基于翻轉課堂的混合式教學改革與實踐
——以《高級語言程序設計》為例

劉淼

（北方民族大學，寧夏銀川 750021）

1 研究背景

翻轉課堂，或稱顛倒課堂（Flipped Class/Inverted Classroom）,是將傳統的課堂教學結構翻轉過來，讓學生在課前完成知識的學習，在課堂上完成知識的吸收與掌握的一種教學模式[1-2]。近幾年基于翻轉課堂的混合式教學在各大高校開展得如火如荼，也取得了良好效果。有研究者發現，翻轉課堂教學模式可以有效提高學生的學習積極性和學習效率，并提升學生自主學習、實驗反思、解決問題的能力[3]。也有學者指出，翻轉課堂教學模式應與傳統教學共存，即使同一門課的教學也應該把二者結合起來，高校教學應用翻轉課堂彌補傳統教學的不足，同時克服自身的局限性[4-5]。

《高級語言程序設計》課程是計算機專業的學科基礎課，面向全學院大一年級各專業學生開設，3學分，48課時，屬于編程基礎課，為后續很多專業課打下重要的基礎，屬于“練功”科目。該門課在過去的很多年里一直是以傳統方式授課，以講授為主，從往年教學效果來看，學生整體掛科率較高，而掛科造成的后續連帶問題更為嚴重并突出。自2016年以來，筆者作為負責人開始將這門課作為進行基于翻轉課堂的混合式教學改革試點，一共進行了三輪教學實驗，統計數據表明，教學成效較為明顯，學生的學習積極性、考試成績、編程解決問題能力都有大幅度提升。從問卷調查情況來看，學生對于該門課乃至相關課程產生了濃厚的興趣。基于良好的教學改革效果，自2019年開始，課程在全年級試行混合式教學實踐。

2 課程與教學改革重點要解決的問題

2.1 會學不會做、會做不會用

大一學生的認知特點和思考問題的習慣仍然是高中時期的數學邏輯思維，而該門課要求學生編寫計算機指令，讓計算機幫人類解決問題，需要用計算思維思考并解決問題，這中間存在一定的跨度，而很多學生會學不會做，會做不會用，編程解決實際問題存在較大困難。

2.2 考核單一化，不客觀，不全面，不科學

沒有進行混合式教學改革之前，該課程的考核為考勤+期末試卷的形式，教師無法全面掌握每名學生的平時學習狀況，故教師在給出平時成績時并沒有很多的佐證材料和學生過程學習數據，因而在大多數情況下分數也并不客觀科學。

2.3 課堂交互性不強，知識掌握深度不夠

一般一堂課的教學大致分為兩個階段，即知識傳授和知識鞏固（案例演示、小組探究、教師提問等），傳統課堂上教師需要在有限的教學時限內完成大量的教學內容，在知識傳授這個階段往往花了大量的時間，留給知識鞏固和應用深化的時間很少，課堂也相對比較“靜”，部分課下主動性不強的學生學到的知識很有限。

3 課程內容與資源的建設及應用情況

這門課在我校MOOC平臺上開設，課程于2016年3月上線，屬于校本自建課程，目前在學校在線課程的推薦課程欄目中，課程網站星級評分：5.0；課程PV（點擊量）：1416 264。本課程開展三輪線上線下混合式教學，三輪教學共5個試點班。資源建設如下：

3.1 線上課程相關資源

共9章60小節內容，一共發布任務點95個，課程教學知識點微視頻70個，平均每個視頻時長11min，線上測驗及活動共22個，編程實踐大項目共11個。這部分資源全部在線上，用于學生緊跟課程進度進行自學自練，自主完成，雖然是自主學時，但卻是課堂教學的重要補充，課堂上不會再單獨講授線上自學的基礎知識和基本技能，只抽出一些共性問題去講解。

3.2 線下課程內容及資源

線下的所有課程相關資源均由課程負責人及團隊成員在實施混合式教學改革過程中編寫完善。建好并應用的主要資源有：程序設計語言基礎在線開放課建設整體方案及單元樣例、程序設計語言基礎翻轉課堂教學設計方案、學業評價方案、習題庫、實驗指導手冊、課堂教學案例庫等。

4 課程教學內容及組織實施情況

課程一共進行了三輪翻轉課堂混合式教學改革試點，翻轉課堂的教學模式如圖1所示，組織實施過程如下。

圖1 翻轉課堂的教學模式

4.1 線上學習

學生線上學習主要是利用學校的MOOC平臺進行，分課前和課后，課前及課后的任務主要有如下三個：

（1）課前線上：學生需預習教師發布的教學短視頻，主要是程序設計課程中的一些基礎語法知識，這部分知識經過評估，學生有能力自學。一般是2-3個小視頻。預習完視頻之后要做預習測驗，10道題左右，檢驗并鞏固預習效果。

（2）課后線上：課后學生需要到題庫練習本章節的習題，要完成編程項目，要在論壇中交流學習時遇到的問題。

4.2 課堂學習

課堂學習主要采用案例教學法，學生分小組進行問題探究。結合學生預習中遇到的難點，提前設計例題和例題引申出來的問題，課堂上分小組，大家在規定時間進行算法設計、編寫程序代碼，并進行展示。小組之間互相評價探討同一個問題的不同解決辦法，甚至互相改動對方的程序，進行思維碰撞，進而深化本堂課的知識內涵及外延[6]。

4.3 線上線下混合式教學組織實施

在線上線下混合模式下，教師的前期教學設計有兩個前提，第一，時間要分配合理；第二任務要分配合理，在內容上需有增有減。

（1）時間分配及原則。

線上學習不宜時間過長，學生還有很多其他課業任務，每天給他們留在本門課的總學習時間平均是0.5-1h，全部線上完成。學生可以根據自己的基礎和學習能力進行適度彈性控制，進度快的學生可以提前完成預習任務，去題庫刷題或者在論壇上回答別人的問題，也可以完成實驗課的拓展任務。

每堂課前預習的小視頻根據知識點大約為1-2個，每個平均11min；預習小測驗主要是用來檢驗并鞏固預習知識用的，正常預習完的學生10min就可完成。

教師可以根據平臺上顯示的學生課前學習動態精準把握學情，搜集數據，矯正課堂教學的重難點，并關注一些線上學習情況“異常”的學生，對于學習困難的學生，給予預警或者線下提供針對性指導，對于學習效率高、基礎好的學生，額外增加一些拓展任務。

（2）任務分配及原則。

該門課是把每章節最基礎的程序語法基礎知識根據知識點切割開，錄制成教學小視頻，而這些內容在課堂上不會重復講，課堂上只根據學生課前預習情況把難點部分稍做講解，然后主要通過大量的案例講解、學生小組演練、編程，去深化本堂課的內容。整個學期線下（課堂上）會貫穿一兩個程序開發項目，比如：學生成績管理系統、ATM機模擬等。將這里面涉及的各個語法知識點打散放到每一章節的課堂案例演練中。比如這些項目里面涉及的三大流程控制結構、函數、指針、結構體等，都會在各章節課堂講解中貫穿進去，學生會有深入的理解。

任務分配總的原則：課程基礎的部分能自學的則線上自學，難點和案例則在線下課堂上演練，深入探討。

5 課程成績評定方式

本課程采用線上+線下、診斷性評價+過程性評價+終結性評價相結合的方式，評價主體有教師評價、學習平臺評價、小組評價、個人評價等，更加客觀、科學、準確地評價學生的過程學習成效和結果產出。

教師在教學平臺上設置好線上學習項目各項的權重之后，平臺會給出每名學生的過程和最終結果的成績數據。另外課堂上所采用的教學工具是超星學習通APP，該應用程序具有簽到、投票、選人、搶答、主題討論、發布測驗和分組任務等功能，每個功能的統計結果可以實時投屏顯示。本課程利用該APP主要實時發布課堂測驗和分組編程任務，一方面檢測學生聽課效果，另一方面主要用來開展小組編程案例研討。任務發布下去之后，小組成員便會討論，最終形成編程答案，拍照上傳之后，教師將各組的結果均投屏顯示，每個小組都可以看到其他小組的結果，同樣的題目會有不同算法、不同求解，各小組會展開激烈討論甚至辯論，進行思維碰撞，教師從旁穿針引線，激發學生思考并加以點評，最終合理給出各小組分數。

開放性小組編程項目是自從翻轉課堂教學改革以來添加的一個學期的重要任務，希望學生“跳一跳能夠著”，主要為了檢測學生一學期的學習效果、知識所能達到的深度以及應用所學知識解決實際問題的能力。以往傳統授課后，學生一學期下來代碼量很有限，代碼長度也遠遠不夠，部分學生只學到了基礎編程語法，根本談不上解決實際問題，而混合式教學改革之后，學生課堂上下進行過大量的編程訓練，期末的小組大編程項目在平時課堂上也作為案例片段進行過分析探討，學生初步具備了開發系統的能力，因而給他們布置這一項挑戰性任務，學以致用。三輪教學實驗下來，學生已經可以編寫開發上千行的程序設計項目了。

6 課程評價及改革成效

6.1 實驗組與對照組在期末卷面考試中的表現差異

三輪翻轉課堂混合式教學改革結果統計顯示，試點班級成績的及格率、優良率和平均分都位列前茅，期末卷面成績明顯優于同年級其他各個班級，及格率89.1%，優良率（期末卷面成績在80分以上的人數）51.1%，平均分75.9分，標準差14.6，橫向各年級相比，試點班的四項指標不僅僅在同年級最優，縱向對比5年來的各項數據，也是最高的。及格率89.1%，高于五年來的最高及格率（66.4%）近23個百分點。標準差14.6，更是5年來的最低值，說明班級整體水平趨于平均，普遍較好，并沒有兩極分化。

6.2 試點班在線上學習過程中的表現

這部分成績是由超星MOOC學習平臺自動跟蹤記錄的，主要從任務點完成情況和線上學習最終成績兩個方面來統計。結果顯示，試點班學生的線上學習表現良好，73%的學生線上完成任務點90%以上，共有72%的學生線上總成績在80分以上。

6.3 試點班對整體教學質量的評價反饋

學生調查問卷結果顯示，學習興趣方面，86%的學生在學完之后，對該門課比較感興趣。69.64%的學生認為教學效果很好，說明大部分學生都認同翻轉課堂教學方式的幫助很大。絕大部分學生表示課堂教學中能加強互動，發揮他們的主動性，把時間多交還給他們，而不是教師花大量時間講授，而這種需求正是翻轉課堂所主張的。線下自學基礎知識，課堂則還給學生，大量做案例分析、師生一起分析算法，小組合作練習、結果展示探究，圍繞案例，互評護辯，學生的動手能力和思辨能力得以大大提升。