翻轉課堂教學模式在Java程序設計課中的應用研究

壽周翔　王李冬　李文娟++胡克用

摘 要： 在分析Java程序設計課程教學中存在的問題基礎上，結合課程特點，提出了瀑布式的翻轉課堂教學模型，并在課程教學中實施和應用。詳細介紹了翻轉課堂教學模式課前和課中二個教學階段教師和學生的活動。實踐證明，翻轉教學模式可以充分激發學生學習興趣，提高學生自主學習能力，是提升Java程序設計課程教學水平的一種有效方法。

關鍵詞： 微課； 翻轉課堂； Java程序設計； 案例驅動

中圖分類號：G642.0；TP311.1 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）10-83-04

Research on the application of flipped classroom teaching mode

in Java programming course

Shou Zhouxiang， Wang Lidong， Li Wenjuan， Hu Keyong

（Hangzhou Normal University Qianjiang College， Hangzhou， Zhejiang 310036， China）

Abstract： On the basis of analyzing the problems existing in the teaching of Java programming course， combining with the characteristics of the course， the waterfall flipped classroom teaching mode is proposed， and is implemented and applied in the course teaching. The activities of teachers and students in two teaching stages， which are the before and during the course， of flipped classroom teaching mode are introduced in detail. Practice has proved that the flipped teaching mode can fully stimulate students' learning interest and improve students' autonomous learning ability. It is an effective way to improve the teaching level of Java programming course.

Key words： micro-course； flipped classroom； Java programming； case driven

0 引言

翻轉課堂是近年來興起的符合教育部信息化教學改革目標的一種創新型教學模式，它為信息技術與教育教學的深度融合提供了可能。目前Java程序設計課程的教學，普遍采取傳統的知識結構驅動的教學法，教師講授知識點，學生按部就班地學習，教學效果不理想。要根本性地提高Java程序設計課程的教學效果，培養學生運用編程語言開發軟件的實際能力，需引入高效的教學模式提高教學效率。

1 翻轉課堂及其內涵

翻轉課堂是教學過程的一種重新組合，教師提供課前教學視頻讓學生先完成自學，再利用課堂時間通過各種學習活動（項目、活動主題、答疑、練習等）幫助學生實現知識內化，這是一個系統性的變革，不是簡單的學習前置。

翻轉課堂教學模式的理論依據是建構主義學習理論和系統論的設計思想，真正體現了學生學習的主體性及教師的主導性，徹底改變了傳統課堂的教學模式[1]。

翻轉課堂教學模式以學生素質的全面發展為目標，既強調知識的傳授，更注重學生對知識的內化，通過學生課外有導向、有支持的學習，培養學生的自主學習能力、協作學習能力，通過課堂討論、小組交流、教師答疑等方式更好地促使學生知識的內化，提升學生的溝通能力和創新思維。

2 翻轉課堂教學模式在Java程序設計課程應用背景

2.1 Java程序設計課程特點

Java語言是目前最受歡迎的面向對象編程語言，是實踐性很強的課程，其教學任務是通過學習Java的運行機制、基礎語法，面向對象設計的封裝、繼承、多態，異常處理，網絡應用等內容，使學生掌握較扎實的Java語言基礎，理解面向對象程序設計的思想，培養學生的邏輯思維能力以及使用Java語言進行程序設計的能力和程序調試的能力。

2.2 當前Java程序設計課程教學中存在的問題

⑴ 教師主導，學生被動學習，學生學習積極性不高。傳統的教學都是強調“以教師為中心”，教師灌輸知識，學生被動接受知識，學生的主體地位不突出，師生互動欠缺，導致學生缺乏學習主動性。

⑵ 教學課時少，教學內容多。Java程序設計課是一門理論和實踐結合比較緊密的課程，很多學校每周安排二節課，教師在課堂上先講理論，然后讓學生實踐操作。不少學生在理論尚未熟悉理解的基礎上，倉促上機編程實踐操作，很難達到培養學生編程實踐能力的目標，教學效果較差。

⑶ 由于學生個體學習能力、理解能力的差異，使得教師在課堂上很難都兼顧到，所以經常造成好學生“吃不飽”，接受慢的學生“不消化”的情況。

要想打破這種現狀，需要重新審視我們的教與學，將翻轉課堂教學模式引入Java程序設計課的教學是很有意義的嘗試和探索。為了擺脫分層次教學的困境，我們提出翻轉課堂教學模式的教學模型，設計翻轉課堂教學模式課前、課中兩個階段教師和學生的活動流程，以Java程序設計課程為例，對翻轉課堂教學模式進行實踐。

3 翻轉課堂教學模式在Java程序設計課程中的應用

我們在Robert Talbert教授翻轉課堂結構模型[2]的基礎上，結合Java程序設計課程特點，對其進行了改進和具體化，構建了瀑布式的翻轉課堂教學模型，如圖1。該教學模型體現在“以學生為中心”的教育理念基礎上，強調教師的引導作用，同時關注模型在Java程序設計課程應用中的可操作性。該模型主要由課前和課中兩個階段組成，每個階段分別由教師活動和學生活動兩部分組成，強調利用信息技術環境支持的師生活動，詳細描述了在課程應用中的具體步驟和各活動之間的關系。

3.1 課前教學實施階段

3.1.1 教師活動部分

翻轉課堂教學模式中，課前教學實施階段教師的主要任務有以下。

⑴ 學情分析、教學內容選擇與設計

教師要進行有效的教學設計，必須對學生的認知水平、學習期望度等特點進行分析，結合具體教學內容，編制教學目標，確定教學難點、重點。由于要求學生在自主學習的環境中了解教學目標。掌握知識點和相應技能，教學目標在編寫時應細化，即把一個綜合性的目標細化成許多小的、分散性的目標，每個細化的教學目標對應某個具體的知識點或者編程技能。教學目標在描述時盡可能分層次，說明課前和課中應達到的教學目標。

⑵ 自主學習策略設計、制作學案導學單

教師根據不同的教學內容，選擇不同的自主學習策略（如支架式教學策略、拋錨式教學策略、隨機進入教學策略等），設計學生自主學習活動。

學案導學單是學生在課前要完成的任務單，導學單上主要包含學習指南（學習主題、達成目標、學習方法建議、課堂學習形式公布），學習任務（整體把握、重點難點把握、其他知識點把握、創設必要的協作探究情境），問題設計（重難點轉化問題、其他信息轉化問題），建構性學習資源，程序設計練習（練習題、必要的提示），問題檔案（記錄疑問、提出關于教師課堂指導的建議），學習反思（解決問題的過程、練習統計、存在問題與改進設想）等[3]。學生可以根據導學單制定適合自己的學習計劃，完成課前學習任務。學案導學單是學生保質保量完成課前學習任務，教師有效地實施課堂教學的前提和基礎。

⑶ 制作微課視頻、課前測驗

教師在制作微課視頻時，要基于教學設計思想，通過提煉知識點，整理教學材料、搜集多媒體素材，使用多媒體技術制作成播放長度為5-10分鐘，就某個特定問題或者編程技術進行針對性講解、演示，且能清楚地講解知識點，符合學生的認知能力要求。

教師還應根據教學目標和微課內容，編制配套的課前編程練習，由于考慮到是課前學生的自主學習，所以練習的數量和難度應恰當好處，以免挫傷學生的學習積極性。

⑷ 收集問題和測驗結果

學生反饋給教師的導學單上主要有：學習過程中遇到的問題、學習收獲和成效，以及編程練習結果，這些數據反映了學生的學習過程，是學生學習行為的基礎數據，教師通過收集、分析這些數據，能夠及時發現教與學中存在的問題，為課堂教學的設計提供第一手參考依據。

⑸ 調整課堂教學設計和學習材料

教師通過收集到的問題和編程練習結果，總結出一些有針對性的探究題目，以課內學習單的形式準備，課內學習單的設計與課前學習單的設計相同，并對課內學生的活動（獨立探究、協作學習、成果交流和匯報、評價等方面）進行設計。

3.1.2 學生活動部分

這部分學生的活動以信息技術為支持，主要包括四個環節。

⑴ 了解學習任務。學生對導學單上細化的學習目標進行自主學習，了解課外學習的任務，并根據學習任務和自身特點選擇合適的學習內容。

⑵ 觀看微課視頻或其他學習材料。學生在明確學習任務后，通過觀看教師提供的微課教學視頻或其他形式的學習材料開展學習，學生可以自主掌控學習節奏、時間，根據自己的理解能力合理地觀看視頻，對于已掌握的或者簡單的內容可以粗略看，對于沒掌握或者重點難點可以重復地看，實現了真正意義上的分層次學習，有利于學生的個性化學習。

⑶ 課前測評。學生在觀看微課后，要完成導學單上的課前編程練習，鞏固觀看微課的學習效果，通過課前練習及時發現前二個環節學習中存在的問題。

⑷ 填寫課前學案導學單。學生在學案導學單指引下，通過前面三個環節的活動，對自己的學習效果進行反思、總結，把學習心得、收獲及學習中遇到的問題填寫在導學單上，并反饋給教師。

3.2 課中教學實施階段

該階段的目標是答疑解惑、協作學習和編程實踐。學生要將課前無法解決的問題拿到課中來，通過同學間的協作學習與老師的適當引導，幫助學生突破難點，深化重點。在課中教師可采用任務驅動教學法組織課堂活動，學生依據任務的難易程度進行獨立探索、協作探究或小組合作，最后學生以項目成果展示的方式進行交流展示，教師則作反饋與評價[4]。

3.2.1 教師活動部分

翻轉課堂教學中，教師在這個階段的主要任務是引導學生實現對課前階段知識的高效內化，主要包括三個環節。這三個環節根據學生課堂的表現和反饋進行動態化的調整完善。

⑴ 組織課堂活動、答疑

首先教師針對課前學生導學單上收集的學習過程中的問題及練習作業中反映出來的問題，進行答疑，對操作性強的問題進行針對性的演示講解。另外在課堂教學中還要安排師生互動時間，讓仍有疑問的學生繼續提問。教師在互動環節中要把控課堂，適度進行引導。

⑵ 布置課堂任務、輔導

教師通過引入案例任務，引導學生分小組進行協作討論、交流，每個小組的學生人數不宜過多，一般以3-5人為宜。在各小組解決了案例任務中主要的難點和關鍵點，形成初步方案后，可以讓學生獨立完成案例任務，教師結合實際情況可以對學生一對一的個性化輔導。在這個環節中教師要充分調動學生的創造性、協作能力及獨立解決問題的能力。

⑶ 評價、總結、反饋

在翻轉課堂教學模式中，評價的立足點由教師單純評價向多元化評價（學生自評、互評和師生共評相結合）的軌道轉變，由單純的定量評價向定量與定性相結合的軌道轉變，把評價的主動權交給學生，通過評價促進學生對知識和技能的進一步內化。

3.2.2 學生活動部分

⑴ 提出問題，參與課堂討論

學生在課堂中，可以提出自己學習過程中遇到的問題，也可以回答別的同學提出的問題，通過課堂討論，促進學生的個性思維發展及知識的共享。

⑵ 協作學習，完成課堂任務

學生根據教師在課堂中教學案例及課堂任務，以小組為單位開展協作學習，小組中各成員要有一定的分工，小組成員提出自己的思路觀點，形成解決案例任務的初步方案之后，小組成員獨立完成案例任務。通過協作學習，可以很好地訓練學生的表達能力和邏輯思維能力，增進學生個體間的溝通協作，進一步實現知識與技能的內化。

⑶ 成果交流展示

學生完成問題探究和課堂任務后，要在課堂上匯報，與其他學生分享自己的學習成果，交流學習體驗，展示課堂作品。對任務完成的情況進行匯總，通過交流使學生都能掌握本節課的知識，更好地實現知識的內化，促進學習興趣的提升。

3.3 教學效果分析

在傳統課堂中，教學效果的評價是通過課后作業與試卷測試的方式，比較簡單。而在翻轉課堂中，評價方式應該多元化。評價需要由專家、教師、學生等組成評價小組共同進行評價，做好個人評價、小組評價、形成性評價和總結性評價，對學習的過程和結果都要做到定量和定性的評價。并且在評價內容方面應該對翻轉課堂實施的各個步驟和結果都進行評價。通過評價結果衡量教師設計的教學內容、課前練習、課堂活動對學生的學習是否有效，學生是否接受這樣的學習內容和方式，從而達到更好的教學效果[5]。

4 結束語

本文探討了在Java程序設計課程教學中引入翻轉課堂教學模式，經過一個學期的實踐，學生的學習積極性、自主學習能力、學習效果以及程序設計和調試能力均有了大幅度提升。實踐證明，在操作性、實踐性較強的課程中實施該模式是可行的，教師的主導作用和學生主體地位都得以體現，學生的實踐操作能力，主動學習能力得到較大提升。但在新的教學模式下教師迎來了發展新的教學技能的挑戰，需要運用新的教學策略幫助學生完成知識構建，教師須投入更多的精力和時間來準備課前課中的教學設計。另外，翻轉課堂教學模式也要求學生有較高的自我約束能力及溝通表達能力，這些問題需要在今后的教學中不斷反思與改進。

參考文獻（References）：

[1] 何文濤，張新明.基于微課程的電子課本內容整合及其教育

應用[J].中國電化教育，2013.12：89-95

[2] Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra Classroom

[DB/OL]. 2011-09-21.http //prezi.com/dz0rbkpy6tam/

inverting-the-linear-algebra-classroom.

[3] 金陵.用“學習任務單”破解“翻轉課堂”教學難題[J].中國信

息技術教育，2013.3：5-10

[4] 張研，李云文.小學信息技術翻轉課堂教學模式的設計[J].教

學與管理，2014.4：45-47

[5] 董黎明，焦寶聰.基于翻轉課堂理念的教學應用模型研究[J].

電化教育研究，2014.7：108-113