基于SPOC的翻轉課堂在JAVA程序設計課程應用研究

陳實 汪一百

摘要：隨著現代信息技術和教育理念的不斷發展，傳統的教學模式越來越不能滿足當前我國高等教育的發展。該文通過對基于SPOC的翻轉課堂在JAVA程序設計課程教學中的應用研究來為教學提供新的思路。首先分析了SPOC理論和翻轉課堂概念;其次對SPOC+翻轉課堂教學模式進行了構建;最后在構建的教學模式上進行JAVA程序設計課程應用。該文對于一線教學工作者具有積極的作用。

關鍵詞：SPOC;翻轉課堂;JAVA

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）35-0163-03

隨著互聯網技術的不斷提高，各行各業對于互聯網的依賴程度越來越高。在高等教育領域，利用互聯網和傳統的教學相結合，已經逐步推廣，如遠程教學、網上作業、網上考試等各種形式的網絡教學活動已經在各個院校得到實現。但這些一系列的活動，并沒有改變“以老師為中心”的傳統教學模式，一切教學的中心仍然圍繞老師進行，采取“灌輸”式的教育方式。改變傳統的教學模式，加快教育改革，培養具有創造力、個性化的專業人才，是當前教育行業迫切的需求。

1 SPOC與翻轉課堂

1.1 SPOC理論

SPOC（小規模限制性在線課程）是Small Private Online Course的英文縮寫，是在2013年，由美國加州大學的Amando Fox教授提出來的一種新型教學手段。

SPOC的原理是由老師根據教學任務的安排，將教學資源上傳到指定的網站，引導學生根據學習進度去下載相關的資源進行學習。這與我們傳統的網絡教學不一樣的是，SPOC涉及的學生范圍非常小，一般控制在一百人以內，即傳統的三個班級以內的學生數;SPOC具有限制性（Private），教學資源的受眾群體小，是根據當前學生的特點而進行的針對性設計。

SPOC整個教學活動分為課前、課內、課后三個環節。課前：由老師準備教學資源，錄制教學視頻，將這些資料上傳至指定網站以供學生下載學習，學生則在課前根據自己時間的安排進行資源下載及學習，并將自己學習的情況通過網站反饋給老師;課內：根據學生在網站上學習的情況及反饋，將學生遇到的問題通過個別指導、分組討論、集中解答等形式進行解決;課后：通過進行個人評價、小組評價及教師評價相結合的方式對學生進行客觀評價，進而得到更為完整的學生學習信息，另外可以利用互聯網對個別學生進行一對一的專門輔導，及對學生提出更深層次的問題討論，以加強學生的學習印象，進而提高教學質量。

1.2 翻轉課堂

一直以來，我國的教學模式都是“以老師為中心”，以“填鴨式”的教學手段作為主要手段，隨著社會的不斷發展和進步，提高學生的創造力和個性化發展成為當前社會需求的主流。特別是對于大學生來說，學生學習的側重點不在于背誦和記憶，培養學生的獨立思考能力顯得更為重要。

翻轉課堂是由英語Inverted classroom或Flipped class model翻譯的，也有譯為“顛倒課堂”或“反轉課堂”，經過近幾年在國內學術的不斷討論，譯為翻轉課堂得到了普遍的認同。但對于其概念的解釋，專家學者有著不同的理論。

本文結合國內外學者的觀點，將翻轉課堂定義為：以互聯技術為依托，利用各類現代信息技術設計和制作教學資源，學生在課前對教學資源（PPT、音頻、視頻等）進行學習，形成對教學內容的初步認知和思考，在課堂上老師以提問、討論、分析、解答的形式完成課堂教學，課后學生深入思考，與同學、老師交流以鞏固和完善學習內容的一種新型的“以學生為中心”的教學模式。

2 構建SPOC+翻轉課堂的教學模式

一個完整SPOC+翻轉課堂的教學模式（如圖1所示）由教學準備、教學實施兩大部分組成，教學準備主要是分析學習者、環境及內容，并對各類學習資源進行設計;教學實施是在教學準備的基礎上，通過課前、課中、課后三部分形成的有機整體，對學生進行全方位的教育，達到提高教學質量的目的。

2.1 教學準備

隨著現代信息技術和教育理念的不斷發展，由“以老師為中心”的教學模式向“以學生為中心”的教學模式上發展，在教學過程中，要充分發揮學生學習的積極性和自主性。在進行新的教學模式以前，要對本校本專業的學生進行充分的了解，不僅僅要掌握學生當前的學習狀態和知識狀態，更應該了解學生的心理特征及個性表現等情感方面。

在教學以前，要明確教學目標，通過SPOC教學，對教學大綱進行分解，將其內容按章節設計成一個個的具體小目標，通過小目標的達成最終完成整個課程的教學目標。在教學內容上要更加詳細，對不同的內容采用不同的教學方法。

對學生的教學資源，不能單純以講解的小視頻為主，不然就又回到了傳統教學的老路上。在教學資源上，內容要多樣化，包括文字、圖片、音頻等，一個教學資源的內容涉及的知識點要盡可能地小，讓學生可以用較短的時間學習完畢或掌握，使學生可以有效地利用碎片化的時間，即有利于找出空余時間，又可以在短時間內集中精神，提高學習的效率。避免長時間的觀看或學習，產生視覺或精神上的疲勞，降低了學習效果。

2.2 教學實施

1） 課前

利用SPOC+翻轉課堂的教學模式，在課前時，就需要老師和學生共同參與進來，老師需要在至少一周以上的時間將教學資源上傳至SPOC平臺，學生可以有一周的自由時間來安排自己的學習，其思考的內容不僅僅限制于老師提供的題目，需要可以從不同的角度提出自己的問題，用各種不同的方法去解決問題，并與同學積極討論自己的想法、思路及困惑，加強對問題分析的熱情。

2） 課中

由于學生在課前，對于知識已經有了初步的掌握和理解，因此在課堂上，老師不再和傳統的教學方式一樣，而是以提問、小組討論、師生交流、個別輔導等方式形成師生之間的互動，老師在課堂上通過引導的方式讓學生主動思考問題，主動去分析解決問題的辦法，進而加強學生對知識點的掌握。

3） 課后

通過知識點的課前主動學習和課中的交流之后，課后學生需要根據課堂的討論分析對自己的知識點掌握情況進行復習和鞏固。在課后，老師需要在SPOC平臺上布置作業及知識點的測試。老師需要根據學生完成作業的情況，對學生進行有針對性的提出建議或專門的輔導，學生也可以通過平臺與同學進行商討以鞏固自己的知識。

3 SPOC+翻轉課堂在JAVA程序設計課程中的應用

3.1 JAVA程序設計教學準備

JAVA程序設計課程是計算機專業的一門專業基礎課，在學習JAVA程序設計以前，絕大多數學生都已經學過《計算機應用基礎》這門課程，能夠熟練地進行計算機及網絡操作，而且基本上所有的學生都擁有移動終端（智能手機、個人電腦、平板等），對于移動設備的應用主要集中在QQ交流、微信通信、網絡下載等服務上，因此學生利用計算機或移動終端進行資源下載及通信交流沒有任何的障礙。

JAVA程序設計課程主要涉及JAVA開發工具、編程基礎、類與對象、接口、多線程、API、GUI、數據庫編程、網絡編程等一系列任務，主要讓學生掌握面向對象的編程思想，能夠熟練應用編程工具，并開發出小型的應用系統。將每個章節的學習劃分為若干個小的任務，并對每個任務設計教學資源。

JAVA程序設計需要進行大量的編程實踐，才能真正地掌握編程技巧，因此，在進行資源的設計時，老師不僅要結合教材進行知識點的講解，更重要的是鼓勵學生進行動手實踐的操作，并根據每節課的特點，設計出具有一定代表性、趣味性的編程試題讓學生進行操作或思考。

另外，需要加強師生之間的交流，在教學以前，設計和完成基于JAVA的教學互動網站，便于在課下時間提高學習效率，提高師生之間的溝通。互動網站的總體設計如圖2所示：

設計的教學網站采用NET環境，前臺采用ASP設計，數據庫使用SQL 2008，可以滿足當前學生的使用，又可以為未來網站的擴展打下基礎。本文由于篇幅所限，無法給出網站設計的所有示例及代碼，在此僅給出教學網站的核心代碼。

if cwbj=0 then

if zsdz<>"edit" then

zqcz=zqcz&"課程添加成功|"

else

zqcz=zqcz&"課程修改成功|"

end if

if zsdz<>"edit" then

zsNum=getId（）

c.execute（"insert into [lesson] （[lid]，[lbh]，[lname]，[lhours]，[ltarget]，[lstarttime]，[lteacherid]，[lremark]，[lstate]） values（'"&zsNum&"'，'"&tmpKcbh&"'，'"&tmpKcmc&"'，'"&tmpKcxs&"'，'"&tmpKczy&"'，'"&tmpKcsj&"'，'"&tmpTeacherID&"'，'"&tmpBz&"'，'"&zscourse&"'）"）

else

if zscourse="不啟用" and isMarkedLesson（zsNum，""，tmpTeacherID） then

zscourse="啟用"

zqcz=zqcz&"課程已評分，不能""不啟用""。|"

end if

c.execute（"update [lesson]? set [lbh]='"&tmpKcbh&"'，[lname]='"&tmpKcmc&"'，[lhours]='"&tmpKcxs&"'，[ltarget]='"&tmpKczy&"'，[lstarttime]='"&tmpKcsj&"'，[lteacherid]='"&tmpTeacherID&"'，[lremark]='"&tmpBz&"'，[lstate]='"&zscourse&"' where [lid]='"&zsNum&"' and [lteacherID]='"&tmpTeacherID&"'"）

end if

3.2 JAVA程序設計教學實施

本文以介紹對象章節為例，展開教學實施。

1） 課前

鞏固學生編程基礎內容的基礎上，提前一周時間將對象章節的內容上傳至服務器，以供學生及時下載學習，整個面向對象章節主要讓學生掌握面向對象的程序設計思想，包括類的設計、對象的創建、類的封裝、繼承及多態，以及this、static等關鍵詞的使用等。將整個章節分為若干個知識點，每個知識點在視頻播放時間上不超過5分鐘。

了解學生對于學習資源下載后學習情況的反饋，特別是涉及下節課需要共同分析的知識點需要重點關注。

2） 課內

首先對上個章節的內容進行回顧，并展示編程實驗完成較好同學的作品，對上一環節表現突出的學生或小組進行表揚。

其次，引入本節知識點的內容，通過玩具模型及各種不同的玩具來說明類與對象的關系，引導學生展開討論，還有哪些類與對象的實例。說明為什么要面向對象的編程思想更符合人類的思維習慣。

與編程基礎的章節進行比較，采用面向對象的好處有哪些，展開小組討論，積極引導學生發言，讓學生能夠在輕松的環境中描述自己對問題的理解。

通過實例編寫出類與對象的具體實例，布置學生的任務，讓每個學生根據自己提出的類與對象的關系編寫出相應的程序。

3） 課后

加強對學生作業的檢查，特別是實踐動手方面的檢查，引導學生進行個人評價、小組評價，讓每個人能夠較清晰地認識到自己學習中的不足。針對學生的作業及編程情況，對個人學生提出有針對性的建議，并督促學生獨立完成編程任務。

4 小結

筆者教授的兩個班級，一個采用傳統教學，一個采用基于SPOC的翻轉課堂教學模式的實驗班，經過一學期的學習，采用第三方考核的方式對兩個班級的學生進行同一時間考核，實驗班的學生成績明顯傳統班級，特別是90分以上的優秀率方面，以32%的優秀率大大強于傳統班的11%。另外實驗班的學生在編程學習過程中，具有更強的團隊合作精神和獨立思考能力，能夠提出更多不同的方法和見解。通過實踐證明，基于SPOC的翻轉課堂在JAVA程序設計課程教學上具有較大優勢，可以在全院范圍內逐步推廣。

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[通聯編輯：張薇]