翻轉課堂教學模式在計算機基礎課程教學中的研究與實踐

徐 甜，吳 華

(安陽師范學院 公共計算機教學部，河南 安陽 455000)

0 引言

隨著互聯網的普及和手機功能的加強，在線學習變得觸手可及，為翻轉課堂教學注入了新的活力。我校引入了泛雅在線課程，通過在線課程這個平臺和手機端的使用，老師可以在線管理課程，上傳課程資料、更新課程內容，查看學生在線學習情況，布置習題和測試；學生可以隨時觀看視頻，學習在線資料，進行在線測試等。

在學校泛雅在線課程平臺的基礎上，筆者進行了本課題的研究，以培養學生計算思維能力為目標，探索適合大學計算機基礎課程的翻轉課堂教學模式；在大學計算機基礎課程中進行翻轉課堂教學模式的教學設計和實踐，為其他相關課程的課堂教學改革和創新提供借鑒。

1 翻轉課堂教學模式簡介

翻轉課堂(Flipped Classroom，Inverted Classroom)是一種基于互聯網技術和信息技術的教學模式。翻轉課堂教學模式將知識傳授和知識內化的順序顛倒了，也就是顛倒了傳統課堂教學在課上授課、課下作業的模式。在傳授知識的基礎上，翻轉課堂教學模式給了學生更多的自由和自主學習空間，有利于培養學生學習的自主能力，更好地體現了教學過程中學生的主體地位。[1]

典型的翻轉課堂教學模式如圖1所示。從教育學的理論，教學活動中仍然要以“教師為主導，學生為主體”為教學理念。從時間順序上，將整個翻轉過程分為課前、課中和課后三個階段，分別以教師活動和學生活動為主線，呈現教與學活動的教學準備、知識傳遞、知識獲取、知識內化等若干個環節。教師活動主要包括教學準備、知識傳遞、指導內化和教學反思四個環節，學生活動主要包括知識獲取、知識內化和學習總結三環節。課前，教師的知識傳遞與學生的知識獲取過程都在網絡環境中發生。

翻轉課堂是將課前學習和課堂教學相結合的一種“混合式”學習方式。

圖1 典型的翻轉課堂教學模式

2 大學計算機基礎課程的教學現狀

計算機基礎課程主要目標是培養學生計算思維能力，是大學通識教育的重要組成部分。在教學中普遍存在以下問題：

1.學生入校計算機基礎水平參差不齊。傳統的教學方式會導致基礎較差的學生失去學習信心，情緒消極；而對有一定基礎的學生，課堂失去獲取知識的興趣，影響學習積極性。

2.學生對課程認識不夠，自主學習能力較弱。大學計算機課程是學生進校就要學習的一門課程。學生對課程認識不夠，絕大部分學生課前幾乎不預習，課后也很少去復習，自主學習的意識不強。

3.課程內容較多，學生接受力較弱。計算機基礎課程內容抽象、繁雜。由于課時量限制，學生課前不預習，很多學生上課跟不上老師節奏。

4.主要采用傳統教學方式。教師主要采用傳統的教學方法。雖然也使用過翻轉教學模式，但是由于原來的課程網站只能使用電腦上網，大大限制了翻轉效果。

3 大學計算機基礎課程的翻轉課堂教學模式

根據翻轉課堂的基本模式，結合大學計算機基礎課程的特點，探索出一個適合大學計算機基礎課程的翻轉課堂教學模式是很有意義和必要的。

3.1 大學計算機基礎課程翻轉課堂教學模式的基本模型

大學計算機基礎課程既要學習基本知識點，還要進行實驗和實踐。教師上課前既要發布知識點的學習任務，還要發布實驗或實踐任務，還可適時提供在線指導。在課堂教學中，教師已經提前了解了學生的學習困難，就可以給予有效的輔導，學生間相互交流也更有利于知識的吸收內化。這樣課堂教學就以問題為線索，以知識內化為目標。實驗課上教師可以有的放矢，進行個性化指導。學生課前的自主學習和實驗，有收獲和疑問。課堂上就可以提出問題、討論問題。[2]

結合大學計算機基礎課程的特點和典型的翻轉課堂模式，以教師和學生這兩個角色活動為主線，根據課前、課中和課后的時間順序，就可以設計出適合大學計算機基礎課程的翻轉課堂教學模式的基本模型，如圖2所示。

圖2 大學計算機基礎課程翻轉課堂教學模式的基本模型

3.2 教師課前準備和發布視頻、資料與任務

首先教師根據教學內容，選擇適合實施翻轉課堂教學的知識點，錄制或收集學習視頻和資料，設計好學生課前的實驗或實踐任務，將資料和任務及時發布。

在大學計算機基礎在線課程中，教師已經上傳了錄制的視頻、PPT、課前練習和實驗任務、測試等資料。

3.3 學生課前線上學習和自主實驗或實踐

學生在課前獲得教師發布的視頻、資料和任務，進行自主學習，自主完成實驗或實踐任務。自主、自由的線上學習和實驗，給了學生更大學習空間和思考空間，更易于知識內化。在這個過程中，教師也可以在合適的時間，以某種方式進行線上指導。提前了解學生在哪些知識點上理解有困難，課堂上就可以有的放矢。

在課前這個知識獲取的環節當中，鼓勵學生組成學習小組，以小組為單位開展討論學習，這樣一些問題就可以在小組成員的互相幫助下得到解決。[3]

3.4 課堂活動的組織

實施翻轉課堂教學，視頻和資料自然重要。但是，比視頻更重要的是如何支配課堂上的時間。怎樣設計和組織課堂活動，決定了知識內化的質量。結合大學計算機基礎課程的特點，在課堂活動中主要采用課堂測驗、課堂討論、課堂作業等方式。

在課堂教學中，可以先安排十分鐘左右的課堂測驗。通過課堂測驗，及時了解學生知識的掌握情況。

課堂討論以小組方式來組織。在學期開始前，就確定小組成員個數，學生可以自由組合，成員確定后，整個學習期間保持不變。在課堂討論中，形成組內合作、組間競爭的氛圍。

課堂作業可以類似課堂測試的安排，也可以將課堂作業安排在課堂討論過程。

總之，在課堂活動中，教師通過設計一些簡單題目，幫助學生加深對視頻和文檔中所學知識的理解，學生帶著自己的思考結果或疑問進入課堂；通過問題討論，教師可以評估學生對知識的理解；教師可以把重點、難點或其他知識點設計成一個一個的問題，通過問題將傳統學習轉化為任務驅動、問題導向的自主學習和合作學習。

3.5 課內實驗管理

學生已經進行課前自主實驗或實踐，在課內實驗課上，老師可讓學生演示和講解自己的設計，修改設計中的數據進行驗證，然后再設定較高的任務目標。

3.6 考核中加入過程考核

最后的課程考核可以適當的加大學習過程的分值比例，比如，期末成績60%，平時成績20%，實踐作業成績20%。

4 翻轉課堂模式在計算機基礎課程中的設計和實踐

根據大學計算機基礎課程翻轉課堂教學模式的基本模型，要想更好的實施這種教學模式，教師要根據教學內容，進行教學設計，并付諸實踐。

4.1 教學設計

教師根據教學內容，選取合適的知識模塊，按照翻轉課堂的教學模式來教學設計。下面以程序設計模塊中循環語句知識點的學習為例來進行教學設計。循環語句知識點的教學設計如表1所示。

4.2 教學實踐

循環結構是結構化程序設計的基本結構之一，是非常重要的內容。循環語句主要有while循環、do-while循環和for循環。下面以while循環和do-while循環這兩個知識點為例來講解如何進行教學實踐。

1.教師課前的教學準備。教師課前要精心準備，錄制或收集與知識點相關學習的視頻和資料，設計好學生課下的實驗或實踐任務。將課前課后學習的資料和任務，通過網站及時發布給學生。

2.教師適時進行線上指導。通過多種方式，選擇合適的時間，適時進行線上指導。

表1 循環語句知識點學習內容的設計

3.學生自主學習和自主實驗實踐。學生自由線上、線下學習，自主完成實驗或實踐任務。前置的線上知識學習給學生帶來的自主、個性化體驗，也放大了學生思考的空間，使知識更易于內化。

4.課堂活動組織。在這次課中，第一節采用的是布置課堂作業的形式。布置2-3個編程題，要求學生使用while或do-while循環完成，在完成課堂作業的過程中可以小組討論，也可以尋求教師的幫助。

編程題目如下：

編程1：顯示Fibonacci數列的前40項。

編程2：輸入10個數，輸出其中的最大值和最小值。

第二節課，教師可以展示有創意的作業，及時指出發現的問題，對典型的問題統一講解，可以再進一步引申。

5.課內實驗管理。課內實驗課上，老師可讓學生演示自己的設計，修改設計中的數據，然后再設定較高的任務目標。拿出一個案例，指導學生分小組討論，學生間首先交流，然后讓學生們自主完成，對較難的地方教師可以及時給予解答。

4.3 教學效果及分析

2018-2019學年度第1學期，選取同一個專業的兩個教學班級進行實驗。這兩個教學班的學生，都是大一新生，他們的高考入學成績相差不多，分班又采用隨機分班，所以在知識水平、能力水平、學習態度等方面沒有明顯差異。在其中一個班中選取循環語句、遞歸、數組等部分知識點內容進行了翻轉課堂教學實踐，在另一個班中仍然采用傳統的課堂教學。

從兩個教學班的期末成績來看，并沒有明顯差異，采用翻轉課堂教學的一班，期末成績稍好一些。原因可能是：我們只是在幾個知識點上采用了翻轉課堂模式的嘗試，在其他知識點上仍采用傳統教學模式。但是從學生對那幾個知識點的知識掌握和反映來看，翻轉課堂教學模式在知識內化、學生為主體等方面好于傳統教學模式。

5 結束語

翻轉課堂是一種以學習者為中心的教學模式。這種模式重新調整了學生課前和課堂的學習活動時間，學生先學，教師后教。將翻轉課堂教學模式應用到大學計算機基礎課程中，可以提高學生的學習興趣，培養學生的思維能力。翻轉課堂教學模式符合大學計算機基礎課程的培養目標，對優化課程教學具有實踐價值和現實意義。

由于經費、周期、師資力量等多方面因素，在本教學研究的教學實踐中只選擇循環語句、遞歸、數組等幾個知識點進行了一些實踐和嘗試。如何促使學生更積極進行課前學習，如何更好地調動學生來參與課堂討論，如何有效地組織和設計好課堂教學，這些都對教師提出了更高的要求。下一步，項目小組成員將主要從增加教師視頻錄制、細化知識點和任務、課堂設計更細致等幾個方面加大教學實踐的力度和廣度。