“互聯網+”背景下基于翻轉課堂教學模式的程序設計課程改革

仇麗青+陳卓艷+丁長青

摘 要：在“互聯網+”背景下，開展程序設計課程改革，將翻轉課堂教學模式融入到課程改革中，構建了基于翻轉課堂教學的程序設計改革模式。以《Java程序設計》課程為例，將整個教學過程分為需求分析、過程設計和考核評價3個階段。實踐結果證明，該模式在很大程度上改善了課堂教學質量，提高了教學效果，建立了良好的教學學習氛圍。

關鍵詞：互聯網+；翻轉課堂；程序設計；Java程序設計

DOIDOI：10.11907/rjdk.162073

中圖分類號：G433

文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2016）012-0185-04

0 引言

伴隨著互聯網，特別是移動互聯網技術的發展，“互聯網+”正在顛覆傳統行業，教育行業也在進行著深刻變革?！盎ヂ摼W+教育”采用現代信息技術手段，使互聯網技術與傳統教育深度融合，衍生出一系列新的教學模式，包括微課、慕課、翻轉課堂等[1]。在這樣的大背景下，如何充分運用“互聯網+”重新配置和整合教學資源，進而優化教學模式，提高課堂教學效果，是值得深入研究的問題。

以程序設計課程為例，該課程是計算機、軟件工程等專業的核心課程之一。由于該課程具有較強的理論性、實踐性，按照目前傳統的教學模式進行授課，難以取得很好的效果[2]。而且，很多學生反映程序設計課程比較枯燥乏味，學生被動接受知識，缺乏學習的積極性、主動性和創造性。程序設計課程已經成為師生普遍認為難學、難懂、難教的一類課程。鑒于此，有必要對傳統的教學模式進行改革，而翻轉課堂等新的教學模式給我們提供了一種新方法。實踐結果表明，充分運用互聯網技術，進行基于翻轉課堂教學模式的程序設計課程改革是行之有效的。

1 翻轉課堂

翻轉課堂教學模式是近幾年來國際上較為先進的一種教學方法[3]，被稱為21世紀影響課堂教學的重大技術變革。翻轉課堂最大的特點是“課下學習知識，課堂內化知識”，將傳統的課堂教學模式翻轉，分割理論學習和實踐學習的時間。它主要采用課下學生自主學習知識，在課堂上進行只是內化、鞏固和吸收的教學模式。

翻轉課堂最初是由美國兩位高中老師Jon Bergmann和Aaron Sams提出的，他們創建視頻，由學生課下學習視頻，課堂上則進行協作學習和概念掌握的練習[4]。由于翻轉課堂極大地提高了課堂效率，促進了學生綜合能力的提升，同時適應了社會的發展、新技術的應用，因此被迅速普及開來。后來，哈佛大學教授Eric Mazur又進一步整合翻轉課堂與同伴教學法，課前學生通過觀看視頻、閱讀文章或調動自己原有知識思考問題來作準備，教師對各類問題進行梳理總結；課堂上學生提出問題，教師和學生相互協作解決問題。其它比較著名的案例還有薩爾曼·可罕創立的可罕學院，利用受歡迎的教學視頻和課堂練習系統進行翻轉課堂的實踐，以及斯坦福大學提出了共同學習模式與翻轉課堂相結合等。

目前，我國國內已經擁有精品課程網、中國中小學教育教學網等多個專業的教學視頻網站。另外，網易公開課、微課網等也積累了豐富的教學視頻，為開展翻轉課堂教學改革提供了豐富的素材。北京、上海等多個省市區已經針對翻轉課堂進行了有意義的探索，例如重慶聚奎中學、深圳南山實驗學校，以及廣州天河區實施的“天云項目”等，說明我國開展翻轉課堂教學改革已經取得了初步成效。

將翻轉課堂融入程序設計課程教學改革是一種新思路，具有開創性意義。以《Java程序設計》為代表的程序設計課程要求學生掌握實際編程能力，若僅依靠教師的課堂教學，很難幫助學生真正了解實際程序設計的具體操作流程和應用。運用翻轉課堂教學可以讓學生在課下主動學習，并通過師生之間的課堂討論交互，讓學生真正融入到程序開發中，彌補了傳統課堂教學的不足，提高了教學效果。

2 基于翻轉課堂教學模式的程序設計課程改革

結合已有的翻轉課堂教學模式[5]，根據程序設計課程的特點，構建出適合計算機、軟件工程等專業的翻轉課堂教學模式，開展互聯網支持的程序設計課程改革。從教師的角度看，該模式將整個教學過程分為需求分析、過程設計和考核評價3部分，如圖1所示。

2.1 需求分析

需求分析包括兩部分，一是學生分析，二是內容分析。學生是翻轉課堂教學中的主體，通過對學生的分析可以了解掌握學生的興趣愛好、學習習慣、學習效果等個性化差異，同時兼顧專業特點，并以此作為選取、制作視頻的重要依據；內容分析是重中之重，并不是所有內容都適合進行翻轉課堂教學，應根據教學大綱，選擇適合的知識點進行視頻的選取。通常應該選取學習內容的重點、難點和疑點。

以《Java程序設計》課程為例，通過調查問卷、學習測試、線上線下溝通等多種途徑，對學生進行綜合全面的分析，發現學生對數據庫的基本操作并不熟悉，很多同學甚至沒有使用過數據庫，對于經典的小型數據庫MySql也不了解。而教學大綱中明確規定了學習目標是要求學生“掌握創建數據庫應用程序的各個重要環節，掌握使用JDBC API提供的接口和類連接MySql數據庫、執行Sql語句、處理結果集等操作方法?！鄙鲜銮闆r是開展目標設計、過程設計、考核評價的重要依據。

2.2 過程設計

2.2.1 課前準備

課前準備需要由教師、學生雙方共同完成。首先，教師根據之前的需求分析選取或制作合適的學習視頻，力求做到短小精悍、技術規范。同時設計一些值得探究的問題，引導學生積極思考，激發學生學習興趣；然后將這些視頻和問題上傳到網絡教學平臺，由學生自主下載學習；學生通過下載觀看視頻，明確學習任務，并按照自己的時間安排、學習風格開展學習。如果學習中存在疑惑，可以與教師進行線上線下的溝通。具體流程如圖2所示。

以《Java程序設計》的“數據庫程序設計”為例，筆者總結了8個知識點，并針對每個知識點制作了8個視頻，如表1所示。

然后設計了以下幾個問題，引導學生進行深入思考：①如何安裝啟動MySql數據庫？②如何使用JDBC API連接數據庫？ ③如何使用JDBC API實現對數據庫的增、刪、改、查？

學生在課前根據自己的實際情況進行自主學習，碰到不懂的地方可以反復重播回放觀看，或者查閱參考資料及上網搜索，還可以借助QQ、飛信等網絡平臺與其他同學或教師交流。教師需要把學生反饋的問題記錄下來，然后總結幾個熱點問題以備課堂上詳細講解，如：①在安裝配置MySql數據庫時出現無法安裝的情況；②對使用JDBC API操作數據庫的整個流程不清晰；③對Statement接口、PreparedSstatement類的具體操作理解不透徹；④對批處理、事務的概念理解不透徹。

2.2.2 課堂實踐

根據課前準備階段學生反饋的問題，進行針對性的講解說明。然后演示一個簡單的項目，介紹項目評價標準，劃分項目小組，并設計相應的問題引導學生開展項目實踐。在項目開發中遇到問題，可以與同學、老師討論解決。項目開發完成后，教師組織學生進行項目演示以及交流評價。

仍然以《Java程序設計》中的“數據庫程序設計”為例，整個課堂教學過程分為“解決問題—項目講解—學生實踐—交流評價”4個階段：首先，教師對學生反饋的問題進行針對性講解，對知識點進行提煉、分類、總結歸納，加深學生對知識點的理解與掌握。重點講解以下內容：MySql數據庫安裝過程、JDBC API操作數據庫的整體流程以及主要接口和類的使用；

其次，教師講解項目案例，將知識點融入案例中，只需告訴學生需要實現什么功能，而對于如何實現、如何編寫不予講解。例如，選取一個簡單的“學生信息管理系統”的后臺管理部分（教師事先編寫好前臺部分），要求構建學生信息數據庫，并實現對學生管理系統的增、刪、改、查；然后，學生根據該案例進行同步上機實踐，通過動手可以幫助其理解理論知識、鞏固知識點。通過學生獨立探索，教師輔助指導，可培養學生獨立的知識體系結構，發揮創造力和想象力，讓課堂氣氛更加活躍生動；最后，教師組織學生進行項目演示及交流評價。因為每個學生或小組對項目的理解不同，所以可能有多種實現手段。在課堂上進行有益的交流評價，有利于擴展學生思路，擴充學習內容。

2.2.3 課后總結

課后總結是十分必要的。首先，教師應根據學生的課前準備、課堂實踐情況，布置相關作業供學生更好地固化知識；其次，需要與學生進一步交流，并及時給予指導回復；最后，也是最關鍵的一步，一定要對學生的表現進行評估。因為采用翻轉課堂教學方法的最大弊病在于如何保證學生課前認真準備，否則無法保證教學效果。因此，必須對學生的本次課堂成績進行有效評估，以激勵其認真學習。如圖4所示。

2.3 考核評價

采用翻轉課堂教學模式進行改革，必須建立一套完善的績效考核制度，以提高教學質量。由于翻轉課堂教學模式比較注重課前準備和課堂實踐，因此對學生的考核評價也需要綜合考慮學生課前準備和課堂實踐的表現，建立具備可量化指標的評價體系，從而對學生的學習過程與結果給出一個客觀公正的評價。

筆者采用的考核評價體系包含課前準備、課堂實踐兩個指標，各指標所占比重為課前準備50%，課堂實踐50%，如圖5所示。影響自我評價的因素主要包括個人在課前準備、課堂實踐等環節的表現和完成情況，教師評價的因素主要包括學生的學習態度和學習積極性、課前準備情況、線上線下交互情況、課堂表現、項目實踐情況等。

3 教學效果

應用“基于翻轉課堂教學模式的程序設計課程改革”完成教學任務后，對實施對象2014級軟件工程1班和2班的學生進行了調研分析。其中1班采用傳統教學模式，2班采用翻轉課堂教學模式，調研主要從問卷調查、試卷分析、作業調查3個方面展開。

（1） 問卷調查。問卷調查主要從教學效果、動手能力、自主學習能力、師生交互等4個方面進行對比。調查結果顯示，相較于傳統教學模式，同學們普遍認為翻轉課堂教學模式取得了較好的教學效果，提高了學生的動手能力和自主學習能力，增強了師生之間的交流。說明翻轉課堂教學模式對于促進學生自學能力、協作能力、動手能力的提升具有積極作用。

（2） 試卷分析。試卷分析主要從筆試試卷平均成績、筆試成績最高分、筆試成績最低分、機試平均成績、機試成績最高分、機試成績最低分6個方面進行對比。筆者發現，與傳統教學模式相比，采用翻轉課堂教學模式，無論筆試還是機試成績都有了顯著進步。

（3）作業調查。在軟件1班上交的作業中，重復率達到40%，上機檢查程序僅有5個人能正確完成最后的編程綜合題，有6個人的編程中語法錯誤特別嚴重。而在軟件2班上交的作業中，重復率僅有7%，并且每個學生都有自己的編程風格，在上機檢查中有超過2/3的學生可以正確完成編程題。

筆者還注意到，許多同學使用了教師并未講授過的知識，如數據庫Dao模式設計、Bootstrap框架、Mybatis框架等進行程序開發設計，充分說明了翻轉課堂教學模式能夠有效調動學生的學習積極性、提高學生的編程能力，讓學生可以真正地把所學知識運用到實踐中。

4 結語

隨著“互聯網+”技術的日臻成熟，翻轉課堂教學模式已經成為高校教師研究的新熱點，成為“互聯網+”時代大學生課程學習，特別是程序設計學習的新趨勢。

筆者在自身經驗積累的基礎上提出翻轉課堂教學模式，并以《Java程序設計》為例，進行翻轉課堂教學模式改革，旨在探索出一種適合高校學生的新型學習模式。在程序設計教學中，以翻轉課堂的核心特點展開教學改革，并在教學應用中取得了良好的教學效果，提升了學生的學習主動性和積極性。由于本研究選取的課程是《Java程序設計》，沒有涉及到其它程序設計課程，因此研究結果存在局限性。同時，翻轉課堂教學模式本身也存在一些不足，例如學生的自律性和主動性存在差異、教師的工作量加大等，這些不足之處還需要在后續研究和應用中進一步改善。

參考文獻：

[1] 曾明星，周清平，蔡國民，等.軟件開發類課程翻轉課堂教學模式研究[J].實驗室研究與探索，2014（2）：203-209.

[2] 金陵.翻轉課堂與微課程教學法[M].北京：北京師范大學出版社，2015：210-215.

[3] 劉東霞.高校翻轉課堂的建設研究[J].宜春學院學報，2014（7）：129-131.

[4] 劉健智， 王丹.國內外關于翻轉課堂的研究與實踐評述[J].當代教育理論與實踐， 2014（2）：68-71.

[5] 陳怡，趙呈領.基于翻轉課堂模式的教學設計及應用研究[J].現代教育技術，2014， 24（2）：49-54.

（責任編輯：黃 ?。?