部分翻轉課堂在Java 程序設計課程中的探索*

郭子界 王斌科 邱林茹 齊兆杰 張振寧

慶陽職業技術學院 甘肅慶陽 745000

0 引言

翻轉課堂，是指學生在課前或課外觀看教師的視頻講解，自主學習，教師不再占用課堂時間來講授知識，課堂變成了教師學生之間和學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑、合作探究、完成學業等，從而達到更好的教育效果[1]。目前，國內關于翻轉課堂的研究，或集中于翻轉課堂在某一門課程（如中小學課程、中職課程）中的應用，或集中于翻轉課堂與其他教學方法（如線上線下、微課、任務案例）的混合式教學的研究，后者多數出自職業院校的教育工作者。

經濟一般地區的職業院校，學生的基礎和能力與其他高校（甚至其他職業院校）存在較大差距。職業教育作為一種類型教育，必須研究解決這一問題。研究翻轉課堂與線上線下、微課、任務案例等教學方法的混合式教學尚有一定意義，但純粹的翻轉課堂并不適合這些學生，可能面臨學生無法配合、無法跟上的問題。有研究認為：翻轉課堂是一種適合于有甘愿被占用課余時間的主動學習態度、具備基本自學能力與可觀看在線視頻的自學設備的學生的學與教模型[2]。

基于多年的物聯網專業課程的教學經驗，本文提出部分翻轉課堂的教學改革模式，并在Java 程序設計課程中進行大量的探索與實踐，形成實施報告。模式重在“部分”二字，即翻轉課堂還是要翻轉，學生也必須在課前完成學習，但“部分”在于課堂上教師還要不厭其煩地、耐心地“再講一遍”。當然這種“再講”是有重點的、突出難點的講。

1 部分翻轉課堂整體教學設計

Java 程序設計是計算機網絡技術專業的一門專業核心課程，其前對標另一門專業核心課程C++程序設計，共同組成計算機網絡技術專業的語言類課程組。這兩門課程有助于學生總結前期所學計算機基礎、計算機網絡、操作系統的知識，深入學習數據庫類課程，并為后續移動應用開發、物聯網等相關課程的學習打下基礎。而Java 作為迄今最經典、最純粹的面向對象語言，雖面對Python、Julia 的強勁挑戰依然歷久彌新、屹立不倒，顯示了它的強大生命力，是計算機專業學生必須重點掌握的一門編程語言。退一步講，高職學生即使只掌握一門Java 語言，這門語言對其思維能力的訓練提升也是極其重要的；學生在畢業后即使不做Java 軟件設計師，面對畢業后的職場挑戰也會游刃有余。

在Java 程序設計中采用以“部分翻轉課堂”為代表的教學設計方案，取得了明顯的教學效果。

1.1 部分翻轉課堂的教學模式

傳統課堂是充分重視正式課堂上的45 分鐘，課前不預習，或只有少量預習。翻轉課堂要求學生在課前通過慕課視頻等方式完成所有課程內容的學習，正式課堂上則由教師組織學生完成答疑、討論和練習。而慕課的實質是“接受性學習”而不是“探究性學習”，如果僅僅采用慕課式翻轉課堂作為主要的學習方式，會加重學生的課后負擔[3]。針對高職學生自學能力不足和Java 程序設計課的特點，團隊提出“部分翻轉課堂”的模式，即讓學生在課前完成當節內容的慕課視頻學習和教材預習，正式課堂上采用任務引領和講授法相結合的教學方式，將課程的重點和難點給學生以另一種方式“再講一遍”，以加深學生的記憶和理解。再布置適宜的作業讓學生課后完成。

1.2 對比的教學策略

由于學生在學習Java 程序設計課時已經有了C++程序設計課的學習經驗，所以在Java 語言的教學中始終貫穿和C++語言的對比，即一個概念、一個功能在C++中是怎樣的，在Java 中又是如何實現的（學生自己也會忍不住要思考）。如果不這樣做，極易造成學生的困惑和困難。而此“對比”的策略必須在“部分翻轉”的“再講”環節實現。

1.3 任務驅動的教學方法

在每節課程的“再講”環節的設計上采用任務驅動法和講授法相結合。即每節的教學內容分為3 ～5 個教學任務，每個任務由一個問題引領（少數情況下為一個實例），學生在進入后面的學習和聽講前，先通過自己課前的慕課學習和預習回答任務問題（采用搶答記分方式，與課堂成績相聯系），教師在評判問題和回答的時候自然進入任務內容，講授結束后完成任務。教師在任務完成的過程中根據情況可以繼續提出問題。

1.4 精進講授化解課程重點

Java 作為一門計算機語言、一個重要的編程思想——面向對象編程，團隊堅持以形象化和通俗化的語言、前后銜接的緊密邏輯，傳授給學生一套全新的思維，幫助學生鍛煉理解能力、想象力和邏輯思維的能力。課堂精進講授突出課程的重點，化重點為無形。

1.5 精心設計實例貼近學生

為了演示程序的具體編制方法，Java 程序設計作為一門編程課，團隊在課程的幾乎所有章節都精心設計了最少一個編程實例。實例的設計遵循簡單易懂、典型性強、貼近學生生活的原則，不同于慕課視頻，便于課堂講授學習。如介紹類的時候用的是“學生”類、“上課”方法，介紹接口的時候用的是“學習”接口等。

1.6 精彩圖表助力突破難點

作為必要的信息化輔助手段，課程配備了許多圖片和表格。這些圖片和表格多是團隊成員根據自己對課程相關章節的理解制作而成，為了協助表達一些重要的知識點匯集和難點的形象化展示。如此助力學生理解。

2 部分翻轉課堂的教學實施過程

2.1 突出事務型語言特點

不同于C 語言長于科學計算，Java 語言的主要功能是事務管理。所以，在教學的實施過程中，團隊不糾纏于算法、數據結構等的講授，而是真正將“部分”的珍貴“再講”時間著眼于“面向對象”思想的解讀和事務管理的格式、實現方式。

2.2 多層次目標互相滲透

團隊在教學方案的實施中堅持知識目標、能力目標和職業素養目標的互相實現和滲透。在知識學習中貫穿培養能力的目標，在能力目標的達成中融入職業素養的培養，而職業素養的形成又會進一步促進對新知識的學習和新能力的培養，從而在多層次目標的互相結合中更好地達到完整的職業教育的育人目標。

2.3 雨課堂教學方式的引入體現信息化教學

由于雨課堂具有良好的互動性及實時反饋的特點，還有便捷的數據搜索功能以及豐富的可用教學資源[4]，本門課程采取雨課堂教學方式。學生在課前自學慕課視頻，課堂上利用雨課堂進行“部分翻轉課堂”的輔導講授。學生在雨課堂中，在“任務”的引領下，聯系課前預習內容進行思考，同時教師將重難點“再強調一遍”，同步回答雨課堂上教師自編習題，幫助學生加深理解。

2.4 理論學習與實踐技能訓練相結合

部分翻轉Java 程序設計課堂的理論教學任務包括Java 數據類型、程序結構、類與對象、封裝、繼承、多態、數組、抽象類、接口、集合和異常處理等章節共計24 課時，與之相配套的是至少48 學時的上機實踐技能訓練。學生在上機實踐課上或完成教師布置的練習任務，或模擬運行教材等資料上的程序實例。教師也會適時采取現場編程講解的方式向學生示范。

3 課堂教學實施成效

1 號教師在實施部分翻轉課堂教學方案前后，1 號教師采用新教學方案與2 號、3 號教師未采用新教學方案之間的“獨立完成作業率”“作業參與率”“課堂參與率”和“考核優秀率”對比見圖1、圖2（數據來自團隊3 名教師承擔的2016 級、2017 級、2018 級、2019 級計算機網絡技術專業Java 程序設計課程的歷史數據統計）。

圖1 1 號教師實施新型教學方案前后對比

圖2 采用新型教學方案的1 號教師與未采用方案的2 號、3 號教師對比

3.1 獨立完成作業率

獨立完成作業率是指能完全獨立完成80%以上作業的學生占全體學生的比率?？梢钥吹? 號教師在實施新教學方案后比以前有大幅提升，相比其他教師也有優勢。

3.2 作業參與率

作業參與率是指獨立完成2 次以上作業的學生占全體學生的比率。1 號教師在實施新教學方案后比實施前也有大幅提升，同時相比團隊其他教師也有提高。

3.3 課堂參與率

課堂參與率是指課堂80%以上時間能積極回答問題或認真聽講、參與討論，沒有玩手機或睡覺現象的學生占全體學生的比率?？梢园l現無論是縱向對比還是橫向對比，新型教學方案均有大幅提升。

3.4 考核優秀率

考核優秀率是指通過期末總結考核、期中測試考核或其他測試手段發現的掌握Java 程序設計基本思想和方法的較優秀的學生（一般指80 分以上學生）占全體學生的比率。這一比率在實施新教學方案后有較大提升，在團隊內也領先。

3.5 學生滿意率

通過后續Android 應用開發課程的調查發現，2018 級計算機網絡技術班的學生在學期結束后的整體學習滿意率達到65.7%，而2019 級計算機網絡技術班的學生在學期結束后的整體學習滿意率達到了95.7%。

4 結束語

4.1 部分翻轉課堂教育教學改革實施的目的是找到一種結合翻轉課堂和傳統課堂優勢的、適合自學能力較差學生的教育教學法，提高學習效率

1）學生在課前先觀看預先錄好的教學視頻（最好是慕課視頻），并進行教材內容預習；課堂上由教師根據學生的情況“再講一遍”，加深學生記憶。

2）教師需要精選用于學生課前觀看的視頻，最好是二十幾分鐘以內。注意不要一股腦給學生發送好多視頻，浪費學生時間，也讓學生無從下手。

3）教師要在課前公布下節課的問題提綱，讓學生帶著這些問題去看視頻、預習。需要注意公布預習提綱的時間保證，因為只有保證了預習時間，才可以提高翻轉課堂的效率[2]，而部分翻轉課堂歸根結底也是一種翻轉課堂。

4）課堂上教師根據學生自學和預習情況，通過講授，做到重點再強調一遍，難點再講解一遍。

5）學生在課前、課中和課后的交流時間完成討論和互相學習，增強學習效果。

6）以上改革方案的關鍵在于要做好適合于“部分”翻轉課堂的教學設計和教學課件：既要有一定高度（總結重點，解決難點），不是原有課前內容的簡單照搬，又要契合學生實際，使學生平穩自然接受（即使部分學生只是少量預習或者沒有翻轉學習），并順利切入重難點，一舉突破。

4.2 教學反思與整改

1）針對學生課堂回答問題不夠積極活躍的問題，教學過程中采取課堂成績、平時成績分數激勵（主動回答答錯不扣分）和分數鞭策（提問回答，答錯扣分）（答對均加分）的形成性考核體系，再加上期末理論加實踐的總結性考核，共同形成對學生的評價體系。

2）同樣為提高課堂參與度與活躍度，需要在教學設計中進一步優化問題設計和提問環節。

3）為凸顯和進一步使用信息化教學手段，需要加大教學設計中的多媒體手段。

4）需要參照優秀課程設計，嘗試采用課堂編程演示的教學方法提高教學效果。

4.3 意義和推廣應用

基于Java 程序設計課程總結出的部分翻轉課堂教學改革模式在教學改革理論上有一定突破，在網絡數據庫原理、Linux 操作系統、物聯網導論等多門電子信息類專業課程上作了推廣應用，教學效果良好，學生反響較好，具備向其他理工科高職專業課程和一般職業院校推廣的價值。