基于微課的翻轉課堂教學模式研究

楊峰　李建奇　王文虎

摘要：微課與翻轉課堂是當下教育技術領域研究的熱點，微課與翻轉課堂的結合有著諸多優勢，為課堂教學帶來了新的思路。文章以《數據結構》課程為例，介紹了一種基于微課的翻轉課堂模式，給出了流程與步驟。實踐表明，該模式在一定程度上提高了學生的學習興趣與解決問題的能力。

關鍵詞：微課；翻轉課堂；數據結構

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0008-02

一、引言

現代社會節奏的加快，使人們的生活方式和學習方式越來越簡單和有趣，微信、微博似乎已成為人們生活中必不可少的工具，隨著互聯網技術的日趨發達，“微”已成為了當今時代的一個標簽，而高校教育觸及著所有領域的先進技術和理念，理所當然要跟上時代。近年來，微課的研究和實踐在我國教育界刮起了一股旋風。同時，基于微課的翻轉課堂教學研究也正受到教育工作者的廣泛關注。數據結構是計算機、電子專業的專業基礎課，本文在分析探討微課與翻轉課堂教學內涵的基礎上，提出了數據結構教學設計的具體流程。

二、研究基礎

（一）微課

美國學者戴維·彭羅斯（David Penrose）在2008年秋季首創了“微課（Micro-Lesson）”的概念，在國內佛山市教育局的胡鐵生于2010年首先提出微課概念。在胡鐵生看來，“微課是按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展教與學活動的各種教學資源有機組合”[1]。

微課的主要特征表現為三個方面。

1.持續時間短。微課的核心內容由教學視頻構成，相對于傳統的每節課45分鐘的課堂來說，微課可以稱之為“微縮課堂”，其時間長度一般不超過13分鐘。

2.內容的針對性強。傳統課堂強調知識的系統性、全面性，而微課則是聚焦在課堂教學中的某個知識點（教學重點、難點）。傳統每節課的教學內容復雜繁多，相比之下，微課的內容則顯得更加精練、集中。

3.資源共享率高。受時長限制，微課視頻容量一般不超過100兆，其視頻格式均為流媒體格式，支持在線播放，因此學生可方便地在線觀看視頻。并且由于其容量小，可快速地將其下載到移動終端（如手機，PAD等），從而實現移動學習。[2]

（二）翻轉課堂

翻轉課堂的理念最初來自于美國林地公園學校的喬納森·伯爾曼（Jonathan Bergman）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）兩位教師[3]。2007年，為了幫助那些因故不能按時上課的學生，他們利用錄屏軟件來將他們授課的過程錄制成視頻，并傳到網上。然后，這兩位老師讓學生在家看教學視頻，在課堂上做作業，同時對學習中遇到困難的學生進行單獨輔導。兩位老師這種開創性的教學實踐成為翻轉課堂的雛形，并開始得到越來越多教師的關注，逐漸成為全球教育界關注的新型教學模式。我國的南山實驗教育集團在2012年率先在全國進行了“翻轉課堂”的實驗，南山實驗教育集團的《云計算環境下的“翻轉課堂”學習模式研究與實踐》申報了國家“十二五”規劃課題[4]。2013年，南山實驗教育集團和華東師范大學慕課中心合作，舉辦了全國首次翻轉課堂教學觀摩會。目前，翻轉課堂已成為熱點，其與微課程的完美結合，為我們現在的課堂教學帶來了新的思路[5]。翻轉課堂將傳統的課堂活動與課后活動顛倒過來，學生在課后自主安排學習知識、解決問題、完成任務，學習更主動、積極且更有效，充分體現了學生的主體地位。

三、翻轉課堂的構建設計

（一）當前數據結構教學存在的問題

1.學生興趣不足。相當一部分同學認為軟件技術基礎是一門理論課，抽象、枯燥、復雜，沒有實用價值，甚至認為不學也能編出程序。

2.前導課程基礎弱。C語言和高等數學是該課程的前導課程，而大部分學生對這兩門課程的相關知識點掌握得不夠牢固，導致學習起來感到困難。雖然教師在課堂上會花費一些時間重新介紹這些知識，但效果不太理想，這又極大地影響了學生的積極性。

3.教學模式不科學。教師牽著學生的鼻子走，學生被動地學習，投入的智力活動少，缺少探索性學習的機會。這種“灌輸式”的教學有著“短平快”的特點，往往也會造成“填鴨式”的后果[6]，不但難以調動學生學習的積極性，也難以培養學生的創造性。

4.實踐活動少。該課程是一門理論與實踐并重的課程，有些任課教師往往只重于理論教學，忽視實踐教學，給學生的實踐機會太少，因此學生可能對老師講授的內容聽懂了，書上的內容也理解了，但自己上機做算法設計時就感到無從下手，實踐能力得不到發展。

（二）翻轉課堂的流程

基于上述問題，筆者通過分析國內外實施翻轉課堂教學模式的成功案例，嘗試給出了如圖1所示的基本流程。

1.微課的設計與制作。合理選題是微課開發重要的第一步。教師制作微課往往也要花費自身大量的時間，因而教師應該選擇教學中的重點與難點或者是那些不容易講清楚或不容易接受的知識作為微課的內容。教師也可以針對那些較難的習題，利用微課對習題進行講解。根據教學目標以及歷屆學生的反饋，筆者選擇算法復雜度、棧、隊列、線性鏈表、樹、圖、查找、排序等知識點作為微課內容，每一個知識點對應一個微單元，對每個微單元都需進行自主學習任務單的設計，任務單包括學習指南、學習任務、練習題、疑問記錄、學習反思等[4]。學生一旦根據學習任務單保質保量完成課前學習任務，任課教師就可有效地實施課堂教學。微課的時長控制在10～13分鐘，這符合學生保持注意力時間較短的特征，在自主學習過程中，時間過長，容易產生厭倦；其次，微課的一個重要作用是實現碎片時間的移動學習，時間太長，也就難以利用時間碎片了。白紙+手機是目前比較流行的視頻錄制方式，這比黑板+攝像錄制更方便。布置錄制環境時，為增佳聲音效果，可在一個小面積的室內空間（如洗手間）錄制，用專用支架將手機固定在桌面上方，調整高度使拍攝范圍最大化呈現整張白紙，調整燈光的角度以避免在白紙上出現反光。錄制時旁邊應有一個人協助遞紙，以使過程緊湊，教師和助手都不可出鏡。錄制完成后，用錄屏軟件Camtasia Studio 8.0進行后期制作，利用該軟件還可將PPT等素材添加到視頻中。制作完成后，將課件上傳至微信、云盤，學生便可在線或下載學習。

2.課堂教學活動實施。在課堂內，首先進行探究討論。根據學生的不同特點進行分組，并分配給每個小組題目。每組人數3～5人，并推選出一個組長作為代表。小組中的每個成員都要積極地思考問題，提出自己的意見，小組成員之間通過交流、協作共同完成學習任務。教師巡視觀察各小組的探究動態，當有學生舉手時及時加以指導，并根據實際情況給出恰當的小組學習策略。

需要補充的是，針對數據結構課程的特點，教師在確定題目時要注意層次性。例如隊列問題。學生課前通過微課已了解了插入、刪除、查找等基礎性知識，到了課堂上則可以先布置綜合性題目，如要求學生將隊列的基本運算進行整合，包括隊列結構體的創建、入隊、出隊等，之后再布置應用性題目，如經典的“停車場管理”問題，通過對這個項目的分析、設計、編程實現，讓學生體會像隊列這樣的數據結構如何從現實中抽象出來，又如何用其來解決現實問題。

3.教學效果評價、反饋。教師要從學生個人、各個小組以及整個班的角度，對課程進行評價，重視評價的全面性和公平性。評價應根據測驗的成績、所提的問題、小組探究時的表現、課堂獨立解決問題的情況等方面進行。教師在擬定下節課的探究問題、制定后續的教學計劃時要以這些評價的結果為據。把上述翻轉課堂教學模式應用在課程教學中，從反饋結果來看，在該教學模式下，大部分同學表現出了較高的學習積極性，和同學、老師的交流增多了，但也有同學反映在小組合作學習中，個別同學并沒有積極參與，懶散的態度不僅沒有促進自己的學習，還影響了組內其他小組成員。實踐證明，在數據結構課程中實施翻轉課堂是可行的，教師主導作用、學生主體地位得以體現，學生的主動學習能力、交流能力、解決問題能力都得以提升。

四、總結與展望

微課與翻轉課堂在中國的高校教育中剛剛起步，老師和相關教育人員也都正在進行一些積極的探索和嘗試，本文僅以數據結構課程為例進行了簡單的改革和實踐，所提出的模式是否適用于其他內容的教學還有待驗證和研究。另外，該教學模式對于促進學生學習績效方面的有效性也還需要進一步去驗證。相信隨著探索的不斷深入及經驗的積累，基于微課的翻轉課堂模式會日趨完善，也將會發揮更加顯著的作用。

參考文獻：

[1]楊坤，趙同彬，程國強.工程類課程的微課教學模式創新與實踐[J].中國地質教育，2014，（2）：53-55.

[2]殷海明，葉利華.“微課”在軟件工程課程教學中的應用[J].計算機教育，2014，（6）：50-52.

[3]王紅，趙蔚，孫立會，劉紅霞.翻轉課堂教學模型的設計[J].現代教育技術，2013，（8）：5-9.

[4]金燕.基于微課的翻轉課堂教學模式實踐研究[J].職教論壇，2014.23：55-58.

[5]陳怡，趙呈領.基于翻轉課堂模式的教學設計及應用研究[J].現代教育技術，2014，（2）：49-53.

[6]崔學榮，李娟，吳春雷.數據結構與算法課程教學現狀分析[J].課程教育研究，2015，（1）：151