移動(dòng)學(xué)習(xí)在翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用模型研究
——以編譯原理課程應(yīng)用為例

苗婧怡

（遼寧師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧大連 116081）

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)專業(yè)人才需求旺盛，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)成為熱點(diǎn)。過去，計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在軟硬件知識(shí)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力方面有獨(dú)特優(yōu)勢，現(xiàn)在，大量的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生也可學(xué)習(xí)信息技術(shù)相關(guān)課程并通過計(jì)算機(jī)等級(jí)考試，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的獨(dú)特優(yōu)勢正逐漸減弱［1-3］。

《關(guān)于計(jì)算機(jī)人才需求的調(diào)研報(bào)告》［4］指出，總體上計(jì)算機(jī)類人才需求量很大，但計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況卻不理想。調(diào)查發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生有4 個(gè)方面不足：基礎(chǔ)知識(shí)積累不足、缺少程序設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、欠缺創(chuàng)新精神與創(chuàng)新意識(shí)、缺乏團(tuán)隊(duì)精神與溝通交流能力。造成這些不足的主要原因有：

（1）學(xué)生本身不重視基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)。大學(xué)是提高學(xué)習(xí)能力與專業(yè)能力的土壤，但部分學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后缺乏自主學(xué)習(xí)自覺性，并且不重視課程學(xué)習(xí)。

（2）學(xué)生缺少實(shí)踐機(jī)會(huì)。計(jì)算機(jī)專業(yè)課程大多需要實(shí)際操作，上機(jī)訓(xùn)練是最基礎(chǔ)內(nèi)容，但學(xué)生較少進(jìn)行工程項(xiàng)目實(shí)踐，編寫、編譯、調(diào)試程序等步驟涉及較少。

（3）教學(xué)方法仍以灌輸式為主。灌輸式教學(xué)可在最短的時(shí)間學(xué)習(xí)最多的知識(shí)，但這種教學(xué)方法使學(xué)生對知識(shí)的掌握太過片面［5］，只靠死記硬背很難達(dá)到全面掌握知識(shí)目的。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)手段與模式也在不斷創(chuàng)新，學(xué)生能學(xué)以致用才是成功的教學(xué)。為適應(yīng)科技發(fā)展進(jìn)程，要加快教育改革步伐，引入教育新技術(shù)、新手段，提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)和核心競爭力。

編譯原理課程為計(jì)算機(jī)專業(yè)主干課程，從1997 年就備受教育工作者重視，相關(guān)研究很多。饒文碧［6］通過CAI系統(tǒng)將編譯原理課程分為教學(xué)單元和練習(xí)、測試單元，提出建立編譯全過程模型，采用分段解析教學(xué)方法建立試題庫和答案庫；王一賓［7］提出編譯原理課程重點(diǎn)應(yīng)是課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)；尹大力［8］提出基于Del phi5 開發(fā)平臺(tái)為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境；劉香芹等［9］利用微博技術(shù)為師生提供合適的交流平臺(tái)，共享學(xué)習(xí)信息與資源；韓士元等［10］將MOOC 教學(xué)模式與編譯原理課程教學(xué)結(jié)合，探討其實(shí)施的可能性；王新峰等［11］將西方的研討式教學(xué)模式引入到編譯原理課程教學(xué)中，把課程分為確定研討主題、課前準(zhǔn)備、課堂討論、課后總結(jié)4 個(gè)階段；畢冉等［12］基于產(chǎn)出為導(dǎo)向（Outcome-Based Education，OBE）的教學(xué)模式，對課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分解，提出新的教改措施；張雪等［13］將CDIO 工程教育模式引入編譯原理課程，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行改革。以上方法較注重教學(xué)內(nèi)容的分配，而不是教學(xué)設(shè)計(jì)的具體過程，且未有人將移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用于編譯原理課前和課后。本文基于相關(guān)文獻(xiàn)，利用專業(yè)的課堂管理工具“A+課堂派”（以下簡稱課堂派），將移動(dòng)學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂相融合并應(yīng)用于編譯原理課程教學(xué)，提出相關(guān)應(yīng)用模型及新的改革思路。

1 可行性分析

1.1 學(xué)習(xí)者特點(diǎn)分析

在線學(xué)習(xí)的有效性不僅依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而且必須與學(xué)習(xí)者個(gè)體特征相匹配，才能與學(xué)習(xí)者產(chǎn)生良性互動(dòng)，獲得最佳的學(xué)習(xí)效果［14］。編譯原理課程教學(xué)對象是大三學(xué)生，他們已經(jīng)形成較為成熟的學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)目的、內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)模式都會(huì)對其學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生很大影響。所以在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)之前，需要對學(xué)習(xí)者特征具體分析，以便開展個(gè)性化教學(xué)。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用創(chuàng)新性

編譯原理主要介紹通用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)原理、方法與技術(shù)，是許多課程的綜合性實(shí)踐，擬加深學(xué)生對程序設(shè)計(jì)語言課程中語言基本單位定義與作用的理解，是計(jì)算機(jī)專業(yè)代表課程之一［15］。

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）是一種新型教學(xué)模式，學(xué)生在課前通過互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)微信等多種傳播平臺(tái)，以看視頻或閱讀文章的方式進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，然后登陸到在線教育平臺(tái)反映學(xué)習(xí)遇到的問題，教師根據(jù)學(xué)生的提問進(jìn)行組織整理，有針對性地開發(fā)教學(xué)材料［16］。這種教學(xué)組織形式將傳統(tǒng)課堂面授式教學(xué)轉(zhuǎn)變成啟發(fā)式、對話式、討論式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主思考問題、解決疑惑，符合大學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，有助于培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，形成符合自身的新知識(shí)體系。基于移動(dòng)學(xué)習(xí)（m-learning）的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式為教學(xué)交互提供更多元的空間，將學(xué)習(xí)者與教師、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者、教師與教師之間緊密聯(lián)系，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂的不足。

基于移動(dòng)學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂模式，本文設(shè)計(jì)智慧樹成長模式，如圖1 所示。移動(dòng)學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式可為學(xué)生帶來開放的學(xué)習(xí)場所，綜合移動(dòng)學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)的自主學(xué)習(xí)方式、多元化的學(xué)習(xí)資源、分層的學(xué)習(xí)目標(biāo)、小組協(xié)作活動(dòng)、多階段評(píng)價(jià)體系和自主學(xué)習(xí)監(jiān)控管理機(jī)制，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考問題并解決問題，最終成為創(chuàng)新型人才。

圖1 智慧樹成長模式

2 “A+課堂派”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型

編譯原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)最具代表性的算法類課程之一［17］。傳統(tǒng)課堂教師以“講授法+演示法+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式向?qū)W生傳授編譯原理。由于課時(shí)有限，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)過程無法完整實(shí)現(xiàn)，往往一節(jié)課只能講授和演示課程，項(xiàng)目和任務(wù)留給學(xué)生課后完成，造成問題不能及時(shí)解決，無法訓(xùn)練提高等一系列問題。

本文將移動(dòng)學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂移植到傳統(tǒng)課堂上，建構(gòu)基于“A+課堂派”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，如圖2 所示。選取《編譯原理（第二版）》一書第四章第三單元《有窮自動(dòng)機(jī)》構(gòu)建模型。

2.1 課前教師準(zhǔn)備模塊

（1）創(chuàng)建班級(jí)。教師課前在課堂派上創(chuàng)建班級(jí)、添加成員并劃分學(xué)習(xí)小組。每個(gè)小組3～5 人，設(shè)組長、監(jiān)察長、檢察官、程序員等角色。組長負(fù)責(zé)制定學(xué)習(xí)計(jì)劃時(shí)間表，以保證課前完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在所有任務(wù)完成后負(fù)責(zé)總結(jié)小組成果并進(jìn)行匯報(bào)；監(jiān)察長負(fù)責(zé)監(jiān)督所有成員是否按時(shí)完成任務(wù)，起到督促作用；檢察官在小組成員完成初步學(xué)習(xí)任務(wù)后，提醒進(jìn)行課前測試，檢查測試結(jié)果并把結(jié)果匯報(bào)給組長；程序員負(fù)責(zé)解決小組學(xué)習(xí)時(shí)遇到的編程問題，幫助小組成員學(xué)習(xí)，把解決不了的問題匯報(bào)給小組長。每周小組成員重新設(shè)定一次，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

圖2 基于“A+課堂派”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式框架

（2）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源。教師在備課階段要進(jìn)行一系列準(zhǔn)備工作。首先要設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)資源包括教學(xué)課件、視頻、動(dòng)畫、課前測試題、測試答案以及相關(guān)資料的查找網(wǎng)址等，并將這些相關(guān)資源上傳到課堂派。《有窮自動(dòng)機(jī)》可用簡短的視頻或課件介紹確定的有窮自動(dòng)機(jī)和不確定的有窮自動(dòng)機(jī)定義，不確定的有窮自動(dòng)機(jī)確定化以及確定的有窮自動(dòng)機(jī)化簡等算法和例題可使用動(dòng)畫更生動(dòng)地體現(xiàn)。每個(gè)教學(xué)視頻在2～5min 之間，包含一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，不宜超過10min，也可通過慕課、網(wǎng)易公開課等平臺(tái)搜集課程視頻。

（3）分配學(xué)習(xí)任務(wù)。教師將任務(wù)單通過課堂派上的“小組作業(yè)”功能發(fā)布給學(xué)生，每個(gè)小組課前要將任務(wù)單完成進(jìn)度上傳。教師通過課堂派批閱學(xué)生作業(yè)，提醒未完成任務(wù)的小組。任務(wù)描述要簡潔，目標(biāo)分類要細(xì)致，課前和課中任務(wù)分配要適宜。在學(xué)生能力范圍內(nèi)將任務(wù)分成3個(gè)等級(jí)：初級(jí)任務(wù)要符合教學(xué)目標(biāo)最低限度要求，每個(gè)學(xué)習(xí)者都有能力在課前完成；中級(jí)任務(wù)要符合教學(xué)目標(biāo)基本要求，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者在課前獨(dú)立完成；高級(jí)任務(wù)要符合教學(xué)目標(biāo)最高要求，課上通過教師指導(dǎo)完成并鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者獨(dú)立完成［18］。《有窮自動(dòng)機(jī)》一課中，總結(jié)有窮自動(dòng)機(jī)定義屬于初級(jí)任務(wù)，歸納確定有窮自動(dòng)機(jī)和不確定有窮自動(dòng)機(jī)的區(qū)別屬于中級(jí)任務(wù)，化簡確定的有窮自動(dòng)機(jī)屬于高級(jí)任務(wù)。

（4）發(fā)布評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)過程包括課前、課中、課后3個(gè)階段，為檢驗(yàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)支持的翻轉(zhuǎn)課堂是否有效，除課后進(jìn)行小測驗(yàn)外，還要增加過程性評(píng)價(jià)（見表1），注意目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)和評(píng)估三者應(yīng)一致［19］。過程性評(píng)價(jià)占總成績36%，形成性評(píng)價(jià)占總成績64%；課前測試占此部分成績的30%，課后測試占此部分成績的70%。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂過程性評(píng)價(jià)

（5）答疑與指導(dǎo)。鼓勵(lì)學(xué)生通過課堂派的“私信”功能主動(dòng)與教師或同學(xué)溝通交流，教師可直接在私信中解決學(xué)生提出的問題，對出現(xiàn)頻率高的問題要收集起來在課堂上講解。

（6）課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。在面授前要做好教學(xué)設(shè)計(jì)，確定上課需要討論的課題以及協(xié)作學(xué)習(xí)方式。面授是對課前學(xué)習(xí)的升華，所以課題選擇要有深度。《有窮自動(dòng)機(jī)》一課中，需要強(qiáng)調(diào)確定的有窮自動(dòng)機(jī)和不確定的有窮自動(dòng)機(jī)之間的區(qū)別、子集構(gòu)造算法運(yùn)用以及確定有窮自動(dòng)機(jī)化簡［20］等內(nèi)容。教師應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與合作意識(shí)，交流學(xué)習(xí)成果、開展問題競賽、小組討論和程序設(shè)計(jì)比賽等，以加強(qiáng)小組成員間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.2 課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)模塊

學(xué)生在組長的組織下通過課堂派觀看教學(xué)視頻，自主學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，記錄學(xué)習(xí)中遇到的問題；自學(xué)完成后在課堂派的“測試”選項(xiàng)卡中完成測試題并提交。學(xué)生在自學(xué)階段可以提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、鍛煉溝通交流能力以及查閱文獻(xiàn)資料的能力。

2.3 課中面授模塊

在面授課堂，教師先用課堂派分享課前測試結(jié)果。課堂派測試選項(xiàng)卡中有試卷分析功能，教師可針對部分疑難問題答疑；然后在課堂派話題選項(xiàng)卡中發(fā)起話題討論，組織學(xué)生進(jìn)行小組協(xié)作學(xué)習(xí)，共同探討問題，形成學(xué)習(xí)共同體；聽取小組討論結(jié)果匯報(bào)，總結(jié)課程內(nèi)容，深化討論主題。學(xué)生要認(rèn)真思考教師提出的問題，與小組成員互幫互助協(xié)作學(xué)習(xí)。采用板書形式匯報(bào)，分享討論成果。在課堂上吸收知識(shí)，達(dá)到知識(shí)內(nèi)化目的。

2.4 課后復(fù)習(xí)模塊

翻轉(zhuǎn)課堂課后部分很重要。教師在課堂派的“互動(dòng)”選項(xiàng)卡中提供答疑和指導(dǎo)服務(wù)，解答部分學(xué)生仍未解決的疑惑。教師要充分利用課堂派功能，為學(xué)生推送核心微課程，提醒學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)。除此之外，教師要利用好課堂派的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析功能，提取有用信息，完善線下教學(xué)。

3 結(jié)語

計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生只有通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)，熟練掌握基本的應(yīng)用技能，才能發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢為社會(huì)服務(wù)［1］。計(jì)算機(jī)專業(yè)教師要跟上時(shí)代步伐，掌握科技前沿知識(shí)。我國大部分高校仍以教材知識(shí)為主，不重視實(shí)踐和創(chuàng)新。因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)模式亟待改革創(chuàng)新。移動(dòng)學(xué)習(xí)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合給課堂教學(xué)注入活力。靈活運(yùn)用各種移動(dòng)端APP 輔助教學(xué)，既可節(jié)省教學(xué)時(shí)間，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對提升學(xué)生的綜合能力效果顯著。