翻轉課堂在高職程序設計類課程中的應用研究*

江天仿（山東凱文科技職業學院 信息學院，山東 濟南 250200）

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翻轉課堂在高職程序設計類課程中的應用研究*

江天仿
（山東凱文科技職業學院 信息學院，山東 濟南 250200）

摘 要：以翻轉課堂和項目教學相結合，構建了基于翻轉課堂的程序設計類課程項目化教學模式，并以JAVA程序設計課程為例，闡述了該教學模式在實踐中的具體應用方法，以期為計算機專業的課程教學改革提供有益思路。

關鍵詞：翻轉課堂；項目化教學；程序設計類課程

計算機程序設計類課程是高職計算機專業的核心課程，因為程序設計本身有其獨立的理論體系，對學習者思維方式的要求比較特殊；同時，這類課程具有較強的實踐性、工程性，對實踐開發能力的要求也很高；所以大多數學生很難適應課程的要求，學習過程比較痛苦，教師的教學也難以達到理想的效果，成為師生普遍認為難學、難懂、難教的一類課程。為了激發學生興趣，提高人才培養質量，廣大一線教師們進行了一系列關于教學內容和教學方法的研究和探索，尤以項目化教學備受推崇。項目化教學的優點毋庸置疑，能從根本上改變以往職業教育理論教學脫離工作實際，教學內容落后技術發展的弊端，使學生在“動手做”和“真正練”中體會和掌握軟件開發的思想，達到學習、理解和運用知識的目標。由于項目通常是以小組為單位實施的，學生在完成項目的同時，在溝通能力、合作能力、交往能力等方面也會得到有效的培養和提高。

項目化教學在課程建設和教學過程中不斷推廣實踐，取得了一些成果。但是，隨著教學實踐的持續進行，項目化教學的局限性也逐漸顯現出來。

一、程序設計類課程項目化教學的局限性

（一）專業基礎知識授課效果受到影響

高職院校不同于職業培訓機構，培養學生并不單單是為了適應某個具體的工作崗位。扎實的專業基礎知識，先進的程序設計思想及較強的計算思維能力是學生走向社會并保持可持續發展的前提。這些僅靠有限的項目化教學是無法完全涵蓋的，必須通過教師在教學過程中不斷強化，學生在學習過程中不斷練習，才能達到在實際工作中熟練應用的水平。此外，基于項目的“教學實踐一體化”模式打破了理論課和實驗課的界限，全部在機房授課，為了便于小組討論，機房中的機器多采用背靠背排列方式，有些學生的機位背對教師，屏幕、教師、黑板難以兼顧；［1］由于機器的遮擋，教師的視線受限，肆無忌憚上網、玩手機的學生增多，嚴重影響了專業基礎知識的授課效果。

（二）教學內容多，課程容量大，項目完成質量欠佳

在程序設計類課程項目化教學實踐中，通常以一個完整的實際項目貫穿整個教學過程，并根據知識點的推進把其分成若干個子項目，每個子項目包含一定的新知識和新內容。教師

（三）學生的課堂接受能力差異大，容易產生兩極分化

高職學生普遍存在基礎差、自信心弱，缺乏良好的學習習慣等特點。項目化教學需要教師先講解基本語法知識，然后根據教學目標布置任務由學生分組進行探究性學習。由于接受能力的個體差異性，教師的課堂講解無法再現，每次教學活動都難以滿足不同水平學生的需求。雖然在項目實踐中也有教師的指導，但基礎越差的學生越不愿和教師在課堂上進行面對面的交流，結果是知識漏洞越積越多，成績中下游的學生自信心備受打擊，有的干脆選擇放棄，項目開發只能依賴小組中少數學習好的學生，極易產生兩極分化。

二、基于翻轉課堂的程序設計類課程項目化教學模式

翻轉課堂源于美國科羅拉多州林地公園高中的化學課，被稱為21世紀影響課堂教學的重大技術變革。［3］它將傳統的學習過程翻轉過來，學生在課下利用教師提供的優質教學資源自主學習；課上則把精力集中在完成練習及與教師和同伴互動交流上，是現代信息技術輔助下的一種的新型教學模式。由于翻轉課堂模式下的教學內容可以再現，在教學安排上，教師不用考慮具體某個學生對某個知識點是否已經掌握，只需按教學目標制作教學資源，組織教學活動；學生可根據自身的實際情況選擇學習內容、掌控學習節奏。此外，翻轉課堂“學習知識在課外、內化知識在課堂”的特點，大大延長了學生的學習時間，學生可以不受時間、地點限制進行學習。課堂上節省出來的傳授理論知識的時間，則可用于學生動手參與項目實踐，在實踐的過程中將理論學習及項目開發中遇到的問題直接與同學或教師討論。這種隨時隨地的學習及充分的課堂實戰，恰恰可以彌補當前程序設計類課程項目化教學中的諸多不足，充分激發學習主體的能動性，也正體現了翻轉課堂在項目教學中最重要的應用價值。

基于翻轉課堂的程序設計類課程項目化教學模式如圖1所示，其實質是翻轉課堂與項目教學的有機結合，包括課前準備、課中實踐、課后總結三個相互關聯的階段。這三個階段涵蓋學生從知識接受到知識固化的學習全過程，尤為關注的是學生知識內化的深度和層次。

圖1　基于翻轉課堂的程序設計類課程項目化教學模式

（一）課前準備

基于項目的程序設計類課程教學適合按項目構建過程為線索安排教學內容，以一個完整的實際軟件項目貫穿整個課程教學過程，基礎理論知識的講解則圍繞項目要實現的功能展開。首先，教師根據本門課的教學目標和教學大綱選取一個合適的軟件項目作為課程項目，該項目應能覆蓋整門課的主要知識點，貫穿課程教學的始終；然后根據軟件項目的構建過程將其分解為單元項目和課時項目，單元項目是組成軟件項目的子項目或程序模塊，涉及軟件開發過程的一個或幾個環節。課時項目是單元項目中的一項或幾項任務，也是每次課應完成的實踐項目，一般只涉及軟件項目開發全過程中的某一個環節。其次，教師應根據課時項目涉及的知識點制作課前教學資源，包括導學文檔、微視頻、PPT、學習案例和練習、測驗題等。一個微視頻的時間最好控制在10-15分鐘內，一般只講授一個知識點，力求學生在觀看視頻過程中完全掌握；功能相近或相關的課時項目，可以組成一個單元項目，單元項目結束時，教師應制作微視頻對單元項目中涉及的知識點進行梳理，設計相關單元練習題，進一步對理論知識進行強化。此外，在課前準備階段，教師還要設計每個課時項目的評價標準，并通過網絡平臺在線指導、答疑和統計學生學習情況。

學生課前首先閱讀教師提供的導學文檔，明確本次課的學習任務，然后自定進度、節奏、速度與方式觀看 PPT、微視頻等教學資源，自主學習新知識，并獨立完成針對性習題與測驗。學習過程中的疑問，可以借助網絡平臺或帶進課堂與同學和教師一起探討。課前準備階段相對寬松的學習環境，有利于提高學生的時間管理能力和自主學習能力，真正實現了“我的學習我做主”。

（二）課中實踐

首先，教師根據學生課前自主學習的反饋情況答疑解惑，針對性地講解相關知識點；然后，教師簡單演示課時項目，介紹項目評價標準，引導學生了解本次課的開發任務。最后，根據課前測驗成績合理劃分項目小組，每小組4-6人，推選一名項目組長，承擔組織領導、協調分工等職能。教師監控、指導項目實踐全過程，引導各小組嚴格按照軟件項目開發流程完成課時項目的開發任務。在項目訓練過程中，學生領悟、應用新知識，遇到問題共同探討，也可以與教師進行面對面的交流，對于項目開發中的共性問題，教師可以統一示范，集體解決。項目完成后教師參與各項目小組的成果展示、匯報和小組互評，對項目成果中的各種問題進行反饋與總結，促使學生對知識進一步思考，完成知識的消化吸收。課中實踐階段的主要任務是讓學生運用課前所學知識親自參與項目實踐，感受工作實際過程，課堂變成學生進行編程實戰、解決問題的場所，學生在“做中學”中理解、掌握理論，應用理論，最大限度地完成知識的內化。

（三）課后總結

課后，教師要對學生在課堂實踐中出現的問題進行歸納整理，并將其充實到教學資源中再次上傳；學生也要對項目實踐過程進行反思，總結提煉知識點；有疑惑的問題仍可通過網絡教學平臺與教師、同學交流，在總結、反思中鞏固知識，進一步完成知識的內化吸收。

三、教學應用案例

將翻轉課堂融入程序設計類課程項目化教學中是一種新的嘗試，以下結合JAVA程序設計課程展示新的教學模式在教學實踐中的應用。JAVA程序設計課程是計算機軟件技術專業的核心課程，實踐性較強，同時概念復雜，包含基礎理論較多，內容抽象枯燥。為提高學生學習興趣，富有成效地完成“做中學，做中教”，我們采用了基于翻轉課堂的項目化教學模式。

（一）課前準備

任課教師首先要明確該課程的教學目標是讓學生掌握JAVA語言面向對象的程序設計思想和方法，具備利用JAVA語言解決問題的實際應用能力。從這個教學目標出發，選取某公司的“員工信息管理系統”作為課程貫穿項目，并按系統要實現的功能模塊將整個課程項目劃分為九個單元項目，每個單元項目又按各功能模塊要完成的任務分解為若干課時項目（見圖2）。在講解這門課之前，教師應把完整的課程項目介紹給學生，使學生對本門課的作用及要完成的任務做到心中有數；然后以課時項目為基礎，進行基于翻轉課堂的項目化教學。

以單元項目“員工基本信息處理”中的課時項目“員工績效考核等級分析”為例，任務描述為：給公司每個員工提供一個績效考核自評窗口，讓員工針對“工作態度”和“工作效率”兩方面的6個指標給出自評分，每個評價指標有5個分值可選，分別對應優、良、中、及格和差 5檔。用戶完成全部指標的評價后，系統自動算出自評總分，并給出相應的自評綜合等級。涉及的知識點包括JAVA語言的基礎語法，JAVA程序的基本控制結構，單分支、雙分支、多分支選擇語句等。要求學生理解、掌握并能運用上述知識點解決實際問題。教師在課前根據教學目標和知識點制作教學資源，包括：導學文檔、PPT、教學視頻和練習測驗題，并上傳至網絡。

圖2　員工信息管理系統項目分解圖

學生在課前根據自己的實際情況自主學習，不懂的知識點要通過教學資源的重播回放反復觀看；也可采取查閱圖書、上網搜索等方式對不明白的地方作進一步的細化研究；或借助網上學習平臺進行生生、師生的交流，直到弄懂為止。然后，學生開始做針對性練習和測驗題，測驗結果通過網絡反饋給教師，便于教師了解每個學生的學習情況；學生可就練習和測驗過程中出現的問題與教師、同學進行在線討論，或記錄下來等待課堂解決，以此實現課前理論學習效果的最優化。

（二）課中實踐

教師根據學生課前自主學習的反饋情況答疑解惑，針對性地講解相關知識點；然后，簡單演示“員工績效考核等級分析”項目，介紹項目評價標準，劃分項目小組，并通過以下三個問題引導學生開展項目實踐任務：

（1）每條評價指標有5個分值可選，如何保證用戶只選中其中一個分值？

（2）得出用戶的考核總分后，如何判斷該分數是否屬于指定分數段？

（3）如何把某一個分數段的分值全部映射為同一個分數等級？

各小組通過討論確定工作方案，按照需求分析、功能設計、編碼實現、測試及運行五個步驟進行“員工績效考核等級分析”項目的開發，在項目開發過程中遇到的問題可以和教師、同學探討。項目開發完成后，教師組織學生進行成果展示、評價和經驗交流，因為每個小組的項目實現方法有可能不同，課堂上的成果評價和經驗交流，有利于學生拓展思路，擴充學習內容。

（三）課后總結

教師歸納總結課堂實踐階段出現的問題，例如在本項目中，用戶考核分的計算和相應等級的映射都需要對數值進行條件判斷。JAVA語言中，多分支條件判斷語句有兩種：if…else和switch，大多數學生采用if…else語句嵌套實現數值判斷功能。if…else語句雖然簡單易懂，但處理多分支情況時結構復雜，代碼冗長，較switch語句效率低下。針對上述問題，教師歸納總結兩種語句的特點及適用情景，形成項目總結文檔，充實到教學資源中；學生閱讀總結文檔并反思項目實踐過程，結合課前教學資源整理提煉知識點，進一步對程序進行優化。若仍有疑問或有新的問題，依然可以通過網絡與教師、同學進行在線交流。

（四）實施效果

應用“基于翻轉課堂的項目化教學模式”完成“員工績效考核等級分析”項目教學任務后，對實施對象——2014級軟件技術1班的46名學生進行了問卷調查。調查結果顯示，75%以上的學生表示喜歡這種教學模式，認為這種教學模式可以使學習更加自由；83%以上的學生認為這種教學模式增加了師生交流和課堂實踐時間，可以提高項目化教學效果；80%以上的學生認為有助于培養自主學習能力；63%的學生認為有利于基礎理論知識的學習，增強了學習的自信心。可見，學生們對這種教學模式是接受和認可的。

四、結語

將翻轉課堂應用于高職計算機程序設計類課程項目化教學中，讓學生“課前接受知識，課上內化知識，課后鞏固知識”，可以有效解決項目化教學的弊端，提升課堂教學效率，發揮學生學習的主動性，為計算機專業教學改革提供了有益思路。由于這種教學模式必須以現代信息技術為基礎，對軟、硬件和參與者的素質要求較高，因此，要進一步推廣應用，還需學校、教師、學生三方共同努力。

參考文獻：

［1］ 謝延紅.任務驅動式翻轉課堂教學模式研究——以《面向對象程序設計（C#）》為例［J］.德州學院學報，2014，（4）：7-12.

［2］ 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.

［3］ 劉銳，王海燕.基于微課的“翻轉課堂”教學模式設計和實踐［J］.現代教育技術，2014，（5）：26-32.

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

收稿日期：2016-03-11

*基金項目：2015年度山東省教育科學研究課題“基于翻轉課首堂先的項要目對式子教項學在目高涉職及程的序設知計識類點課程進中行的講應解用研和究演”（15SC302）。

作者簡介：江天仿（1971-），女，山東濟南人，碩士，副教授，研究方向：計算機軟件技術。示，然后以項目小組為單位完成每節課的項目開發任務。由于軟件項目的特點，子項目之間不可避免地會存在相同或相似的部分，進行這些項目時就要占用一定的時間重復已學的知識，課堂時間會變得很緊張；［2］加之學生自身的專業知識、專業能力的限制，項目的開發往往需要更多的探索時間，項目的完成則通常要延伸至課外，但課外又缺乏教師的幫助與監督，致使項目完成質量欠佳，有的學生甚至直接抄襲同學或網上成品。

The Application Research of Flipped Classroom Model in Program Design Courses

JIANG Tian-fang
（School of Information， Shandong Kaiwen College of Science and Technology， Jinan 250200， China）

Abstract:This article attempts to design the project teaching mode for program design courses based on the flipped classroom which is combined with project teaching. Taking Java programming course as an example， this article also expounds the concrete application method of this teaching mode in practice to provide useful ideas for the reform of the computer professional teaching.

Key words:flipped classroom； project teaching； program design courses