翻轉教學模式在程序設計語言中的實踐

馬麗麗，陳金廣，薛紀文（西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048）

?

翻轉教學模式在程序設計語言中的實踐

馬麗麗，陳金廣，薛紀文
（西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048）

摘 要：為提高學生的編程興趣和編程能力，在借鑒翻轉課堂教學模式的基礎上，結合程序設計語言課程教學，設計出適合本課程的翻轉教學模式。該模式預設課前學習任務，在課后收集課程的反饋信息，并將這些信息發布到學習平臺上，供教師和學習人員參考。

關鍵詞：翻轉課堂；教學模式；MOOC；微課程

0　引　言

慕課背景下的翻轉課堂教學提供了一種切實可行的教學變革模式。最初，Jonathan Bergman 和Aaron Sams將授課用的課件錄制成教學視頻，傳到網上供那些不能來上學的學生補課使用，從而創造了翻轉課堂（the flipped classroom）的教學模式[1]。這種教學模式得到了越來越多的認可，也受到了學生的歡迎。Salman Khan創建可汗學院，采用翻轉課堂教學模式，制作大量的微課程進行教學，這種教學模式受到了全世界教育研究者的關注和推崇[2]。美國富蘭克林學院數學與計算科學專業的Robert Talbert教授，根據自己實施翻轉課堂教學模式的經驗，設計出線性代數翻轉課堂結構模型，該模型提出了翻轉課堂教學過程中的兩個重要環節——課前和課中。很多學者將該模型作為設計翻轉課堂教學模式的參考模型。趙興龍討論了在實施翻轉課堂教學模式過程中需要關注的流程要素、技術要素和環境要素，指出翻轉課堂要注重實效，避免流于形式[3]。張金磊等人結合教學實踐對翻轉課堂教學模式做了改進，強調問題的導向性作用以及信息技術手段與學習活動的支持作用，注重個性化協作學習環境的構建[4-5]。文獻[6]構建的翻轉課堂教學模式，順序性強，活動流程細節安排詳細，強調家長的監督參與作用。文獻[7]重新界定了翻轉課堂的概念，借助QQ群網絡交互平臺和平板電腦構建出更易實現的翻轉課堂教學模式，并介紹了具體的實施過程。

在翻轉課堂教學實踐方面也出現了不少研究成果。文獻[8]通過在大學教育技術學專業英語課程中開展翻轉課堂教學實踐，給出基本教學流程以及具體操作的注意事項。文獻[9]以計算機應用基礎課程為例，設計了較為完整的基于翻轉課堂模式的教學設計方案并予以實施。文獻[10] 和[11]提出了以問題為核心、以任務或項目為驅動的翻轉課堂教學模式，并進行實驗驗證。文獻[12]提出了基于云環境的軟件工程專業翻轉課堂教學模式，構建了一個基于云計算的教學平臺。

1　翻轉教學模式設計

翻轉課堂重新調整了課內外的時間，營造了學生主動學習的環境，將學習的決定權轉移給學生。在這種教學模式下，學生需要從被動地聽教師傳授知識轉變為主動學習和自主學習。學生通過課前自學、小組合作以及在課堂中完成各種活動來完成知識的學習和構建。教師只作為學生學習的指導者、課程的設計者以及學生學習的互動伙伴，幫助學生獲取資源、利用資源、提供課前學習指導，滿足學生個性化或協作式的學習需求，并根據學生的掌握情況適時給予引導，促使學生成為學習的中心。

翻轉課堂的目的是激發學生的自主學習意識，增加學習中的互動因素，強化學生對知識和技能的理解和應用，保證課堂內高質量的學習活動。根據翻轉課堂的內涵及目的，筆者結合已有的翻轉課堂教學模式，構建出適合理工類程序設計語言課程的翻轉課堂教學模式。該模式將整個教學過程劃分為課前學習、課中學習和課后總結3個部分。

（1）課前學習階段如圖1所示。教師首先分析學習者的學習風格、學習需求和學習起點，從而明確教學目標及內容，確定教學起點；根據不同專業的社會從業需求確定學習目標，兼顧學生的興趣愛好、學習方法、學習效果等個體差異提供個性化的在線課程任務分配。教師可以按需制作視頻，還可以在網上選擇優秀的慕課資源，并根據學習前的測驗結果，創建合適的學習任務單。教師根據以往的教學經驗和對教學內容的了解，提供兩個等級的資源，即基礎資源和擴展資源，供不同基礎、不同需求的學生使用；設計一些值得探究的問題，引導學生積極思考，激發學習興趣。教師需要將整個課程按照知識體系結構分成若干個模塊，各個模塊之間具有前后依賴關系。教師將每個模塊劃分成若干的知識點，教學視頻以知識點為單位呈現，從而方便學生自主學習。學生根據教師提供的任務單明確學習任務，以學習任務為指導觀看視頻，開展以自我探究為主的學習活動，然后完成自主學習評價，直至達標。

自主學習完成后，學生可以進入小組合作學習階段，并通過合作交流，討論存在的問題。教師將任務分配給小組的各個成員，由協作完成。在完成的過程中，如果學生遇到困難，應先在其小組內討論解決，也可以向其他小組或教師求助，最后提交學習任務單（包含反饋信息）。教師根據學生提交的學習任務單，發現學生的問題，對課堂任務進行調整和二次備課。

（2）課中學習階段如圖2所示。首先由教師根據各個學生、各個小組的任務完成情況（依據反饋信息表），聚焦熱點問題并引入新課，然后呈現任務并創建情景，再根據學生學習過程中的共性問題進行詳細講解。如果需要小組之間進一步合作探究，則要組織各個小組進行展示匯報，教師對小組匯報內容進行點評，對各個小組提出的問題進行講解指導。教師要根據匯報內容引導各小組進行互動交流、組間互動答疑，然后進行組間的相互評價。在此期間，教師要根據需要對一些重難點問題予以解決，并且對討論引出的知識點進行補充和拓展，加深學生理解。最后，由教師歸納和總結本次學習過程，梳理所學知識點，剖析重難點內容，最后進行綜合性評價和總結。

圖1　課前學習階段

圖2　課中學習階段

（3）課后學習階段如圖3所示。教師收集整理課件、小組匯報材料、課堂討論問題、拓展資源，并發布在學習平臺供學生課后自學。學生還可以根據這些資源進行拓展學習、交流討論、實踐操作，并展示實踐成果、分享交流心得，深入理解所學知識和拓展知識，從而達到鞏固學習、完成知識內化的目的。教師要及時對課堂學生的反應和表現情況進行分析，并發現問題、修訂實施方案，對本次教學的學習情況、學習難點以及學生在學習過程中遇到的問題進行及時地分析整理和反思總結，以進一步完善教學方案。

圖3　課后思考與反饋

2　學習效果評價方法

我們采用的學習評價體系如圖4所示。評價指標分為在線學習、合作學習、課堂參與和期末考試4個部分。各指標所占權重采用了文獻[13]和文獻[14]使用的數據：在線學習占20%，合作學習占20%，課堂參與占20%，期末考試占40%。在線學習成績包括學生的在線學習時長、任務完成情況、課后作業、學習任務單的反饋情況以及在線討論情況。合作學習成績由小組成員根據在合作學習過程中該學生的參與情況、對小組做出的貢獻、團隊互助合作的態度、創新能力以及與組內其他成員合作情況綜合考慮，并與學習者的自評相結合，給出一個綜合分值。課堂參與成績由課堂互動情況、教師評價和作品質量評價組成。此處，課堂互動情況和教師評價的確定因素包括：教師根據學生在學習的過程中表現出來的學習態度和學習意識、學生的課堂表現、學生提交的反饋信息表、課前自主學習情況、作業情況、每章測試情況、小組合作學習情況、課堂參與積極性、課堂互動情況、對學習與研究方法的掌握情況以及運用已有知識和實踐經驗進行知識遷移的能力和作業的質量情況。

圖4　學習評價體系

設計該評價體系的目的在于降低期末考試比重，利用多元評價方法全面考核學生在在線學習、合作學習、課堂參與、期末卷面考試成績等各個環節的綜合表現，從而對學生的學習過程及結果給出一個客觀公正的評價。

3　實踐效果調查與分析

實驗對象為大學第四學期學習程序設計語言的理工類本科生。我們選擇4個自然班，隨機劃分為兩組，實驗組和對照組各有兩個班。實驗組采用翻轉教學模式，對照組采用傳統講授模式。為了驗證翻轉教學模式在程序設計語言教學中的有效性，筆者根據試卷調查和問卷調查等定量研究，從實驗數據上分析翻轉教學模式對學生的學習動機、學習策略以及學生的編程能力的影響作用，并以課堂教學研究、教學過程為基礎，對翻轉教學模式下的學習環境和學習過程進行研究，以便結合定量數據研究的結果進行分析。

從表1中可以看出，在基礎知識模塊，實驗組的平均成績略高于對照組，但是均值之間沒有明顯差異。在界面設計、程序分析、程序編寫、程序設計、綜合應用模塊，實驗組的平均成績高于對照組的平均成績，且均值之間存在明顯差異。實驗組的學生界面設計合理、美觀，有一定的創新，分析問題詳細、全面，程序編寫更加規范、實用，程序調試等實際動手能力更強。這說明翻轉教學模式在培養學生分析問題、解決問題、編寫程序等方面具有明顯的優勢，能夠培養學生的動手實踐能力和綜合運用知識的能力。

表1　實驗組與對照組學生的程序設計綜合水平對照

通過設計問卷調查及觀察訪談，得到的個人素質方面測量結果如表2所示。結果表明，采用翻轉教學模式后，實驗班學生在學習態度、學習動機、學習主動性方面有一定的提高，與對照班的差異明顯。與對照班相比，實驗班學生的溝通能力、協作能力以及創新能力有顯著的提升。這說明翻轉教學模式能促進學習者的學習態度、學習動機，提高學習的主動性。翻轉教學模式對于提升和促進學生的自學能力、協作能力、創新能力具有積極作用。

表2　個人素質方面的測量結果

4　結　語

翻轉教學模式突破了以講授為主的傳統課堂教學模式，師生角色發生了重大的變化，學習過程不再以教師為中心，而是以學生為中心，從而激發學生的學習興趣和積極性，有助于提高學生的自主學習、自我管理的能力，而且易于實現學生的個性化學習，值得深入研究和實踐。然而，大規模實施翻轉課堂教學仍有一些難題需要解決，比如翻轉教學模式對課程內容的安排、教師課堂調控能力以及學習活動的設計等提出了更高的要求。

參考文獻：

[1] 張躍國, 張渝江.透視“翻轉課堂”[J]. 中小學信息技術教育, 2012(3): 9-10.

[2] 劉健智, 王丹. 國內外關于翻轉課堂的研究與實踐評述[J]. 當代教育理論與實踐, 2014(2): 68-71.

[3] 趙興龍. 翻轉課堂中知識內化過程及教學模式設計[J]. 現代遠程教育研究, 2014(2): 55-61.

[4] 張金磊, 王穎, 張寶輝. 翻轉課堂教學模式研究[J]. 遠程教育雜志, 2012(4): 46-51.

[5] 張金磊, 張寶輝. 游戲化學習理念在翻轉課堂教學中的應用研究[J]. 遠程教育雜志, 2013(1): 73-78.

[6] 王紅, 趙蔚, 孫立會. 翻轉課堂教學模型的設計:基于國內外典型案例分析[J]. 現代教育技術, 2013, 23(8): 5-10.

[7] 張新明, 何文濤, 李振云. 基于QQ群+Tablet PC的翻轉課堂[J]. 電化教育研究, 2013(8): 68-72.

[8] 汪曉東, 張晨婧.“翻轉課堂”在大學教學中的應用研究:以教育技術學專業英語課程為例[J]. 現代教育技術, 2013(8): 11-16.

[9] 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, 24(2): 49-54.

[10] 李海龍, 鄧敏杰, 梁存良.基于任務的翻轉課堂教學模式設計與應用[J].現代教育技術, 2013, 23(9): 46-51.

[11] 宋朝霞, 俞啟定. 基于翻轉課堂的項目式教學模式研究[J]. 遠程教育雜志, 2014(1): 96-104.

[12] 聶曉秋, 趙辰光. 基于云計算環境的軟件工程專業翻轉課堂教學模式研究[J]. 計算機教育, 2015(7): 32-35.

[13] 吳長偉, 陳靜, 鄧紅. 基于慕課的應用型本科混合教學模式研究[J]. 現代教育科學, 2015(5): 57-59.

[14] 張其亮, 王愛春. 基于“翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J]. 現代教育技術, 2014,24(4): 27-32.

（編輯：孫怡銘）

第一作者簡介：馬麗麗，女，講師，研究方向為多源信息融合，xamll@163.com 。

基金項目：西安工程大學教學改革項目（2014JG046）；西安工程大學2014年公共基礎課程建設專項項目（201407）。

中圖分類號：G642

文章編號：1672-5913(2016)04-0152-04