基于翻轉課堂的計算機專業實驗教學模式研究

段薇 林永先

摘 要：翻轉課堂作為一種新型的教學模式，為高校教學改革提供了一條新的思路。文章從計算機實驗教學的現狀出發，分析了將翻轉課堂應用于計算機實驗教學的可行性，并對計算機實驗教學翻轉課堂的構成要素進行了分析和設計，對基于翻轉課堂的計算機專業實驗教學模式應用于實驗教學的過程進行了說明，以期為高校計算機專業實驗教學實施翻轉課堂實踐提供借鑒。

關鍵詞：翻轉課堂；實驗教學；教學模式

中圖分類號：TP3

文獻標識碼：A

實驗教學是工科常規課堂教學的重要環節，其教學效果關系高等教育的質量，對培養具有創新精神和實踐能力的大學生十分重要。計算機專業是一個實踐性很強的專業，計算機實驗教學對學生理解計算機理論知識，提高動手能力有重要的作用，實驗教學是計算機教育教學過程中的關鍵組成部分。

一、計算機實驗教學的現狀

1.教學時間和空間的限制

計算機專業實驗教學中的很多實驗需要用到專門的軟、硬件實驗環境，如專用的實驗軟件、服務器、網絡設備等，因此這些實驗只能在專門的實驗室完成。在實際教學過程中，由于實驗課時不足、實驗室開放時間有限等教學條件限制，以及在傳統的教學模式下教師對實驗所涉及的知識點的講解，對實驗關鍵步驟的演示會占用一部分課堂的時間，因此在課堂上學生動手參與實驗的時間不多。課后由于沒有實驗環境的支撐，學生也無法繼續完成實驗。所以，實驗教學效果并不理想。

2.缺少能力訓練

傳統的實驗教學模式是一種“灌入式”教學模式，采用這種模式進行教學，學生只需“照葫蘆畫瓢”，按部就班操作，缺少必要的思考分析。學生基本上都忙于熟悉實驗設備、軟件運行環境，完成固定的簡單操作，對知識進行拓展練習很少。學生對整個實驗的操作過程和實驗結果常常是知其然而不知其所以然。因此在傳統的實驗教學模式下，實驗對學生思維能力和創新能力的提高幫助不大，很難達到實驗教學的所要達到的根本目標。

二、翻轉課堂

隨著信息技術的飛速發展，教育進入了信息化時代。信息技術在支持和促進教育的同時，也在變革著傳統教育形式，一種將知識傳遞置于課前、知識內化置于課上的顛倒傳統課堂課上、課下環節的教學形式——翻轉課堂應運而生。翻轉課堂的思想與實踐起源于美國，在信息技術的支持與推動下，翻轉課堂以其“以學生為中心”的教育理念、靈活的教與學的方式、關注學生個性化與全面化發展的思想，受到越來越多教育工作者的青睞，并被全球范圍內越來越多的教育工作者應用于教學實踐。

1.師生角色的轉變

教師由知識的傳授者變成教學信息資源的搜尋者和設計者、學生學習的引導者和合作者。學生由被動的知識接受者轉變成在課前的知識學習和課堂的知識內化過程中承擔起更多的責任的知識主動探究者和意義的建構者，真正成為學習的主體。

2.學習時間的重新分配

由傳統的課堂上教師講授知識、課后學生練習兩個環節，變為課前、課中、課后三個環節，課前學生自主學習相關知識，課中教師答疑解惑，組織并參與學生深入探究知識，課后學生進行練習、總結、反思，鞏固拓展知識。

三、翻轉課堂應用計算機專業實驗教學的可行性分析

（1）計算機專業課程有很強的實踐性、工程性。以程序設計類課程為例，學生難以靠聽講軟件開發理論學會開發一個真實的軟件，而是在“動手做”和“真正練”中體會和掌握軟件開發的思想。翻轉課堂的實施，帶來了課堂時間的增加，教師與學生有大量的時間進行增強性的課堂活動，如討論、實驗、互動和基于項目的學習。將翻轉課堂運用于計算機專業實驗教學中，將有助于提升實驗教學的質量。

（2）將翻轉課堂引入計算機實驗教學有利于解決實驗時間不足、實驗空間受限等問題。借鑒翻轉課堂引入普通課堂的方式，把實驗項目中的某個知識難點、重點或者整個實驗項目的操作，錄制成教學視頻。教師在上實驗課前向學生提供教學視頻，讓學生課前自主學習。用視頻替代教師課堂講課，可以節省實驗課的教師講課的時間，讓學生有更多的時間動手操作。學生也可以根據各自的學習狀況和特點，自由控制視頻播放的時間、進度和次數，滿足學生個性化需要，從而提升學習效果。

（3）計算機專業的教師在信息技術方面具有良好的專業素質，能熟練進行計算機的操作并在課件制作、資源搜索以及多媒體資源的獲取與處理方面具有扎實的基礎，為順利實施翻轉課堂提供了技術保證。

四、計算機實驗教學翻轉課堂的構成要素分析與設計

1.學習者分析

當代大學生思維活躍，求知欲強，對新事物有強烈的好奇心，喜歡質疑和探索。計算機專業的大學生普通具有良好的計算機知識基礎，擁有良好的信息素養，具備信息技術環境下良好的學習技能。因此，計算機專業的大學生具備適應翻轉課堂這種新型的教學模式的學習能力。

大學生雖然具有一定的分析問題和解決問題的能力，但是大部分學生獨立思考的能力不強，習慣被動學習，學生的自主探究和合作學習能力需要進一步加強和引導。通過翻轉課堂教學模式將有利于培養學生的自主學習能力。

2.教學資源的設計

微課作為一種數字化學習資源，以其教學內容短小精煉、學習形式方便的特點，受到了廣大學習者的喜愛。目前微課已成為翻轉課堂的重要組成因素，翻轉課堂的教學資源大多采用微課的方式進行設計。在微課學習資源設計中需要注意以下幾點。

①教學目標明確。教師在分析學習內容和學習者特征基礎上，確定教學目標.要從如何促進學生學習的角度考慮，選擇微課的制作內容。

②教學內容要適合視頻傳播。

③教學視頻短小精悍。微課的時長設計一般要求在20分鐘以內，并注重知識點的完整性和連貫性。

3.“首要教學原理”指導下教學活動設計

教學活動設計是教師為達成一定的教學目標，對教學活動進行的系統規劃、安排與決策，微課作為一種新型的教學資源與教學方式，采用良好的教學設計的方法和策略對其進行設計是十分重要的。

“首要教學原理”是戴維·梅里爾在總結了行為主義、認知主義、建構主義等眾多學習理論以及考察了眾多的教學設計理論與模式的基礎上，提出了以最終促進學習者學習為目的的五項教學的首要原理。這五項原理是：①當學習者介入解決實際問題時，才能夠促進學習（問題原理）；②當激活已有知識并將它作為新知識的基礎時，才能夠促進學習（激活原理）；③當新知識展示給學習者時，才能夠促進學習（展示原理）；④當學習者應用新知識時，才能夠促進學習（應用原理）；⑤當新知識與學習者的生活世界融于一體時，才能夠促進學習（整合原理）。

五項原理之間的關系：以問題為中心，將學習者置于四個明顯的學習階段中：①激活已有的知識；②展示知識技能；③應用知識技能；④將知識技能整合到實際生活中。

以《計算機網絡》實驗教學中——網線的制作為例，依據“首要教學原理”的指導，對微課進行的教學設計，如表1所示。

4.學習評價

翻轉課堂中的評價體制與傳統課堂的評價完全不同，在這種教學模式下，不但要注重對學習結果的評價，更要注重對學習過程的評價。為此可針對翻轉課堂實施的課前、課中、課后三個階段，設計不同的評價指標（如表2所示）進行評價。

五、計算機實驗教學翻轉課堂教學模式的實施

基于翻轉課堂教學模式的計算機實驗教學實施時包含課前、課中、課后三個環節。

在實驗課前，教師需要根據實驗的要求給出課前學習任務單，布置學生課前的學習任務，以明確課前的學習目標。學生根據學習任務單的要求，在課前可以隨時隨地利用各種移動終端設備自主學習。由于互聯網信息巨大，學生自己從網絡中查找學習資源需要花費很多時間、精力，且搜集信息后，不會選擇，容易造成課前學習時間花費過多、學習效果不佳。因此學生課前重點學習的是由教師所提供的相關實驗的教學資源，在此學習過程中，可通過多種社交工具與學生進行協作學習，達到掌握的基礎性內容的學習目標。

實驗課中，學生在老師指導下，針對在課前學習過程中遇到的難題，通過小組討論、師生釋疑來協作完成試驗，實現提升認知、解決重難點的高級學習目標。總體來說，“課中”環節應該盡可能將時間留給學生，讓學生自己唱“主角”，讓他們在分享中收獲、在交流中學習、在實踐中提升。

學習效果評價是檢驗學習效果的重要手段。在傳統教學中，學生自我評價意識不強，一般是由教師通過考試的方式來檢驗學生的學習效果，只有極少數的學生有自覺、有意識地對自己的學習效果進行評價。在翻轉課堂的教學模式下，課后教師組織學生對學習效果及實驗完成情況進行總結，反思，能達到鞏固學習效果的目的，提升學習質量。

六、總結

翻轉課堂作為一種全新的教學模式為計算機教學實驗教學提供了新思路、新方法。翻轉課堂能有效輔助學生的課前預習、課堂實驗、課外實驗總結，有利于提升學生捕獲知識、應用知識、內化知識的能力，培養學生自主探究、創新實踐能力。

基于翻轉課堂的計算機專業實驗教學模式能夠幫助教師發揮教學的主導作用，凸顯學生學習的主體地位，對提高計算機專業實驗教學質量，提升學生的學習能力，學會自主學習、合作學習和探究式學習，進而促使學生整體素質的全面發展，培養創新型人才具有十分重要的價值。

參考文獻：

[1]戴俊紅，申建軍.翻轉課堂中師生角色的轉變[J].南京曉莊學院學報，2016（6）：121-124.

[2]鄭 碩，孫 琦.成人高校計算機課程學習方法的探討[J].成人高教學刊，2010（6）：59-61.