周晶平，劉晶，徐科

（中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，武漢430074）

0 引言

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）是將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，讓學(xué)生在課前完成知識(shí)學(xué)習(xí)，在課堂上完成知識(shí)的吸收與掌握的一種新型教學(xué)模式[1]。自本世紀(jì)初該教學(xué)模式被首次提出以來(lái)，就被廣泛地應(yīng)用在美國(guó)的課堂教學(xué)中，并產(chǎn)生了一系列的研究成果，被加拿大的《環(huán)球郵報(bào)》評(píng)為2011 年影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革。國(guó)內(nèi)，自2012 年，翻轉(zhuǎn)課堂這一新型的教學(xué)模式逐漸受到一批學(xué)者和教育實(shí)踐者的關(guān)注，有學(xué)者開始將翻轉(zhuǎn)課堂與項(xiàng)目式教學(xué)結(jié)合，試圖構(gòu)建全新的教學(xué)模式，目的是用翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)去彌補(bǔ)傳統(tǒng)的項(xiàng)目式教學(xué)中存在的弊端。例如，宋朝霞等嘗試構(gòu)建了基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式教學(xué)模型，并應(yīng)用于《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程中[2]，張超將此模式應(yīng)用于《非線性編輯與視頻特技》課程[3]，但這些研究都是將這種新型的模式應(yīng)用于一些操作性與實(shí)踐較強(qiáng)的課程[4]。本文將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，軟件工程是一門具有較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性的課程，軟件工程實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生運(yùn)用軟件工程的思想和方法以團(tuán)隊(duì)的形式完成一個(gè)軟件系統(tǒng)的開發(fā)。在分析了軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放環(huán)境，設(shè)計(jì)了基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型與教學(xué)評(píng)價(jià)方法，并將該模型應(yīng)用于軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。從應(yīng)用情況看該模型對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有效利用課堂時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。

1 軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

中南民族大學(xué)軟件工程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)軟件工程的原理、方法和技術(shù)的理解，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式解決實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生處理復(fù)雜軟件問(wèn)題的能力。軟件工程實(shí)驗(yàn)采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，項(xiàng)目式教學(xué)方法的主要特點(diǎn)是在教學(xué)中將課程培養(yǎng)目標(biāo)分解成若干具體可實(shí)施的教學(xué)任務(wù)，形成有時(shí)間、資源限定的、目標(biāo)明確的項(xiàng)目，進(jìn)而通過(guò)實(shí)施項(xiàng)目來(lái)完成教學(xué)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)[5]。項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法如圖1 所示。

在軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，按照軟件開發(fā)過(guò)程分為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等幾個(gè)教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目的課堂教學(xué)時(shí)間為2 學(xué)時(shí)。教師首先對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行講解，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。但項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在具體的課堂應(yīng)用過(guò)程中還存在一些需要解決的問(wèn)題。

（1）項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容多，課堂時(shí)間不夠。由于課堂教學(xué)內(nèi)容多、課程容量大，學(xué)生基礎(chǔ)不一樣，要在課堂內(nèi)完成所有的教學(xué)內(nèi)容時(shí)間緊張，常常不能在課堂上完成項(xiàng)目評(píng)價(jià)。

（2）學(xué)生之間、師生之間缺乏交流。項(xiàng)目式教學(xué)不再以教師為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，討論互動(dòng)是項(xiàng)目式教學(xué)的一種重要環(huán)節(jié)。由于課堂時(shí)間少，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間沒(méi)有太多時(shí)間進(jìn)行交流討論互動(dòng)，教師也無(wú)法兼顧不同層次的學(xué)生。

（3）沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、利用課前預(yù)習(xí)時(shí)間。項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求許多教學(xué)內(nèi)容在課外完成，由于缺少交流平臺(tái)，缺乏考核機(jī)制，學(xué)生不能充分利用實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，學(xué)習(xí)情況不能及時(shí)反饋給教師，教師也不能及時(shí)的指導(dǎo)學(xué)生。

為了解決上述問(wèn)題，改革傳統(tǒng)的項(xiàng)目式教學(xué)方法，將翻轉(zhuǎn)課堂引入軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。讓學(xué)生在課前利用現(xiàn)代化教學(xué)手段完成學(xué)習(xí)任務(wù)，將課堂時(shí)間用于學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收內(nèi)化。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的思路是把傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，形成一種“學(xué)習(xí)知識(shí)在課外、內(nèi)化知識(shí)在課堂”的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)。知識(shí)傳授通過(guò)信息技術(shù)的輔助在課前完成，而知識(shí)的內(nèi)化則在課堂上經(jīng)教師的指導(dǎo)與學(xué)生的協(xié)助而完成。課堂變成了教師與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所。翻轉(zhuǎn)課堂具有以下基本特征[6]：

（1）翻轉(zhuǎn)課堂使得教師從傳統(tǒng)課堂中的講授者變成了學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和設(shè)計(jì)者。教師不再是課堂的中心，而成為課堂的“導(dǎo)演”，統(tǒng)籌布局，讓學(xué)生成為焦點(diǎn)。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生真正成為了學(xué)習(xí)的主體。借助于豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生可以根據(jù)自身的實(shí)際情況自由安排學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)地點(diǎn)和學(xué)習(xí)內(nèi)容；可以增加學(xué)生的交流合作，讓學(xué)生在合作中完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂增加了教學(xué)活動(dòng)的互動(dòng)性。與傳統(tǒng)課堂是由教師統(tǒng)一講授教學(xué)內(nèi)容不同，由于學(xué)生可以在課前通過(guò)觀看教學(xué)課件的形式完成知識(shí)傳授，課堂上，教師就可以有更多的時(shí)間與學(xué)生互動(dòng)。

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式教學(xué)模型設(shè)計(jì)

美國(guó)富蘭克林學(xué)院的Robert Talbert 教授經(jīng)過(guò)多年翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施結(jié)構(gòu)模型[10]，如圖2 所示。

圖2 Robert Talbert的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)圖

該模型簡(jiǎn)要地描述了翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和教學(xué)過(guò)程及該翻轉(zhuǎn)課堂的基本教學(xué)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型，如圖3 所示。

圖3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型

在該模型中，信息技術(shù)和活動(dòng)學(xué)習(xí)是翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式的兩個(gè)關(guān)鍵的組成部分，它們共同影響著學(xué)生的個(gè)別化學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在課堂之外能夠自主學(xué)習(xí)，在課堂內(nèi)能夠協(xié)作學(xué)習(xí)[7]。

（1）課前活動(dòng)

①教學(xué)準(zhǔn)備。根據(jù)教學(xué)大綱適當(dāng)?shù)剡x定教學(xué)項(xiàng)目，編寫任務(wù)書，并根據(jù)教學(xué)項(xiàng)目收集教學(xué)資料。

②資源開發(fā)。幫助學(xué)生在課前完成自主學(xué)習(xí)，教師需要向?qū)W生提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，這些資源包括教學(xué)視頻，學(xué)習(xí)資料及學(xué)習(xí)資源。

③自主學(xué)習(xí)。學(xué)生根據(jù)課程要求組成項(xiàng)目小組，項(xiàng)目小組對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行初步討論，進(jìn)行任務(wù)分工。每個(gè)同學(xué)要明確自己的任務(wù)以及與組內(nèi)其他同學(xué)的合作關(guān)系。學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目研究的需要，自主學(xué)習(xí)掌握相應(yīng)的理論、方法、技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件。

④協(xié)作學(xué)習(xí)。項(xiàng)目小組利用信息技術(shù)研討項(xiàng)目，。如果小組存在不能解決的問(wèn)題，可以尋求其他小組的幫助，也可以邀請(qǐng)教師參加小組討論，并在規(guī)定時(shí)間拿出解決問(wèn)題的初步方案和建議。

（2）課堂活動(dòng)

①課堂講授。教師根據(jù)學(xué)生反饋的情況和暴露的問(wèn)題，依據(jù)學(xué)情和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化課堂講解內(nèi)容，對(duì)學(xué)生感到疑惑的知識(shí)點(diǎn)以問(wèn)題的形式進(jìn)行針對(duì)性的討論答疑。

②課堂交流。在教師的主持下，各項(xiàng)目小組選出代表將本組項(xiàng)目的研究成果在課堂上進(jìn)行交流。組內(nèi)的其他同學(xué)可以補(bǔ)充，其他小組的同學(xué)可以提出自己的意見(jiàn)，相互啟發(fā)，相互學(xué)習(xí)。

③協(xié)作探究。各項(xiàng)目小組認(rèn)真分析和討論教師和其他小組的同學(xué)提出的意見(jiàn)和建議，進(jìn)一步改進(jìn)和完善項(xiàng)目研究，并將最終成果提交給教師。

④教學(xué)評(píng)價(jià)。教師及各項(xiàng)目小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括課前的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)情況，課堂的交流討論、協(xié)作探究情況。

4 翻轉(zhuǎn)課堂在軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施

4.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織

軟件工程實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生以小組的形式完成一個(gè)軟件系統(tǒng)的開發(fā)。所開發(fā)的系統(tǒng)可由教師提供，也可由學(xué)生自己選擇，但要求符合教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生自愿組建團(tuán)隊(duì)（通常有4-5 人組成），組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組內(nèi)分工協(xié)調(diào)與組內(nèi)考核。按照開發(fā)過(guò)程將實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等六個(gè)教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目的課堂教學(xué)時(shí)間為2 學(xué)時(shí)，要求學(xué)生按時(shí)完成教學(xué)項(xiàng)目，并最終完成軟件項(xiàng)目開發(fā)。

4.2 個(gè)性化協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建

在翻轉(zhuǎn)課堂中，技術(shù)工具和信息資源是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。個(gè)性化協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境能夠幫助學(xué)生通過(guò)教學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)工具進(jìn)行自我組織的探究性學(xué)習(xí)，教師能夠幫助學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)，學(xué)生之間能夠進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。軟件工程實(shí)驗(yàn)的個(gè)性化協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境包括兩部分，一是利用學(xué)校提供的網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)建立網(wǎng)絡(luò)課堂，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享和日常課堂管理。二是建立QQ討論群，QQ 群是在騰訊QQ 基礎(chǔ)上推出的多人交流系統(tǒng)，是學(xué)生常用的聊天、交流工具。軟件工程交流群圍繞教學(xué)項(xiàng)目，討論和解決學(xué)習(xí)中遇到的各種問(wèn)題。

4.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“全程化”的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，即在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中按教學(xué)單元（項(xiàng)目）評(píng)定學(xué)生成績(jī)，將實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)擴(kuò)展到整個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)楦鱾€(gè)教學(xué)項(xiàng)目成績(jī)加權(quán)之和。

實(shí)驗(yàn)考核由教師和學(xué)生共同完成。學(xué)生考核分為兩部分，一部分是團(tuán)隊(duì)對(duì)項(xiàng)目成果的自評(píng)；另一部分是考核每位同學(xué)對(duì)團(tuán)隊(duì)成果的貢獻(xiàn)情況，考核包括每位同學(xué)對(duì)所分配任務(wù)的完成情況，通過(guò)QQ 群或網(wǎng)絡(luò)課堂進(jìn)行問(wèn)題交流的次數(shù)、課堂教學(xué)參與討論的情況等。教師主要考核學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力和動(dòng)手能力，小組考核成員對(duì)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)情況。教學(xué)項(xiàng)目考核結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 教學(xué)項(xiàng)目考核結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目式教學(xué)方法是許多高校在軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用的方法，項(xiàng)目式教學(xué)方法通常需要更多的教學(xué)時(shí)間，由于課堂教學(xué)時(shí)間的限制，影響了教學(xué)方法的實(shí)施及教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂是將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，讓學(xué)生在課前完成知識(shí)學(xué)習(xí)，在課堂上完成知識(shí)的吸收與掌握的一種新型教學(xué)模式。將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放環(huán)境，設(shè)計(jì)了基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型與教學(xué)評(píng)價(jià)方法。將該模型應(yīng)用在中南民族大學(xué)軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能有效利用課堂時(shí)間，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)中也認(rèn)識(shí)到要取得良好的教學(xué)效果，需要做到以下幾點(diǎn)：第一，基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜的教學(xué)工作，需要增加教師和學(xué)生的精力與時(shí)間，需要教師在教學(xué)中堅(jiān)持不懈。第二，課前活動(dòng)的組織與管理很重要，應(yīng)要求學(xué)生高質(zhì)量的完成學(xué)習(xí)任務(wù)，否則會(huì)增加課堂教學(xué)壓力，影響教學(xué)效果。第三，每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目完成后，要及時(shí)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，這樣才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。