移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂在程序設(shè)計(jì)類課程的實(shí)施與探討

摘" 要" 隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟并廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的便捷性和高效性，可以讓師生隨時(shí)隨地開展教學(xué)工作。程序設(shè)計(jì)類課程除了理論內(nèi)容外，對(duì)動(dòng)手能力也要求很高，而受限于各種因素，實(shí)際的編程實(shí)踐效果大大弱化。討論利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，在無法滿足線下教學(xué)的情況下，重新設(shè)計(jì)個(gè)性化的翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容，提高學(xué)生參與編程實(shí)踐的積極性和對(duì)編程類課程的興趣。

關(guān)鍵詞" 移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂；移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)；程序設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）03-0113-04

0" 引言

對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)院校來說，信息技術(shù)類課程開設(shè)的初衷是“讓信息技術(shù)服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”，因此，對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力有很高要求。作為農(nóng)業(yè)院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，熟練掌握1門編程語言是提高程序設(shè)計(jì)能力的基本條件，目前編程類課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式下受多因素影響，會(huì)存在以下幾個(gè)問題。

1）實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，比如Java程序設(shè)計(jì)這門必修課，只有20個(gè)學(xué)時(shí)，而且對(duì)于低年級(jí)學(xué)生開設(shè)這門課程，很多學(xué)生對(duì)基本的計(jì)算機(jī)操作還不是很熟練，因此，實(shí)驗(yàn)課大部分時(shí)間都被用來幫助學(xué)生糾正“課程外的錯(cuò)誤”。

2）學(xué)生缺少主動(dòng)編程的興趣。無論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課，當(dāng)老師給出需要?jiǎng)邮植僮鞯念}目或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生主動(dòng)參與的積極性偏低，很多學(xué)生為了完成任務(wù)會(huì)借鑒其他同學(xué)的程序代碼，而不去真正理解程序，缺少獨(dú)立解決問題的能力，以至于脫離老師和同學(xué)就無從下手。

3）缺乏對(duì)動(dòng)手能力的考核機(jī)制。目前，編程類課程的考核機(jī)制以筆試為主，主要考查學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)高級(jí)語言基礎(chǔ)知識(shí)的掌握能力。筆試題中只有20%左右的編程題，而且筆試編程題對(duì)于語法的要求沒有機(jī)考要求嚴(yán)格，這也導(dǎo)致很多學(xué)生不在意自己對(duì)代碼是否熟悉，只要在卷紙上給出思路就能得分的錯(cuò)誤印象，這樣會(huì)間接影響學(xué)生對(duì)手動(dòng)編程的重視程度。

針對(duì)上述問題，筆者在課程中引入了移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，建立了“以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師引導(dǎo)學(xué)生為輔”的教學(xué)方式，讓學(xué)生在一次次的翻轉(zhuǎn)課堂中逐漸培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力和自主學(xué)習(xí)能力，為學(xué)好編程類課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1" 移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂模式分析

1.1" 翻轉(zhuǎn)課堂模式的本質(zhì)

“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）[1]與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，是一種新型的顛倒時(shí)空順序的教學(xué)方式，將知識(shí)在課前通過在線方式傳遞給學(xué)生，而真正課堂教學(xué)主要輔助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)深加工。近些年，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為教學(xué)研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，被評(píng)為“21世紀(jì)改變課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革”。“翻轉(zhuǎn)課堂”是2007年在美國(guó)出現(xiàn)的，十多年過去了，這種教學(xué)模式已經(jīng)在全世界不同地區(qū)的學(xué)校中普及開展，包括“可汗學(xué)院”[2]“MOOC（慕課）”[3]“SPOC（小型私密在線課程）”[4]的出現(xiàn)和普及，都為翻轉(zhuǎn)課堂的開展提供了豐富的教學(xué)資源。

雖然“翻轉(zhuǎn)課堂”從字面上容易理解，但其內(nèi)涵要經(jīng)過充分運(yùn)用過之后才能領(lǐng)會(huì)。“翻轉(zhuǎn)”并不僅僅是形式上的轉(zhuǎn)換課堂教學(xué)時(shí)間和順序，而是需要對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)和重構(gòu)，師生角色需要真正“調(diào)轉(zhuǎn)”，學(xué)習(xí)方式需要改變，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)范圍都需要擴(kuò)展。

近些年，國(guó)內(nèi)關(guān)于“翻轉(zhuǎn)課堂”的研究和使用呈井噴式發(fā)展，很多教學(xué)案例在具體實(shí)施過程中缺乏有效指導(dǎo)，“教”的方式和策略沒有發(fā)生根本轉(zhuǎn)變，沒有從教學(xué)目標(biāo)、師生角色、學(xué)習(xí)方式等方面進(jìn)行優(yōu)化，幫助學(xué)生提高對(duì)知識(shí)的掌握程度[5]。

1.2" 移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)下的“翻轉(zhuǎn)課堂”

近些年，隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)和應(yīng)用的普及，翻轉(zhuǎn)課堂模式也發(fā)生了一些顯著的變化。一些適用于翻轉(zhuǎn)課堂的低成本解決方案開始涌現(xiàn)，這也有力推動(dòng)了翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展[6]。目前，學(xué)生可以在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下使用多種移動(dòng)終端開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生課前在線學(xué)習(xí)提供了有效途徑。但移動(dòng)模式下的翻轉(zhuǎn)課堂也存在一些問題，比如智能手機(jī)的便利性導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于較難問題的解決大多選擇從網(wǎng)絡(luò)中尋求答案，不嘗試通過分析和思考解決問題。此外，移動(dòng)設(shè)備的使用有“時(shí)間碎片化”的特點(diǎn)，這樣容易造成學(xué)習(xí)過程的不連貫，使得學(xué)生思維碎片化和淺層化。因此，如何發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的低成本、便捷性優(yōu)勢(shì)，同時(shí)將教學(xué)過程從碎片化和淺層轉(zhuǎn)向深層理解，使學(xué)習(xí)過程從表面走向內(nèi)核，這是“移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂”需要重點(diǎn)研究的問題。

2" 移動(dòng)互聯(lián)模式下的翻轉(zhuǎn)課堂模式

2.1" 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

如何深入理解移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂這個(gè)概念以及教學(xué)模式是首要任務(wù)，以計(jì)算機(jī)語言類課程的教學(xué)內(nèi)容為例，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教學(xué)方式，具體如下。

1）教師要根據(jù)每堂課要講授的重點(diǎn)內(nèi)容，找到適合的案例和項(xiàng)目，錄制案例和項(xiàng)目的解析視頻與課件，包括對(duì)案例內(nèi)容的分析，如何從面向?qū)ο蠼嵌仁崂眄?xiàng)目中各模塊之間的關(guān)系，給出1～2個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建過程，并引導(dǎo)學(xué)生自己來補(bǔ)充剩余內(nèi)容等。將視頻和課件上傳到公共平臺(tái)，將示例代碼和文檔上傳到云端，共享給學(xué)生，設(shè)立打卡機(jī)制督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)，并要求學(xué)生對(duì)難點(diǎn)問題進(jìn)行標(biāo)注。所有重點(diǎn)內(nèi)容會(huì)在課堂上由教師解答，并給出類似練習(xí)題，鼓勵(lì)學(xué)生組隊(duì)或單獨(dú)完成，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

2）選擇合適的教學(xué)APP和文檔共享平臺(tái)，這些平臺(tái)需要兼容各種移動(dòng)操作系統(tǒng)，比如至少滿足IOS、Android等主流移動(dòng)端操作系統(tǒng)，以保證學(xué)生可以隨時(shí)隨地獲得一手學(xué)習(xí)資料。此外，教學(xué)APP的功能也要盡量豐富，比如打卡功能、點(diǎn)贊功能、彈幕功能等，增強(qiáng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣。

2.2" 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)施

2.2.1" 課前階段

教師方面，課程前3天發(fā)布教學(xué)視頻資料，主要是在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和知名視頻網(wǎng)站上找到與下次課程相關(guān)聯(lián)的教學(xué)內(nèi)容。此外，根據(jù)視頻講述的內(nèi)容，給學(xué)生布置教學(xué)任務(wù)，如提前將課程內(nèi)容概況形成結(jié)構(gòu)性文檔，用于課上筆記。預(yù)定網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議，與學(xué)生進(jìn)行在線互動(dòng)答疑，解決學(xué)生在翻閱課程資料中遇到的問題。在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源時(shí)，要設(shè)置打卡簽到環(huán)節(jié)，以用于監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)平時(shí)學(xué)習(xí)情況給定成績(jī)。總結(jié)教學(xué)視頻中的難點(diǎn)，形成文字資料，在課堂中對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解。此外，課程組教師要在課前對(duì)本課程的核心內(nèi)容以及擴(kuò)展內(nèi)容進(jìn)行討論，找出較難理解的知識(shí)點(diǎn)并從學(xué)生的角度給問題出解決方案。學(xué)生方面，課程前3天根據(jù)教師給定的教學(xué)視頻資源來自主學(xué)習(xí)，期間可以根據(jù)課程內(nèi)容的難度調(diào)整視頻的播放次數(shù)。在完成教師布置的視頻任務(wù)后，完成教師給定的線上測(cè)試題目。在解決問題時(shí)，根據(jù)題目的難度，可以采用單人或分組方式，通過討論分析，給出問題最優(yōu)解。

2.2.2" 課中階段

教師方面，首先對(duì)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋，主要對(duì)每位學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)進(jìn)度和完成情況進(jìn)行總結(jié)，提高學(xué)生對(duì)線上教學(xué)資源的重視度。其次，組織豐富多樣的課堂教學(xué)活動(dòng)，比如翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生“以我為主”對(duì)已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行“再輸出”，幫助學(xué)生對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)問題理解。翻轉(zhuǎn)課堂期間，教師要認(rèn)真做好記錄，發(fā)現(xiàn)并修正隨時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤知識(shí)。最后在翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)束后，教師要對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂完成情況進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)共性問題給予充分的解答。學(xué)生方面，在課下積極參與教師組織的隨堂測(cè)試，在測(cè)試過程中評(píng)估自己對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度。以個(gè)人或小組形式完成翻轉(zhuǎn)課堂活動(dòng)，根據(jù)課前準(zhǔn)備的翻轉(zhuǎn)課堂筆記對(duì)知識(shí)進(jìn)行二次理解和再輸出。期間，小組提問互評(píng)，對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行組內(nèi)梳理，并對(duì)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的共性問題進(jìn)行討論。

2.2.3" 課后階段

教師方面，根據(jù)課堂上學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)繪制知識(shí)圖譜，選擇1～2項(xiàng)知識(shí)圖譜的分支進(jìn)行拓展知識(shí)學(xué)習(xí)，一般要求學(xué)生對(duì)相關(guān)拓展知識(shí)進(jìn)行線上查找和總結(jié)，并形成文檔。此外，為促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移，給學(xué)生推薦多個(gè)程序設(shè)計(jì)案例進(jìn)行知識(shí)與案例之間的技術(shù)映射。為學(xué)生提供充分的課后互動(dòng)和答疑時(shí)間，幫助學(xué)生深入理解知識(shí)。學(xué)生方面，主動(dòng)參與和完成知識(shí)拓展活動(dòng)，對(duì)課上研究的核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析并梳理出知識(shí)分支，選擇其中1～2項(xiàng)知識(shí)分支作為拓展的核心內(nèi)容，并針對(duì)核心內(nèi)容的關(guān)鍵詞尋找相關(guān)的視頻和文字資源，通過小組討論方式完成知識(shí)拓展。完成老師布置的課后作業(yè)，同時(shí)整理筆記形成知識(shí)圖譜。根據(jù)實(shí)際程序開發(fā)案例，對(duì)知識(shí)點(diǎn)與技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行映射，對(duì)知識(shí)進(jìn)行遷移，為將來熟練使用知識(shí)提供幫助。參與課后互動(dòng)提問，將課上或課前遇到的問題反饋給老師。

2.3" 教學(xué)考核方式改革

教學(xué)評(píng)價(jià)的目的是保障教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，目標(biāo)導(dǎo)向是教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)遵從的基本原則。從工科專業(yè)混合式教學(xué)目標(biāo)的特點(diǎn)來看，線上的教學(xué)目標(biāo)相對(duì)是顯性的，較容易評(píng)價(jià)，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)隨堂測(cè)驗(yàn)、考試等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)上述目標(biāo)的教學(xué)評(píng)價(jià)；但線下的教學(xué)目標(biāo)相對(duì)是隱性的，包括工程能力、合作能力、思維方式、創(chuàng)造力等難以做出量化指標(biāo)和客觀評(píng)價(jià)。所以，這類教學(xué)目標(biāo)要結(jié)合研究性教學(xué)的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)估準(zhǔn)則、同時(shí)參考學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，進(jìn)而評(píng)價(jià)教學(xué)效果。工科專業(yè)混合式教學(xué)最終效果，還應(yīng)在目標(biāo)要素評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，通過與傳統(tǒng)教學(xué)的比較，檢驗(yàn)其有效性。

1）線上評(píng)價(jià)：線上教學(xué)是以知識(shí)為核心點(diǎn)，通過原理的傳授讓學(xué)生掌握J(rèn)ava語言的理論知識(shí)和編程技能。針對(duì)上述目標(biāo)，主要采用在線測(cè)試、考試等評(píng)價(jià)手段，考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)、方法原理、實(shí)際操作的掌握情況。

2）線下評(píng)價(jià)：線下教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生在開發(fā)過程中遇到的實(shí)際問題的各項(xiàng)能力為核心點(diǎn)。考查學(xué)生在新任務(wù)中的創(chuàng)新思維能力，合作開發(fā)時(shí)的表達(dá)溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。針對(duì)上述目標(biāo)，主要采用問卷調(diào)查并結(jié)合教師主觀評(píng)價(jià)等方法，考查學(xué)生以上能力素養(yǎng)的提升情況。

3）小組活動(dòng)評(píng)價(jià)：比較兩種教學(xué)模式對(duì)學(xué)生表達(dá)溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新思維等高階能力素質(zhì)提升情況的影響，驗(yàn)證混合式教學(xué)效果。

4）作業(yè)評(píng)價(jià)：對(duì)該課程混合式教學(xué)改革前、后兩學(xué)年，學(xué)生的課業(yè)成績(jī)進(jìn)行比較分析，相對(duì)客觀評(píng)價(jià)混合式教學(xué)中知識(shí)傳授、技能訓(xùn)練的效果。

2.4" 教學(xué)改革效果

為了比較傳統(tǒng)教學(xué)模式和移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)差異，本案例基于選課人數(shù)，按照實(shí)際情況對(duì)整個(gè)樣本進(jìn)行抽樣，分別從傳統(tǒng)教學(xué)模式和翻轉(zhuǎn)課堂模式抽取了兩學(xué)年的樣本，其中每學(xué)期、每種模式各30名學(xué)生，其中傳統(tǒng)教學(xué)模式為A組，移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂模式為B組，每組學(xué)生的性別比例（男∶女=2∶1）、專業(yè)和入校時(shí)間相同，生源地區(qū)分布基本一致，這樣保證了樣本的公平性。

2.4.1" 課業(yè)成績(jī)實(shí)施效果

從A、B兩組學(xué)生的課業(yè)成績(jī)來看，A組B組在均值、方差、優(yōu)秀率方面均有較大差異。B組學(xué)生的平均成績(jī)比A組學(xué)生高8.3分。B組學(xué)生成績(jī)方差相對(duì)較低（為4.6），而A組為10.3，這表明通過移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式可以減少學(xué)生成績(jī)差異，保證了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度的一致性。在優(yōu)秀率（成績(jī)90分以上）方面，B組對(duì)應(yīng)的優(yōu)秀率相比于A組有顯著提升，整體提升了10.7%（見表1）。這表明，移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式注重線上與線下相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)研究性教學(xué)、合作學(xué)習(xí)這樣一種新的教學(xué)模式，有利于提升學(xué)生對(duì)知識(shí)、原理、技術(shù)和方法的理解與掌握，降低不同學(xué)生間的學(xué)習(xí)效果差異，進(jìn)而提升學(xué)生的成績(jī)。相比于傳統(tǒng)教學(xué)，移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在知識(shí)傳授、技能訓(xùn)練方面，能夠取得更好的教學(xué)效果。

2.4.2" 實(shí)際開發(fā)中的代碼質(zhì)量評(píng)價(jià)

對(duì)于計(jì)算機(jī)代碼質(zhì)量方面，程序的評(píng)價(jià)有一定的主觀性，為了降低主觀因素的干擾，驗(yàn)證過程使用了7種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：維護(hù)性、可讀性、可擴(kuò)展性、靈活性、簡(jiǎn)潔性、可復(fù)用性、可測(cè)試性。這里對(duì)A、B組學(xué)生在實(shí)際項(xiàng)目中的代碼質(zhì)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)（5名具有開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)學(xué)生的代碼進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)），具體數(shù)據(jù)如表2所示。其中B組各項(xiàng)評(píng)分都高于A組，其中程序可讀性、簡(jiǎn)潔性和可測(cè)試性都可以達(dá)到A級(jí)評(píng)分，這也證明移動(dòng)教學(xué)內(nèi)容對(duì)于指導(dǎo)實(shí)際開發(fā)非常有效。

3" 結(jié)束語

雖然移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比優(yōu)勢(shì)明顯，但仍然存在一些具體問題。

1）部分教學(xué)視頻的時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，在一段視頻中包含的知識(shí)點(diǎn)較多，不利于配合線下教學(xué)計(jì)劃的制訂。會(huì)出現(xiàn)同一段視頻中內(nèi)容，需要兩次線下面授才能完成，不利于教學(xué)任務(wù)的安排。

2）上機(jī)實(shí)踐的相關(guān)教學(xué)資源稍顯不足。

3）線上教學(xué)的考核方式，有待更新，大部分同學(xué)能夠積極參與到學(xué)習(xí)過程中，但也有部分學(xué)生通過掛機(jī)、刷視頻時(shí)長(zhǎng)，應(yīng)付課后的線上視頻學(xué)習(xí)任務(wù)。

4）線上教學(xué)資源中，建議增加團(tuán)隊(duì)合作能力培養(yǎng)的內(nèi)容，例如，拍攝一些團(tuán)隊(duì)開發(fā)項(xiàng)目過程的視頻，這可以讓學(xué)生更加直觀地理解團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目是如何完成的。

為應(yīng)對(duì)上述問題，本案例結(jié)合課程特點(diǎn)對(duì)教學(xué)過程如何改進(jìn)進(jìn)行了一些思考，具體包括：

1）線上教學(xué)資源，建議將視頻資源的內(nèi)容細(xì)化，每段視頻只包含1～2個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)，這既可以讓線下教學(xué)任務(wù)的安排更加靈活，也有利于教學(xué)資源的推廣，可以更好地滿足不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)于不同課程學(xué)習(xí)難度的需要；

2）增加上機(jī)實(shí)踐操作的線上教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生在課后上機(jī)練習(xí)時(shí)有指導(dǎo)作用，可以有效地輔助線下上機(jī)實(shí)踐練習(xí)；

3）進(jìn)一步豐富創(chuàng)新線上線下課堂的教學(xué)形式，采用多種形式的教學(xué)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)習(xí)效果。

4" 參考文獻(xiàn)

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