基于翻轉(zhuǎn)課堂的軟件工程專業(yè)方向課程教學改革研究

劉歡 張爽 高俊鋒

摘? ? 要：在新工科建設(shè)的背景下，許多地方性教學研究型大學更多地側(cè)重工程型人才培養(yǎng)。隨著信息技術(shù)不斷革新與教學主體需求的改變，“學與教”的關(guān)系也逐漸發(fā)生了改變。翻轉(zhuǎn)課堂作為以學習者為中心的教學方式，成為軟件工程專業(yè)方向課程適應(yīng)需求的教學改革方向之一。文章以“Oracle”課程為例，介紹了哈爾濱理工大學軟件工程專業(yè)方向課程基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學改革研究和實施過程。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;軟件工程;教學改革;Oracle課程

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）01-0022-02

一、引言

2016年新工科建設(shè)的概念首次被提出，至今已經(jīng)有兩年的理論推演和實踐檢驗，在我國高校中不斷推廣、方興未艾、前景看好。新工科的內(nèi)涵是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求等方面引導我國工程教育改革方向。而新工科建設(shè)將階段推進，需要重點把握學與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化三個任務(wù)[1]。隨著信息技術(shù)不斷革新與教學主體需求的改變，“學與教”的關(guān)系也逐漸發(fā)生了改變。很多地方性教學研究型大學目前正將辦學定位重心向工程型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)移。而這類高校中軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標多涵蓋“自主學習能力”“團隊合作精神”和“培養(yǎng)應(yīng)用型人才”等方面[2]。

另外，近幾十年來，信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了一系列新的創(chuàng)新和改進。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)、更便宜和更易于訪問的存儲、增加的計算能力、智能手機、平板電腦和其他移動設(shè)備等新設(shè)備都是一種突破，這些突破有助于推動新的數(shù)字體驗，并引導和改變學生的日常生活與學習習慣。學生對教育方式有著不同于之前的需求和期望，因此教學思維方式不可避免地需要改變。

在這樣的背景下，需要將軟件工程專業(yè)方向課程教學從傳統(tǒng)的教學和學習，轉(zhuǎn)向以學生為中心的積極的學習策略，并幫助學生更好地融入他們新的學習環(huán)境中。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的概念、背景和教學方法

（一）翻轉(zhuǎn)課堂的概念

翻轉(zhuǎn)課堂最簡單的定義是：將諸如課堂講授這些傳統(tǒng)的在課堂上做的事情，轉(zhuǎn)移為課下活動;而將課后作業(yè)和項目這些傳統(tǒng)的課下活動，轉(zhuǎn)移為課上活動。因此，學生在課下觀看教育視頻，而大部分上課時間在教師的指導下做作業(yè)或項目[3]。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂的背景

翻轉(zhuǎn)課堂由兩位中學教師Jonathan Bergmann和Aaron Sams于2007年發(fā)起。兩人錄制了講座，幫助缺席的學生跟上課程。就此而言，他們還使用軟件和PowerPoint錄制課程，并通過YouTube訪問課程。不久之后，他們觀察到課堂活動發(fā)生了意想不到的變化：一些學生因為課前觀看了教學視頻，在課堂不愿意也不需要聽教師重復講授，兩位教師索性以學生在家看視頻為基礎(chǔ)，節(jié)省出課堂時間讓學生做作業(yè)或做實驗。這個過程有利于教師更好地理解和指導學生的教學和作業(yè)。教師的角色也發(fā)生了變化。現(xiàn)在，他們不再專注于教學，而是開始觀察小組中的學生，并確定哪些小組和學生需要更多的幫助與指導[4]。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法

由于翻轉(zhuǎn)課堂的成功取決于學生的課外表現(xiàn)，因此應(yīng)該促使他們保持動力并且獨立完成。使用翻轉(zhuǎn)課堂方式，學生的動機水平作為學習環(huán)境的結(jié)果在滿足其基本認知需求方面起著重要作用。翻轉(zhuǎn)課堂可以用來管理認知負荷并改善學習。以最簡單和最明確的形式，在課堂上接觸課程材料可以減輕課堂時間的認知負擔，這可以用于主動學習活動。

在翻轉(zhuǎn)課堂里，學生在教師的指導下觀看在線課程，在線討論進行協(xié)作，或者在家中進行研究，同時在課堂上參與討論。翻轉(zhuǎn)課堂有意將教學轉(zhuǎn)移到以學習者為中心的模式，在該模式中，課堂內(nèi)能更深入地探索主題并創(chuàng)造更有開放性的學習機會，而在線視頻等教育技術(shù)則用于在課堂外“傳遞內(nèi)容”。在翻轉(zhuǎn)課堂里，“內(nèi)容傳送”可能有多種形式。盡管可以使用在線協(xié)作討論，數(shù)字研究和文本閱讀，但通常使用由教師或第三方準備的視頻課程來提供內(nèi)容[5]。

三、軟件工程專業(yè)方向課程以翻轉(zhuǎn)課堂形式

進行課程改革

適用于翻轉(zhuǎn)課堂形式的課程形態(tài)通常符合兩個條件：“知識點是固定的規(guī)律性的講解”和“學生自學起來容易學會。”而軟件工程專業(yè)方向課程多具備這兩個條件。以哈爾濱理工大學軟件工程專業(yè)為例，其培養(yǎng)目標為“培養(yǎng)具有扎實的數(shù)學、自然科學、軟件工程專業(yè)基礎(chǔ)知識和人文社會科學素質(zhì)、自主學習能力、創(chuàng)新意識和團隊合作精神，能夠適應(yīng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，勝任軟件系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)、測試、維護和管理等工作，成為軟件工程領(lǐng)域具有國際視野的應(yīng)用型、復合型高級人才”。該專業(yè)實施“定制式”就業(yè)模式，學生從第5學期開始專業(yè)方向課程的學習。專業(yè)方向課程包括“應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)方向課程”“嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)方向課程”“移動計算軟件開發(fā)技術(shù)方向課程”“大數(shù)據(jù)技術(shù)方向課程”和“專業(yè)任選課程”五類方向，共30余門。

以“Oracle”課程為例，該課程屬于專業(yè)任選課。按照翻轉(zhuǎn)課堂形式，該課程通過案例教學，結(jié)合原理方法引導和實踐。考核成績的構(gòu)成：總成績100分，其中平時成績占40%，期末成績占60%。其中，平時成績包括課下學習10%（包括課下學習時長、次數(shù)和線上互動）、課堂表現(xiàn)10%（包括考勤、課堂討論和筆記）、作業(yè)考核10%（包括課堂測驗和課后作業(yè)）、實驗考核10%（包括實驗情況和實驗報告）;期末考試為閉卷考試或上機考試，按60%比例折合后計入學生總成績。教學過程按下述三部分實施。

（一）課堂教學前

教師準備“Oracle課程教學大綱”“本學期的教學日歷”“教案”“記分冊”和“教學內(nèi)容”等課程資源。不同的教學內(nèi)容，可以以視頻、課件、思維導圖等不同的形式按不同的大小展現(xiàn)。例如，“PL/SQL編程基礎(chǔ)”章節(jié)包括12個課程視頻、兩張思維導圖和1份PPT課件;其中“%TYPE和%ROWTYPE定義變量及區(qū)別”由長度為6分鐘的視頻介紹，而“PL/SQL中的流程控制語句的用法”由長度為15分鐘的視頻介紹。另外在網(wǎng)絡(luò)平臺上上傳面向?qū)W生的課程資源，并組織學生課前學習。

（二）課堂教學

課堂教學中教師主要采用“重難點解析”“小組討論”和“小組項目”等形式開展。“重難點解析”是將以往經(jīng)驗可知的或多數(shù)學生反映的重點難點以“例題”“案例”“往年面試題”等形式著重介紹。“小組討論”和“小組項目”是將開放性的題目或者小項目布置在4—8人的小組中，學生可以在討論與合作中對于自己的問題互相解惑。

（三）課堂教學后

課堂教學后，教師布置作業(yè)和隨堂測驗來檢驗學生課前自學和課堂學習的教學效果。共布置10次作業(yè)，在課堂教學之前或者實驗課上收取;共布置8次隨堂測驗，課堂教學下課前收取。作業(yè)和測驗不僅作為平時成績的一部分，而且很大程度上能夠幫助教師了解學生知識點的掌握情況，進而調(diào)整后續(xù)教學安排等。

四、結(jié)語

實踐表明相比于傳統(tǒng)授課方式，大部分學生更加積極參與“翻轉(zhuǎn)課堂”學習，他們可以隨時暫停、倒帶和復習課程視頻等，以便能夠更加有準備地進入課堂;在更多地思考在做什么的同時，還培養(yǎng)了他們的自主性和獨立性。在以學生為中心的“翻轉(zhuǎn)課堂”中，學生承擔了學習的重點和責任;教師不僅起到“指導”的作用，而且更多起到“促進”的作用。教師提供多樣和實際的學習環(huán)境，以支持學生努力分析問題和解決問題。綜上所述，“翻轉(zhuǎn)課堂”這種教學方式在軟件工程專業(yè)方向課程教學中，能夠在一定程度上改善學習效果，提高學生學習積極性，培養(yǎng)學生創(chuàng)新和探索能力。

參考文獻：

[1]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，（3）.

[2]孟大偉，吳秋鳳，劉勝輝，等.“定制式”培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的探索與實踐[J].中國高教研究，2008，（9）.

[3]Yunglung Chen，Yuping Wang，Kinshuk，et al.Is FLIP?enough Or should we use the FLIPPED model instead[J].? Computers & Education，2014，（79）.

[4]Phillip Dawson.Motivation and cognitive load in the flipped classroom：definition，rationale and a call for research[J].? ?Higher Education Research & Development，2015，（1）.

[5]張爽，劉歡.翻轉(zhuǎn)課堂下計算機基礎(chǔ)課程教學的研究與應(yīng)用[J].時代教育，2017，（7）.