能夠給學(xué)生提供充分的空間圍繞問題進(jìn)行實(shí)踐和創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的探索精神，塑造學(xué)生的獨(dú)立自主性和團(tuán)隊(duì)合作精神，值得在軟件程序設(shè)計(jì)類課程中推廣。由此，在新形勢(shì)下，怎樣借助MOOC平臺(tái)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，并結(jié)合PBL教學(xué)法進(jìn)行引導(dǎo)，取長補(bǔ)短，發(fā)揮MOOC資源和PBL教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)，突出專業(yè)特色，達(dá)到軟件程序設(shè)計(jì)類課程最佳教學(xué)的效果。

1 MOOC及翻轉(zhuǎn)課堂的基本概念

1.1 MOOC的基本概念

MOOC(Massive Open Online Course，大規(guī)模開放式在線課程)是一種全新的開放式在線學(xué)習(xí)模式，目前國際知名的MOOC教育體系有Coursera，Udacity和edX等。國內(nèi)外的高校對(duì)其重視程度都在不斷提高，例如麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)等國內(nèi)外著名院校相繼加入到國際MOOC運(yùn)行平臺(tái)。MOOC突破了傳統(tǒng)課堂教育的時(shí)空限制，學(xué)生可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間獲得全球范圍的優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)，因此，也使得高校可以選擇世界范圍內(nèi)最優(yōu)秀的在線課程資源建設(shè)課堂教學(xué)環(huán)境。MOOC教學(xué)提供了大量的互動(dòng)在線課程，在學(xué)習(xí)方式上靈活多樣，富有吸引力， 給傳統(tǒng)的枯燥的課堂教學(xué)帶來了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)。

1.2 MOOC環(huán)境下翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)的教學(xué)模式也稱作“顛倒課堂”(Inverted Classroom)。在這種模式下，課前學(xué)生通過觀看MOOC視頻、查閱資料、參與討論、編寫代碼測試等方式自主學(xué)習(xí)，并且可以自由地利用碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。課堂上，教師幫助學(xué)生歸納總結(jié)知識(shí)點(diǎn)、答疑解惑、互動(dòng)交流、協(xié)作探究，通過以上方式的引導(dǎo)和協(xié)助促成學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。由此，教師的角色從主導(dǎo)講授變成了引導(dǎo)和協(xié)作，而學(xué)生的角色從被動(dòng)接受變成了主動(dòng)探究，其結(jié)果是大幅度提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主觀能動(dòng)性，建立了學(xué)生的信心和成就感，能夠在實(shí)際的計(jì)算機(jī)和軟件教學(xué)當(dāng)中顯示出良好的教學(xué)效果。

基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)是將MOOC思想植入翻轉(zhuǎn)課堂，借助MOOC教學(xué)平臺(tái)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果的目的[2]。

2 PBL教學(xué)法的基本概念

PBL(Problem-Based Learning)是基于問題的教學(xué)法，讓學(xué)生圍繞問題開展學(xué)習(xí)，將協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，得到一種探究式學(xué)習(xí)方法，在解決問題的過程中學(xué)習(xí)隱含于問題背后的學(xué)科知識(shí)，形成應(yīng)用知識(shí)解決問題的技能，最終完成知識(shí)體系的構(gòu)建[3]。與傳統(tǒng)的以授課為主的教學(xué)模式相比，PBL教學(xué)是由教師引導(dǎo)的小組討論式教學(xué)方法，其核心是教師提出真實(shí)且有意義的問題，學(xué)生小組通過自主學(xué)習(xí)、搜集資料獨(dú)立分析問題形成解決方案。教師對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行記錄和檢查，在學(xué)習(xí)過程中激發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生自主探究的熱情，鼓勵(lì)小組成員間的溝通和協(xié)作，組織小組匯報(bào)解決方案，鼓勵(lì)學(xué)生演講、答辯和自我反思。最終，教師對(duì)問題解決情況進(jìn)行評(píng)估以確定是否達(dá)到學(xué)習(xí)效果，并反思以及修正教學(xué)策略。國外研究顯示，接受PBL教學(xué)模式的高校學(xué)生在綜合素質(zhì)及終身學(xué)習(xí)能力等方面與傳統(tǒng)畢業(yè)生相比均有一定的優(yōu)勢(shì)[4]。

3 MOOC環(huán)境下基于翻轉(zhuǎn)課堂和PBL的Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)

MOOC平臺(tái)中計(jì)算機(jī)類專業(yè)課是所占比重最大的課程系列，為計(jì)算機(jī)和軟件工程專業(yè)課提供了非常豐富的優(yōu)秀教育資源。但在應(yīng)用MOOC的同時(shí)，應(yīng)該關(guān)注計(jì)算機(jī)和軟件教學(xué)的專業(yè)特色。計(jì)算機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，在依附于MOOC在線教學(xué)的同時(shí)，一定要結(jié)合線下的計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)，這樣才能將理論和實(shí)踐真正結(jié)合，培養(yǎng)具有實(shí)踐動(dòng)手能力和思維創(chuàng)新能力的計(jì)算機(jī)軟件人才。因此，在MOOC全球優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的支撐下，為了充分發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂和PBL教學(xué)模式對(duì)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)作用，在Java程序設(shè)計(jì)課程中嘗試將兩種方法結(jié)合起來，形成一種融合式的特色教學(xué)方法。

3.1 課程準(zhǔn)備工作

對(duì)基于MOOC的課程，做好前期的準(zhǔn)備工作是保證課程順利進(jìn)行的必要條件。在課程開始之前，教師應(yīng)該做好以下準(zhǔn)備工作(如如1所示)。首先，根據(jù)教學(xué)大綱設(shè)置課程教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容制訂相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃，對(duì)于學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容錄制MOOC視頻。為學(xué)生基于MOOC視頻的章節(jié)學(xué)習(xí)制訂具體學(xué)習(xí)任務(wù)，以保證課程的整體節(jié)奏，例如：數(shù)組知識(shí)點(diǎn)的具體學(xué)習(xí)任務(wù)單如圖2所示。最后，向?qū)W生講解基于MOOC和PBL的新的教學(xué)流程和評(píng)價(jià)方法，介紹MOOC平臺(tái)，幫助學(xué)生熟悉MOOC平臺(tái)，推薦多種靈活的學(xué)習(xí)方法，組織學(xué)生下載平臺(tái)、注冊(cè)和選課。學(xué)生需要完成下載MOOC平臺(tái)學(xué)生端、選課、注冊(cè)等工作，還需要組成研學(xué)小組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)。課程準(zhǔn)備工作的流程如圖1所示。

圖1 課前準(zhǔn)備工作

圖2 數(shù)組章節(jié)任務(wù)計(jì)劃

3.2 課程實(shí)施過程

在課程開始之后，每個(gè)章節(jié)的知識(shí)分為4個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，分別是學(xué)生在課前通過多種方式自主學(xué)習(xí)，并組織小組展開團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)和討論，開始研究一個(gè)基于所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的新問題。在第一次課堂中，教師對(duì)小組提出的問題進(jìn)行及時(shí)的指導(dǎo)和解答，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)深層次的規(guī)律，幫助小組逐步形成解決方案。課后小組深入討論，提出多種解決方案。在第二次課堂中，小組進(jìn)行陳述，教師組織全班進(jìn)行討論，對(duì)方案進(jìn)行分析和評(píng)估。以下結(jié)合Java程序設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課程中的數(shù)組知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，教學(xué)實(shí)施整體流程如圖3所示。

圖3 教學(xué)實(shí)施流程圖

3.2.1 課前學(xué)生自主學(xué)習(xí) 組織小組 開始探究一個(gè)新的問題

相比傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在Java程序設(shè)計(jì)課程中，完全把學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，并提供各種資源幫助學(xué)生自學(xué)。學(xué)生先閱讀教師推薦的課本熟悉課程內(nèi)容，并結(jié)合觀看智慧樹平臺(tái)中的MOOC視頻進(jìn)行第一遍學(xué)習(xí)。MOOC視頻制作成15分鐘以內(nèi)的微視頻，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分割，方便學(xué)生跟隨視頻一起編寫代碼快速掌握知識(shí)點(diǎn)。例如：數(shù)組知識(shí)點(diǎn)的視頻目錄如圖4所示。提供給學(xué)生一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的閱讀列表(reading list)，學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的深層次內(nèi)容。例如：學(xué)習(xí)數(shù)組需要學(xué)生進(jìn)一步閱讀《Effective Java》第43條關(guān)于方法返回零長度的數(shù)組的原則。

圖4 數(shù)組視頻目錄

除了教師錄制的MOOC之外，為學(xué)生推薦了兩個(gè)MOOC平臺(tái)上的初級(jí)和中級(jí)課程，分別是“中國大學(xué)MOOC”平臺(tái)中浙江大學(xué)翁愷老師的《零基礎(chǔ)學(xué)Java語言》慕課，以及edx平臺(tái)上的《Advanced Software Construction in Java》慕課，以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)資源，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

作為課程作業(yè)，提倡學(xué)生堅(jiān)持在自學(xué)過程中寫“課程日記”，在接受新知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)高效率地吸收知識(shí)，形成自己的認(rèn)識(shí)和理解。將每天的學(xué)習(xí)成果按照自己的理解進(jìn)行歸納總結(jié)，標(biāo)志出重點(diǎn)和難點(diǎn)。這項(xiàng)作業(yè)使得學(xué)生將聽到的內(nèi)容進(jìn)行梳理并總結(jié)為自己的知識(shí)體系，加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。課程結(jié)束后，一本《Java程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)筆記》就形成了，充分展示了學(xué)生的自學(xué)成果，給學(xué)生帶來了很高的成就感。

學(xué)生自學(xué)結(jié)束之前，學(xué)習(xí)小組開始共同研究解決教師設(shè)計(jì)的具有現(xiàn)實(shí)情境的問題。例如：學(xué)習(xí)數(shù)組知識(shí)點(diǎn)時(shí)，給學(xué)生設(shè)計(jì)了商品庫存管理系統(tǒng)的應(yīng)用問題，學(xué)生要實(shí)現(xiàn)庫存管理的身份驗(yàn)證、用戶管理、庫存管理、產(chǎn)生庫存管理報(bào)告等基本功能。團(tuán)隊(duì)開始協(xié)作分析問題需求，小組進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的探究并討論問題的解決方案，對(duì)于理解不同或者不熟練的知識(shí)點(diǎn)，重新通過MOOC視頻和相關(guān)資料進(jìn)行確認(rèn)。對(duì)于問題的上下文關(guān)系可以通過MOOC平臺(tái)社區(qū)與教師展開在線交流，并將暫時(shí)無法解決的問題進(jìn)行總結(jié)，等待課堂中進(jìn)行討論。

3.2.2 第一次課中組織學(xué)生答疑解惑 引導(dǎo)學(xué)生解決問題

在課堂中，教師先幫助學(xué)生對(duì)自學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)、梳理和總結(jié)，再穿插課堂練習(xí)和小測驗(yàn)檢測學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化的效果。各小組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的陳述，提出所碰到的問題，教師組織學(xué)生進(jìn)行討論，共同解答問題，在此過程中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)在相關(guān)應(yīng)用場景中應(yīng)用的深層次規(guī)律，讓學(xué)生從中得到啟發(fā)，形成經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成問題的解決方案。

3.2.3 課后小組討論解決方案

課堂討論結(jié)束后，團(tuán)隊(duì)小組就課堂中解答的疑難問題進(jìn)一步討論，并嘗試提出解決方案，實(shí)施解決方案，對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，反復(fù)此過程直到得到滿意的結(jié)果。在此過程中，以解決問題為目標(biāo)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。對(duì)于程序設(shè)計(jì)類課程，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)迅速應(yīng)用于實(shí)踐，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，體會(huì)到了學(xué)以致用的樂趣。

3.2.4 第二次課中小組陳述

在第二次課上，小組之間分享解決方案。由小組推選代表進(jìn)行陳述，其他小組對(duì)方案進(jìn)行提問和評(píng)估，最后評(píng)選出方案最優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)。這種方式為學(xué)生提供了一個(gè)溝通的平臺(tái)，可以讓學(xué)生充分自信地表達(dá)自己的思想和創(chuàng)意，同時(shí)也為團(tuán)隊(duì)合作提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，團(tuán)隊(duì)中的成員發(fā)揮各自所長，協(xié)作配合，積極展示團(tuán)隊(duì)的探究成果，真正把課堂變成了學(xué)生主導(dǎo)的舞臺(tái)。

3.3 課程考核體系

針對(duì)融合翻轉(zhuǎn)課堂和PBL的MOOC課程，考核的重點(diǎn)不是理論考試成績，而是需要采用多元化的考核方式考核學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出的綜合能力。Java程序設(shè)計(jì)課程中考核內(nèi)容包括線上學(xué)習(xí)表現(xiàn)、MOOC單元測試、團(tuán)隊(duì)內(nèi)部表現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)綜合表現(xiàn)、課堂表現(xiàn)、期末考試等方面。

MOOC在線學(xué)習(xí)平臺(tái)提供了在線學(xué)習(xí)進(jìn)度和時(shí)間的評(píng)價(jià)依據(jù)，而在線討論情況因?yàn)椴痪哂锌陀^性，不納入考核范圍。單元測試部分由MOOC平臺(tái)的單元測試成績作為評(píng)價(jià)依據(jù)；團(tuán)隊(duì)內(nèi)部表現(xiàn)由小組成員互評(píng)產(chǎn)生；團(tuán)隊(duì)綜合表現(xiàn)由教師根據(jù)團(tuán)隊(duì)的第二次課堂的陳述結(jié)果和表現(xiàn)給出評(píng)價(jià)；課堂的出勤率、回答問題表現(xiàn)和課堂小測試的成績作為課堂表現(xiàn)的依據(jù)；期末考試考核了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的全面掌握程度。以上的考核方式能夠從過程和結(jié)果對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考核，形成一個(gè)完備的評(píng)價(jià)體系。

4 結(jié)語

相比其他學(xué)科的專業(yè)課程，軟件程序設(shè)計(jì)教學(xué)必須突出2個(gè)特色。第一，能夠培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)知識(shí)、并且能用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的高級(jí)應(yīng)用型人才；第二，能夠培養(yǎng)軟件企業(yè)需要的具有良好的語言溝通和團(tuán)隊(duì)融入能力的綜合性人才。為了實(shí)現(xiàn)以上特色，在Java程序設(shè)計(jì)課程中對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行了改革，采用了翻轉(zhuǎn)課堂和PBL相結(jié)合的MOOC教學(xué)模式。經(jīng)過2個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)新的教學(xué)模式充分激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從3個(gè)方面極大提升了學(xué)生的各方面能力。第一，提高了學(xué)生自學(xué)的技巧和消化新知識(shí)的能力，學(xué)生敢于挑戰(zhàn)和解決新問題。第二，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。第三，提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，增強(qiáng)了學(xué)生的溝通和領(lǐng)導(dǎo)能力。MOOC提供的線上教學(xué)資源，結(jié)合了線下PBL的問題式實(shí)踐，真正做到了理論和動(dòng)手能力的結(jié)合，為實(shí)踐性極強(qiáng)的軟件程序設(shè)計(jì)類課程開辟了一條值得探索的新道路。