面向翻轉(zhuǎn)課堂的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程改革研究

摘 要：翻轉(zhuǎn)課堂能為學生提供更多主動參與學習的機會，其越來越受到國內(nèi)高校教師的關(guān)注。通過分析《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程教學現(xiàn)狀，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂理念進行教學模式改革，完成基于項目導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計、基于小組學習的課堂教學過程設(shè)計、學生自學平臺設(shè)計、過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的課程考核設(shè)計。實踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂實現(xiàn)了“以學為主”的探究式轉(zhuǎn)變，課程教學質(zhì)量顯著提高。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；教學模式；課程改革

DOI：10.11907/rjdk.171553

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2017）009-0222-04

Abstract：Flipped classroom can provide students more opportunities to participate in learning， it is increasingly attracted to the attention of domestic college teachers. By analyzing the present situation of the teaching of “object-oriented programming”， the teaching model reform based on the concept of “flip classroom” is carried out， conducts flip classroom teaching design based on project-oriented， classroom teaching process design based on group study， curriculum self-study platform design， curriculum assessment design based on the combination of process evaluation and result evaluation， takes the flipped classroom in the whole teaching process. Practice shows that the flipped classroom achieve a “l(fā)earning is the main purpose” change， can significantly improve the quality of teaching.

Key Words：flipped classroom； object-oriented programming； teaching model； curriculum reform

0 引言

近年來，翻轉(zhuǎn)課堂作為新的教學模式受到了高校教師和研究人員的廣泛關(guān)注。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程為一門重要的高校計算機類專業(yè)核心技能課程，該課程以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想為主線，將Java語法知識及應(yīng)用程序的開發(fā)貫穿其中，讓學生在理解面向?qū)ο缶幊趟枷氲耐瑫r逐步掌握Java程序設(shè)計語言，并且能夠解決工程問題。作為理論知識和實踐技術(shù)并重的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程，傳統(tǒng)課堂教學模式已不能完全滿足培養(yǎng)技能型和創(chuàng)新型人才的教學目標，需要進行課程模式改革和探索。

1 《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程教學現(xiàn)狀

《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程是一門重要的信息技術(shù)類專業(yè)核心課程，也是一門理實一體課程。其前導(dǎo)課程是《程序設(shè)計基礎(chǔ)》，后續(xù)課程是《WEB開發(fā)技術(shù)》，是軟件開發(fā)工程師和軟件測試工程師必修課程。

1.1 《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程目標

通過《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程的學習，學生能夠掌握面向?qū)ο蟮姆庋b性、繼承性、多態(tài)性和接口等重要概念的理論知識與編程實現(xiàn)，提高學生靈活運用面向?qū)ο蠹夹g(shù)解決實際問題的能力。在此基礎(chǔ)上，學生能夠掌握集合類型、異常、使用輸入輸出操作文件、圖形用戶界面和多線程的理論知識和實踐應(yīng)用，為進一步學習Web開發(fā)技術(shù)和框架技術(shù)作準備。

（1）知識目標：①掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的核心概念，包括抽象、封裝、類、繼承、多態(tài)、抽象類和抽象方法、接口等概念；②學習開發(fā)語言中非常重要的3項內(nèi)容：異常、集合、數(shù)據(jù)庫編程接口；③以DAO模式為例講解軟件開發(fā)中的分層開發(fā)思想和技術(shù)；④掌握xml技術(shù)和file io技術(shù)。

（2）能力目標：①能夠運用開發(fā)語言（如Java），參與到整個軟件項目開發(fā)過程中，能夠熟練、規(guī)范地完成企業(yè)級B/S系統(tǒng)模塊的編碼、調(diào)試和文檔編寫；②能夠綜合運用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想，結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫（如Oracle數(shù)據(jù)庫），進行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)。

1.2 《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程教學主要問題

（1）教學模式單一，沒有體現(xiàn)學生的主體地位。為了在有限學時內(nèi)完成教學內(nèi)容，教師往往借助多媒體手段“滿堂灌”。由于缺乏師生互動而使得教學內(nèi)容抽象、乏味，學生缺少獨立思考的機會，不利于創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。此外，教學過程中側(cè)重單個知識點的講解，忽略了知識點之間的聯(lián)系，內(nèi)容顯得比較零亂，導(dǎo)致學生的綜合應(yīng)用能力較弱。

（2）實踐形式單一，動手能力得不到有效提高。受傳統(tǒng)程序設(shè)計課程的影響，早期面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計相關(guān)課程注重理論知識傳授，疏忽了編程能力培養(yǎng)。課程實踐多數(shù)是上機實驗課，學生只能在機房完成實驗，時間和地點不能自由選擇。實驗課上，多數(shù)是驗證性實驗，缺乏設(shè)計性和綜合性實驗。

（3）教學內(nèi)容繁瑣陳舊。教學內(nèi)容包括開發(fā)語言的語法規(guī)則、面向?qū)ο缶幊汤碚摗indows程序設(shè)計等，教學內(nèi)容缺少面向?qū)ο缶幊痰男吕碚摵托路椒ā＠纾ǔ：苌偕婕盎诜盒偷哪０鍘欤唤虒W內(nèi)容繁多，學生不能真正掌握面向?qū)ο缶幊痰木瑁虒W效果不理想。endprint

（4）課程考核重理論輕實踐。課程考核方式是“閉卷筆試”，重點考核學生對理論知識的掌握，忽略了考核學生的綜合編程能力和工程應(yīng)用能力，阻礙了科學思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。一方面，對教師而言，增大了筆試試卷評閱工作量；另一方面，理論考試會誘導(dǎo)學生搞考前突擊復(fù)習，出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象。

2 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom）也被譯為“反轉(zhuǎn)課堂”或“顛倒教室”，是一種起源于美國的新型教學模式。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下，學生課前通過教學視頻進行自學，然后在課堂教學上集中進行有針對性的實踐性練習，教師對學生遇到的問題進行匯總、指導(dǎo)，組織相關(guān)問題加以討論，以加深學生對學習內(nèi)容的深入理解和實踐鞏固，并使學生能夠解決有關(guān)問題。主要存在3種翻轉(zhuǎn)：①課堂與課外的翻轉(zhuǎn)；②教師與學生的翻轉(zhuǎn)；③知識學習順序的翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式強調(diào)學生學習的靈活性與自主性，為傳統(tǒng)課堂教學缺乏針對性的問題提供了行之有效的解決辦法[1-2]。

2.1 對教師的意義

對于高校教師，進行《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式改革，綜合應(yīng)用在線的課程資源和自制的網(wǎng)絡(luò)課程平臺，將促進教師專業(yè)發(fā)展與信息化教學手段應(yīng)用，促使高校教師對課程教學進行總體設(shè)計、內(nèi)容更新和反思總結(jié)，革新傳統(tǒng)的課程教學教研方式，探索新型的課程教學模式，提高教師的教學能力與課程建設(shè)能力，這將成為教師專業(yè)成長的重要途徑。

2.2 對學生的意義

對于高校學生，在進入大學學習期間，通過面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂的學習，由“以教師為主”改變?yōu)椤耙詫W生為主”，課程教學由教師單方講授改變?yōu)閹熒餐剿骱蛯嵺`，學生根據(jù)自己原有的知識架構(gòu)主動與外界環(huán)境進行交互、探索、發(fā)現(xiàn)，這有利于激發(fā)學生的學習興趣，增強學生程序設(shè)計和開發(fā)能力，為計算機類專業(yè)課程學習打下良好基礎(chǔ)，從而提高計算機類專業(yè)學生培養(yǎng)質(zhì)量[3]。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計

3.1 課程教學設(shè)計基本理念

以能力為本位原則。以促進技能掌握為根基，以駕馭軟件專業(yè)的實際項目技能為標的，以能夠有效地完成項目為核心，全面掌握開發(fā)企業(yè)級別網(wǎng)站的整套流程和技能，全面促進自身在軟件行業(yè)各方面能力的增長。

學生為主，教師為輔原則。教學中要明確是為了學生更好地掌握基礎(chǔ)知識，熟練工作過程中的技能，教和學的過程中教師應(yīng)該起指導(dǎo)作用，突出學生的主體地位，教師導(dǎo)向性講解關(guān)鍵點，以學生學習和練習為主，多采用任務(wù)驅(qū)動、提問式教學方法，激發(fā)學生獲取知識的欲望，變以往的被動學習為主動學習。

教學做一體化教學模式。教學中采取邊教邊學邊做的方式，使得理論教學和實踐教學不僅在時間上融為一體，而且理論教學與實踐教學的場地也融為一體。

項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動原則。將教學過程按兩條線展開：一是主線——項目任務(wù)，目的是讓學生通過項目的分階段實施和整合，實現(xiàn)對知識的整體把握和技能提升；二是輔線——知識建構(gòu)任務(wù)，它依托于項目任務(wù)，目的是引導(dǎo)學生實現(xiàn)知識的內(nèi)化和系統(tǒng)化。課程分為多個模塊（項目或任務(wù)），每個模塊的學習過程以工作過程為導(dǎo)向，最終形成學生的職業(yè)能力。

校企雙主體實施教學原則。課程教學實施由學校和企業(yè)共同參與，校企參與程度根據(jù)課程實踐實訓要求的不同而變化。基礎(chǔ)課程以學校為主，企業(yè)適當參與；崗位核心課程由學校企業(yè)雙主體實施；項目實踐課程以企業(yè)為主，學校適當參與（比如學生管理）。

3.2 基于項目導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計

基于項目導(dǎo)向的課程總體設(shè)計思路是：打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，將軟件設(shè)計中項目分析過程所涉及的對象和類、封裝、繼承、多態(tài)、異常、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、多線程等知識和典型的項目必需知識進行深度融合，按照軟件設(shè)計崗位群中數(shù)據(jù)合理分析、合理定義、架構(gòu)等特點組織課程內(nèi)容。不以章節(jié)為教學內(nèi)容，而以崗位需要掌握的技能為主要教授內(nèi)容，通過序化工作過程，把技能所需要的知識點作為理論教學的重要內(nèi)容。讓學生在完成具體項目的過程中學會完成相應(yīng)的工作方法，從而搭建自身相關(guān)知識體系，發(fā)展其職業(yè)能力。

課程內(nèi)容突出對學生職業(yè)能力的訓練與職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。其知識的選取緊緊圍繞完成工作任務(wù)的需要進行，同時又充分考慮了高等教育對知識學習的需要，并融合對應(yīng)職業(yè)資格證書考試對知識、技能和態(tài)度的要求，培養(yǎng)學生嚴謹求實、有序工作、善于交流、吃苦耐勞、團隊合作的崗位職業(yè)素質(zhì)。

綜合考慮趣味性和真實企業(yè)需求，項目設(shè)計以進階式的實際設(shè)計案例為線索來進行，共設(shè)計了5個項目，如圖1所示，課堂內(nèi)3個項目：龜兔賽跑游戲、Craps賭博游戲和人力資源管理系統(tǒng)；課堂外2個項目：計算器、圖書館管理系統(tǒng)。對學生進行反復(fù)訓練和迭代提高，在這5個項目中貫穿以下知識和技能：Eclipse集成開發(fā)環(huán)境、面向?qū)ο蟆ava常用類、面向?qū)ο笾械睦^承、面向?qū)ο笾械亩鄳B(tài)、接口、使用異常處理、Swing圖形界面編程、可視化程序事件處理、Java多線程機制、Java數(shù)據(jù)庫編程等。

3.3 基于小組學習的課堂教學過程設(shè)計

教學過程中，將學生分成若干項目組，以模擬項目為具體實例，以相關(guān)競賽促進教學。經(jīng)過學生自學后，在學習小組內(nèi)合作學習、研討問題，小組成員交流思考成果、相互啟發(fā)、幫助，共同解決疑難問題，初步形成小組共識。

（1）小組規(guī)模。根據(jù)學習強度、項目難度和班級學生人數(shù)，將學習小組規(guī)模定為5人，將班級學生總數(shù)除以5向上取整得出班級小組總數(shù)，如果班級人數(shù)不能被5整除，那么有1～4個學習小組可能為4人。

（2）分組策略。學生學習分組策略一般有兩種：一是讓學生自由組合，二是由教師指派分組。第一種策略下，學生傾向于選擇平時關(guān)系良好的同學組隊，會導(dǎo)致強強組合、弱弱組合的問題；第二種策略下，教師有意識地將不同學習程度的學生分在同一組，會導(dǎo)致“拉郎配”、學生積極性不高的問題。經(jīng)過學生調(diào)研，綜合考慮小組間的平衡及分組的易操作性，確定了“抽簽分組”的策略，即由教師計算好小組數(shù)，在第一次課堂前準備抽簽紙，組織學生抽簽確定分組。分組完畢后，不再隨意調(diào)換組內(nèi)成員，盡量保證小組的完整性和持續(xù)性。endprint

（3）小組分工、職責與權(quán)力。 每個學習小組課后自由推舉組長、評分員、組員，其職責與權(quán)力分別是：①組長職責：組織組員學習，負責匯報單元學習情況，主講、實訓演示，代表本組提問和發(fā)言；②評分員職責：與組長和組員協(xié)商后，每次課堂教學當天晚上向?qū)W委上報小組成員的成績；③組員職責：根據(jù)教師下達的任務(wù)完成自學提問；④組長權(quán)力：擁有10分加分權(quán)利，可以為組員加減分，自己加分小于等于組內(nèi)平均分。

3.4 課程學生自學平臺設(shè)計

學生自學平臺以“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”網(wǎng)絡(luò)課程平臺為主，以網(wǎng)易云課堂平臺為輔助。前者由教師設(shè)計與制作，按照3個課堂項目序化課程內(nèi)容，主要包括每個學習單元的教學內(nèi)容、課件、代碼、實訓任務(wù)、學習視頻、動畫演示、課后作業(yè)、課后拓展等欄目，以及問題及答疑、在線作業(yè)、在線考試、在線通知等子欄目；后者由社會專業(yè)講師制作，包括免費、收費等幾十門關(guān)于Java面向?qū)ο蟮恼n程，學習內(nèi)容、學習深淺程度不定，學生們可以根據(jù)自身實際自由選擇。

3.5 課程考核設(shè)計

教學評價采取過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的方式，以學生對每一個項目的設(shè)計思路、合理分工、參與程度、項目結(jié)果質(zhì)量、職業(yè)素質(zhì)表現(xiàn)為評價重點，全方位評價學生的學習情況。

（1）考核方式。本課程考核方式綜合期末考試和平時考察，期末考試采用上機考試方式進行。期末考試以占總成績的60%，平時考核考察平時作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等，成績占總成績的40%，如表1所示。

（2）平時成績。平時成績=（小組評價+組長團隊績效分+個人加減分） * 0.7+期中成績*0.3。

個人加分項：全勤+3分；實訓報告全交+2；回答問題：個人+3分/次，小組+1分/次；提問：個人+3分/次，小組+1分/次；上交作業(yè)+2分/次。

個人減分項：回答問題點名不到-5分，曠課-5分，遲到-1分， 不交作業(yè)-2分/次。

（3）小組評價指標見表2。

4 翻轉(zhuǎn)課堂教學實施

面向翻轉(zhuǎn)課堂的教學實施分為3個階段：課前準備、課堂內(nèi)化、課后拓展，如圖2所示。

4.1 課前準備

每次上課前一周，教師布置學習任務(wù)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)學習資源，學習任務(wù)主要包括課程學習需掌握的理論知識、實訓任務(wù)；學生分組自學，通過各種網(wǎng)絡(luò)學習平臺進行分組并自學，初步完成實訓練習任務(wù)，對于無法完成的實訓任務(wù)和無法理解的知識難點進行記錄，通過社交平臺完成協(xié)作學習，或通過交流平臺提交給教師，以便組織專題講解和討論。

4.2 課堂內(nèi)化

課堂上，首先由學生組長匯報、展示學習任務(wù)完成情況、演示實踐操作任務(wù)。然后就共性問題開展教學，如果是實踐操作類問題，教師組織以實踐活動任務(wù)為主線的探究式課堂，演示完成難點實踐任務(wù)，學生開展探索性實踐練習，教師提供指導(dǎo)，直到學生完成實踐任務(wù)；如果是概念性問題，教師組織討論式課堂，對概念性問題進行說明、闡述，經(jīng)過加工后提出更有價值的概念問題，組織學生討論，按小組發(fā)言，教師進行總結(jié)、概括和提升。最后，教師總結(jié)本次課堂的主要知識點和實踐技能，布置課后拓展作業(yè)。課堂上需要教師根據(jù)實踐情況組織相應(yīng)的活動，提升問題，適時施引，精心組織，從而使課堂成為學生質(zhì)疑問難、解決問題、內(nèi)化知識的場所。

4.3 課后拓展

課后，在網(wǎng)絡(luò)課程平臺針對學習單元模塊設(shè)計拓展作業(yè)、拓展類實踐任務(wù)，促使學生課后自主完成作業(yè)并探究與反思。課后學生小組評分員、教師分別為每個小組評分，以形成小組平時成績。

5 結(jié)語

筆者于2016年對中山大學資訊管理系開設(shè)的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程進行了面向翻轉(zhuǎn)課堂的教學改革實踐研究。實踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式打破了傳統(tǒng)教學模式中填鴨式的教學方法，能夠提高學生學習主動性、自主學習能力及當眾表達能力和自信心，顯著提高了學生的成績和教學質(zhì)量，深受學生歡迎。但同時，翻轉(zhuǎn)課堂也對教師提出了較高要求，教師需要及時回復(fù)學生提出的問題，對教師課余時間的占用會對課程的持續(xù)改進產(chǎn)生一定影響，需要學校出臺相關(guān)激勵政策支持該項教學改革。

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（責任編輯：孫 娟）endprint