翻轉課堂在大學計算機課程中的應用研究*

李　名，李瑞萍（.河南師范大學 計算機與信息工程學院，河南 新鄉453007；.河南師范大學 現代教育技術中心，河南新鄉453007）

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翻轉課堂在大學計算機課程中的應用研究*

李名1，李瑞萍2
（1.河南師范大學 計算機與信息工程學院，河南 新鄉453007；2.河南師范大學 現代教育技術中心，河南新鄉453007）

翻轉課堂是近年來國內教育技術領域的研究熱點。然而，該理念的應用必須結合具體的實際情況，先將其“本土化”才能真正發揮作用。作者結合自身的高校教學經歷，針對大學計算機課程提出一種新的翻轉課堂教學模式，并通過實驗研究驗證了所提出方案的有效性，從而為廣大高校教學工作者提供了借鑒。

翻轉課堂；計算機；教學模式；高校教學；實驗研究

一、課程分析與學情分析

本文所提到的大學計算機課程是狹義的大學計算機課程，主要指具有較強操作性的計算機專業課程，如C語言、ORACLE、Linux等課程。

這類課程的共性是：

（1）理論課需要配合上機實驗課，必須通過動手操作才能真正掌握所學知識；

（2）課程內容前后有較強的連貫性，即只有當前面的內容掌握之后才能學好后面的內容；

（3）按照課本上的步驟，學生可以自學，但是容易碰到問題致使學習中斷；

（4）適用于基于問題的學習方式，問題的解決速度和經驗積累的程度有關，并且二者相互促進。

大學生普遍經歷了從小學到高中較長時期的講授式教學方式，學習方式較為被動，學習主動性、積極性不夠高，在自主學習中針對性不強，缺乏對知識體系的把握能力。同時，大學生學習的特點是：學習自由度較高，有較充足的課余時間，不過從選課到課余時間的學習計劃都需要充分發揮學生的主觀能動性。

在大學計算機課程的課堂上，由于學生集中注意力的時間有限，很容易出現“不知道老師講到哪了”的情況，即使翻閱課本找到了當前的教學內容，也往往會因為需要查閱之前講過的內容而錯過了現在正在講授的內容，導致課堂教學效果下降。

如果課后沒有及時把所缺知識補上，上機的時候遇到困難也沒有積極問老師或同學，就會使學生覺得越來越學不懂，打擊學生的積極性和自信心，進而又影響課堂上的聽課效果，產生惡性循環。

因此，為了提高大學計算機課程教學效果，必須及時對學生欠缺的知識內容進行補充，充分調動每個學生的學習積極性，增強學生的自學能力，激發學生上機實踐的興趣，培養學生遇到問題解決問題的意識與能力。

二、翻轉課堂及其應用

翻轉課堂，是指教育者借助計算機和網絡技術，利用教學視頻把知識傳授的過程放在教室外，給予學生更多的自由，允許學生選擇最適合自己的學習方式接受新知識，確保課前深入學習真正發生；而把知識內化的過程放在教室內，以便學生之間、學生和教師之間有更多的溝通和交流，確保課堂上能夠真正引發觀點的相互碰撞，把問題的思考引向更深層次。［1］

翻轉課堂的理念自從2011年被引入我國以來［2］產生了較大影響，被譽為是解放學生學習力的革命。［3］與此同時，由于我國的課堂教學情況與西方存在較大差異，翻轉課堂的理念難以直接在我國應用，而我國也有自己的“跨越式教學”更能適用于國內各學校。［4］

因此，對于翻轉課堂的思想我們也要理性看待，批判繼承，在具體的教學環境中具體問題具體分析，設計適合自身的教學模式。

根據前面分析的大學計算機課程特點及學生學習特點，筆者認為翻轉課堂的理念如果應用到教學過程中正好可以消除學習過程中的不利因素，實現課堂與課下學習過程的優勢互補。要想應用翻轉課堂的理念來切實提升教學效果，教師應掌握翻轉課堂的精神實質，深入理解翻轉課堂的內涵，制定合理的教學計劃以及評價方式。［5］［6］本研究所使用的大學計算機課程翻轉課堂模型如圖1所示。

圖1　大學計算機課程翻轉課堂模型

在課下充分發揮學生的積極性進行知識學習，課上則在教師的引領下讓學生進行知識內化。課下與課上兩個環節循環往復，兼顧知識學習與技能訓練，使二者相互促進、穩扎穩打，進而讓學生能夠牢固掌握大學計算機課程的專業知識和專業技能。

具體來說，課下部分包括問題挖掘、合作研討、知識整理和應用鞏固四個階段。問題挖掘指的是學生在自主學習或具體的工程實踐中遇到問題、總結問題和提煉問題的過程，挖掘出典型的、具有較重要意義的問題，既培養了學生總結問題的能力，又能反映出大多數學生存在的共性問題。

合作研討指的是在教師和學生共同構成的學習共同體中，學生對挖掘出的問題進行相互評判，在問題的驅動力下共同研究和探討問題解決方案，在教師的引領下進行有針對性的學習探究活動。這里的學習共同體可以由多種形式構成，筆者使用的是QQ群的形式。

知識整理指的是學生在解決問題的學習活動中所積累的經驗和獲取的知識需要進行梳理，在匯總的基礎上構成知識體系。

應用鞏固指的是學生將所學知識和經驗應用到具體實踐中，通過實踐驗證鞏固和強化正確的知識。如果在實踐中遇到問題，則再轉向問題挖掘階段。

課上部分包括知識內化、情境構建、任務分析和總結評價四個階段。知識內化指的是教師在課堂上通過與學生的交流與互動討論，讓學生在課下獲得的外顯知識轉化為內隱知識的過程。情境構建指的是教師構建針對某部分知識的應用情境，為學生課下的自主學習和工程實踐提供示范和指引。任務分析包括任務的完成和問題的解決，既包含了課本上的步驟操作類知識，又包含了實踐中的經驗，為學生在實踐中驗證和鞏固知識與經驗提供準備?？偨Y評價指的是對在任務中獲取的知識經驗進行總結評價，包括學生在課下積累的知識經驗，教師畫出知識結構圖，強化知識框架體系，并指明重點難點。

如果把本文第一部分所述的大學計算機課程的四個共性概括為：（1）需要動手操作；（2）內容前后連貫；（3）自學難免中斷；（4）理論源于實踐。它們與圖1中課上與課下共計八個教學階段的相互對應關系如圖2所示。

圖2　大學計算機課程四共性與翻轉課堂八階段的對應關系

從圖2中可以看出，大學計算機課程的特性問題都能夠在設計的翻轉課堂過程中得以解決。比如，通過課下學生實踐的問題挖掘和應用鞏固階段，鍛煉了學生的動手操作能力，同時也充分發揮了大學生課下時間自主性強的特點，讓大學生能夠根據自身特點進行基于問題的學習活動，有助于調動學生的學習積極性，培養學生的自主學習能力。

合作研討后的知識整理過程能夠幫助學生查缺補漏，通過任務分析可以暴露出學生存在的問題，通過應用鞏固可以確保學生掌握知識體系的連貫性，再加上課堂上的知識內化過程，就能保證學生所學知識的完整性，能夠學以致用。

這樣也使得課堂與課下教學過程得到了良好的銜接，學以致用、用以促學，同時也有效避免了上課時“不知道老師講到哪了”，導致以后越學越差的惡性循環問題，還能夠強化學生掌握的知識結構，增強學生對知識體系的把握能力。

大學計算機課程教學中，另外一個比較棘手的問題是學生在自學時容易遇到問題而中斷。比如，編程過程中產生錯誤，就必須先改正錯誤才能繼續進行，有時解決問題花費的時間過長也會打消學習積極性。通過學習共同體中的學習研討，則可以有效解決自學過程中卡殼的問題，在課上的知識內化過程中真正吸收解決問題的經驗，通過總結評價進行強化，避免此類問題再次發生，進而有效提高學習效率，培養學生的學習積極性，增強學生的學習主動性。

因為大學計算機課程是實踐性比較強的課程，理論來源于實踐，所以在實踐中進行學習，再把所學知識應用到實踐中去檢驗是最好的學習方式。課下的問題挖掘、合作研討、知識整理、應用鞏固，以及課上的情境構建、任務分析和總結評價，充分體現了理論結合實際的思想，有助于改變學生傳統的被動學習方式為主動學習方式，發揮學生自身的主觀能動性，激發學生在實踐中應用理論知識以及在實踐中遇到問題解決問題的興趣，促使學生打好更扎實的知識基礎，培養更實際的動手能力。

三、教學效果檢驗

本研究采用實驗研究法［7］來驗證翻轉課堂在大學計算機課程中的應用效果。分別在控制組和實驗組采用傳統教學和翻轉課堂教學模式，以比較二者的效果差異。課程選取為Linux和C語言，教學時間各為一學期。其中，Linux控制組人數為73，實驗組為75；C語言控制組人數為91，實驗組為82。

在18周的課程教學結束后發放調查問卷。根據丹麥心理學博士克努茲·伊列雷斯教授的學習維度理論來確定調查問卷中的三個基本維度：即動機、內容與互動。［8］每個維度內設計5個問題，共計15個問題，全部采用五級制計分。兩門課程四個班回收的問卷有效率基本都在90%左右。

表1　問卷調查方差檢驗結果

通過SPSS軟件進行方差檢驗，結果如表1所示?？梢钥闯觯谶\用了本文所提出的翻轉課堂方案之后，兩門課程的實驗組各方面指標和控制組相比均有提升，尤其是互動維度提升較明顯，原因可能是課下基于問題的學習活動為學習共同體內的人員互動提供了較好的平臺和環境。

在學期中和學期末分別對各組學生進行正式訪談或隨機訪談，包括集體或個人兩種方式。由訪談結果得知，所提出的翻轉課堂方案應用在大學計算機課程中能夠有效激發學生自主學習興趣，提高學習積極性，鍛煉學生在實踐中解決問題的能力，讓學生能夠感覺到知識學有所用，同時也培養了團隊合作精神。

但是也存在一些問題，比如課下時間占用過多，還是要依靠學生具有基本的學習積極性和自主學習能力，才能保證課下學習活動的順利實施。另外，兩門課程的實驗組和控制組相比期末考試成績也有所提升，說明了所提出方案的有效性。

四、結語

本文提出了適用于大學計算機課程的翻轉課堂教學模式，通過課上課下共計八個階段的翻轉課堂教學活動，對大學計算機課程需要動手操作、內容前后連貫、自學難免中斷和理論源于實踐的四個問題提供了解決方案。實驗研究結果表明，所提出的方案能夠增強學習動機、完善教學內容和加強學習互動，有助于提升教學效果。

［1］張新明，何文濤，李振云.基于QQ群+Tablet PC的翻轉課堂［J］.電化教育研究，2013（8）:68-72.

［2］祝智庭，管玨琪，邱慧嫻.翻轉課堂國內應用實踐與反思［J］.電化教育研究，2015（6）:66-72.

［3］董奇.“翻轉課堂”是解放學生學習力的革命［J］.中國教育學刊，2014（10）:106-106.

［4］何克抗.從“翻轉課堂”的本質，看“翻轉課堂”在我國的未來發展［J］.電化教育研究，2014（7）:5-16.

［5］劉冬，王張妮.對國內翻轉課堂熱的理性思考［J］.教育探索，2015（4）:141-143.

［6］郭文良，和學新.翻轉課堂:背景、理念與特征［J］.教育理論與實踐，2015（11）:3-6.

［7］李克東.教育技術學研究方法［M］.北京:北京師范大學出版社，2003.

［8］［丹］克努茲·伊列雷斯.我們如何學習——全視角學習理論［M］.北京:教育科學出版社，2010.

（編輯：李曉萍）

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1673-8454（2016）08-0055-03

2015年度河南省高等學校重點科研項目“云環境下圖像安全信息隱藏方法研究”（編號：15A520020）；2014年度河南師范大學青年科學基金項目“適用于云環境的加密圖像信息隱藏研究”（編號：2014QK20）；河南師范大學博士啟動課題資助項目“基于信息熵的密文圖像信息隱藏研究”（編號：qd14134）。