楊沛　陳勇　孫健敏

摘 要：文章從“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)出發(fā)，剖析其課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題，并提出了基于案例的“大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施策略。

關(guān)鍵詞：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；翻轉(zhuǎn)課堂；案例教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）12-0009-03

一、“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”是計(jì)算機(jī)通識課中的主干課程，是我國各大高等院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的必修課，近幾年，隨著“計(jì)算思維”概念的提出，該課程被眾多專家學(xué)者認(rèn)為是與大學(xué)數(shù)學(xué)、大學(xué)物理同等重要的基礎(chǔ)性課程[1]。西北農(nóng)林科技大學(xué)在2013年對該課程進(jìn)行了全面的改革，以“學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)”為核心目標(biāo)，以“利用計(jì)算機(jī)解決問題”為主線，以“深刻闡述計(jì)算機(jī)的工作原理”為課程本源，重新優(yōu)化提升課程教學(xué)內(nèi)容：弱化辦公軟件、常用多媒體軟件課堂講解，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理講解，保持原有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，增加云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)等前沿技術(shù)介紹，極大地提升了課程內(nèi)涵。

隨著課程內(nèi)容深度和廣度的增加及學(xué)時(shí)的不斷壓縮，出現(xiàn)了一系列的問題，主要表現(xiàn)為，大部分教師仍向?qū)W生灌輸抽象的理論和原理，輔以簡單的舉例說明，遠(yuǎn)離實(shí)際應(yīng)用；學(xué)時(shí)的限制導(dǎo)致教師在課堂上沒有足夠時(shí)間對重要理論和概念充分闡釋，往往點(diǎn)到為止，造成學(xué)生一知半解；缺乏有效的課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)，師生、生生間很少交流，課堂氣氛沉悶，學(xué)生的積極性；學(xué)生接受知識能力的差異和傳統(tǒng)課堂“同步學(xué)習(xí)”特性間的矛盾，使得學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需要無法得到滿足。如何來解決這些問題呢？

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的出現(xiàn)給課程帶來了新的契機(jī)，國內(nèi)已有許多學(xué)者對其進(jìn)行了研究與探索，然而大多停留在理論水平上，有效的教學(xué)實(shí)踐較少，雖然個(gè)別高校已針對“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程開展了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實(shí)踐研究[2-3]，但仍存在一些問題：課前微視頻等學(xué)習(xí)資源將課程知識碎片化，如何重新構(gòu)建課程知識體系？如何有效督導(dǎo)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)？如何組織課上學(xué)習(xí)活動(dòng)？

綜上所述，筆者在充分研究“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式和“案例教學(xué)法”的基礎(chǔ)上，提出了基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，探索解決“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程問題的有效途徑。

二、基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的提出

（一）案例教學(xué)法內(nèi)涵

案例教學(xué)法是將現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)案例引入到課堂教學(xué)中，在教師的引導(dǎo)下，把學(xué)生帶入具體的應(yīng)用場景，通過生生、師生間的討論與分析，達(dá)到對知識的深入理解和應(yīng)用。依據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容選擇和設(shè)計(jì)的教學(xué)案例，在實(shí)際應(yīng)用和理論之間架起了一座橋梁，幫助學(xué)生加深對理論知識的理解，體會(huì)到解決實(shí)際問題的成就感，提高了學(xué)習(xí)興趣。“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程強(qiáng)調(diào)“計(jì)算思維”能力的培養(yǎng)，側(cè)重理論與原理的講解，由于學(xué)生計(jì)算機(jī)水平參差不齊，雖然掌握了單個(gè)理論，但很難融會(huì)貫通加以應(yīng)用。為此，國內(nèi)諸多從事計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)教學(xué)的工作者，紛紛將案例教學(xué)法引入課堂，并取得了一定的成效[4]。

筆者在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中引入“案例教學(xué)法”，將離散的知識點(diǎn)通過案例系統(tǒng)化，強(qiáng)調(diào)知識與實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，使“計(jì)算思維”培養(yǎng)中抽象理論和概念具體化、形象化，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，真實(shí)案例幫助學(xué)生了解計(jì)算機(jī)在當(dāng)今信息化社會(huì)中的作用，進(jìn)一步提高其在后續(xù)專業(yè)領(lǐng)域中利用計(jì)算機(jī)解決問題的能力。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式釋義

翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了傳統(tǒng)“課上學(xué)習(xí)，課下練習(xí)”的教學(xué)模式，使其反轉(zhuǎn)為“課前學(xué)習(xí)，課上練習(xí)”的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了“課前知識傳授，課上知識內(nèi)化和遷移”的過程。具體來說，即課前，學(xué)生自學(xué)教師制作和發(fā)布的以微視頻為主的學(xué)習(xí)資源，完成知識的傳授；課上，教師組織學(xué)生開展各種學(xué)習(xí)活動(dòng)（如討論、匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)、游戲等），幫助學(xué)生進(jìn)一步消化和理解所學(xué)知識，完成知識的內(nèi)化和遷移。這是一種全新的教與學(xué)的體驗(yàn)，真正體現(xiàn)“建構(gòu)主義”的思想，將教學(xué)中心從“教”轉(zhuǎn)向“學(xué)”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力和批判性思維能力；同時(shí)，打破了傳統(tǒng)課堂時(shí)間與空間的限制，有效解決了課時(shí)不足的矛盾，符合學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)特點(diǎn)。

在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，可借助多媒體技術(shù)，將抽象概念和原理設(shè)計(jì)制作成動(dòng)畫、視頻等學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生在課前按照自己的學(xué)習(xí)步調(diào)自主學(xué)習(xí)，既滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，又培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力。再者，節(jié)省下來的課堂時(shí)間，教師可充分組織學(xué)生開展各種學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過師生、生生間討論與交流，不僅學(xué)生完成了自我知識的構(gòu)建，而且營造了良好的課堂氛圍。

（三）案例教學(xué)法與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的結(jié)合

基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式將案例教學(xué)法與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合，充分利用兩者的優(yōu)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)批判性思維，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)案例教學(xué)法在實(shí)施過程中，由于案例的綜合性較強(qiáng)，教師需在課堂上先將案例涉及的新概念和知識講解完，再組織學(xué)生針對案例展開分析和討論，由此，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，對案例進(jìn)行深入探討是不可能達(dá)到的，致使教學(xué)效果不理想。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能為案例教學(xué)提供足夠的空間和時(shí)間，將案例中涉及的基礎(chǔ)知識和理論前移到課前，學(xué)生通過教師提供的學(xué)習(xí)資源完成自主學(xué)習(xí)，課上則進(jìn)行深入的案例討論等學(xué)習(xí)活動(dòng)。再者，將案例教學(xué)法引入到翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，既避免了“翻轉(zhuǎn)”所帶來的知識碎片化問題，通過案例將知識體系化，又為“翻轉(zhuǎn)”教學(xué)提供了一個(gè)有效的組織策略。

筆者借助翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的框架，融入案例教學(xué)法，對“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行了改革實(shí)踐，其基本思路是：課前教師圍繞教學(xué)目標(biāo)和要求設(shè)計(jì)案例，將案例中涉及的新知識和理論制作成多種形式的課前學(xué)習(xí)資源（如微視頻、動(dòng)畫、文本資料等），并設(shè)計(jì)課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，統(tǒng)一打包發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生完成自學(xué)并進(jìn)行分組討論后，將討論結(jié)果以課前報(bào)告單形式反饋給教師；教師根據(jù)反饋情況，設(shè)計(jì)課堂案例和課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)；課上教師圍繞案例組織各種學(xué)習(xí)活動(dòng)（如討論、游戲、匯報(bào)、搶答、測試等），幫助和引導(dǎo)學(xué)生對案例進(jìn)行深入的剖析，從而完成知識的內(nèi)化和遷移；課后，學(xué)生完成拓展案例，進(jìn)一步拓寬知識的深度和廣度，提高綜合應(yīng)用能力。

三、基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施策略

在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中，實(shí)施基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，主要包括九個(gè)步驟：案例設(shè)計(jì)、課前學(xué)習(xí)資源制作、任務(wù)單制作與發(fā)放、課前討論及報(bào)告單反饋、課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)、課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)組織、課后拓展案例、課后交流、評價(jià)與改進(jìn)。

（一）案例設(shè)計(jì)

案例是開展基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)，案例選取和設(shè)計(jì)得是否合適直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教師應(yīng)依據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，考慮學(xué)生特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校專業(yè)特色，選取和設(shè)計(jì)案例。筆者根據(jù)西北農(nóng)林科技大學(xué)的專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)特色案例，比如“現(xiàn)代信息技術(shù)”部分，選取“溫室大棚智能灌溉系統(tǒng)”作為案例，既貼近學(xué)生專業(yè)，又具有完整性、典型性和啟發(fā)性。

（二）課前學(xué)習(xí)資源的制作

教師圍繞案例梳理知識點(diǎn)，完成知識的碎片化處理，為后續(xù)制作微視頻等學(xué)習(xí)資源做準(zhǔn)備；借助思維導(dǎo)圖等軟件，分析知識點(diǎn)之間的前后繼承關(guān)系，思考每個(gè)知識點(diǎn)以何種形式展現(xiàn)（如微視頻、動(dòng)畫、音頻、文本資料等），設(shè)計(jì)與制作以微視頻為主的學(xué)習(xí)資源包。比如在“溫室大棚智能灌溉系統(tǒng)”案例中，包括2個(gè)知識點(diǎn)：信息一般處理過程、主要信息技術(shù)，筆者分別設(shè)計(jì)與制作溫室大棚智能灌溉flash動(dòng)畫1個(gè)、主要信息技術(shù)簡介微視頻2個(gè)、文本資料1個(gè)。

（三）任務(wù)單的制作與發(fā)放

為了幫助和引導(dǎo)學(xué)生有效完成課前資源學(xué)習(xí)，教師需制作課前學(xué)習(xí)任務(wù)單。任務(wù)單按知識點(diǎn)的先后邏輯關(guān)系，安排課前學(xué)習(xí)任務(wù)的順序，并明確指出每個(gè)任務(wù)對應(yīng)的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)目標(biāo)及思考問題。其中思考問題應(yīng)是案例中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及疑點(diǎn)問題，具有啟發(fā)性，能激起學(xué)生觀點(diǎn)碰撞，引發(fā)激烈討論。比如筆者圍繞“溫室大棚智能灌溉系統(tǒng)”案例，在任務(wù)單中提出“現(xiàn)代信息技術(shù)是否能解決你專業(yè)領(lǐng)域中的所有問題？為什么？試舉例說明?！钡葐栴}。這些問題不僅能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，也需要學(xué)生認(rèn)真搜集整理資料，采用批判性思考方式探尋答案。課前任務(wù)單可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行發(fā)放，比如QQ軟件、藍(lán)墨云班課手機(jī)APP等。

（四）課前討論及報(bào)告單的反饋

為了督促學(xué)生認(rèn)真按時(shí)完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，并將學(xué)習(xí)情況及時(shí)反饋給教師，在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中，筆者要求學(xué)生以小組為單位，針對任務(wù)單中的思考問題進(jìn)行課前討論，并反饋課前學(xué)習(xí)報(bào)告單。小組人數(shù)一般控制在6—7人，學(xué)生自由組合，組長由組員輪流擔(dān)當(dāng)，組長主要職責(zé)是組織組員進(jìn)行課前討論、學(xué)習(xí)效果互評、報(bào)告單撰寫與反饋等，報(bào)告單中要記錄整個(gè)討論過程、存在問題、互評成績等。教師收到反饋報(bào)告單后，根據(jù)各組討論情況，給出每個(gè)組的教師評價(jià)成績。為了驗(yàn)證組內(nèi)互評成績有效性，教師可在課上隨機(jī)選取小組成員回答問題，若回答情況與互評成績不符，則采用“連坐制”，降低小組的教師評價(jià)成績。該策略可有效督促學(xué)生按照任務(wù)單認(rèn)真完成課前學(xué)習(xí)，避免“打醬油”學(xué)生，又加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。同時(shí)，課前學(xué)習(xí)報(bào)告單也為教師下一步設(shè)計(jì)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)提供有效反饋。

（五）課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

教師根據(jù)課前報(bào)告單反饋情況，確定重點(diǎn)、難點(diǎn)及疑點(diǎn)問題，設(shè)計(jì)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)。活動(dòng)形式需根據(jù)案例類型、特點(diǎn)、目的進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如針對“溫室大棚智能灌溉系統(tǒng)”案例，課堂上可采用討論、匯報(bào)等形式；而筆者設(shè)計(jì)的關(guān)于二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換原理的“哈利魔法”案例，則適于采用游戲的形式?；顒?dòng)設(shè)計(jì)在考慮寓教于樂的同時(shí)，將知識自然融入，營造師生、生生互動(dòng)的課堂氛圍，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。教師要認(rèn)真規(guī)劃課堂時(shí)間，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)陌咐龜?shù)量，為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)渠道和方式。

（六）課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織

整個(gè)課堂組織以學(xué)生為中心。比如在案例討論活動(dòng)中，教師從案例背景分析入手，將學(xué)生帶入真實(shí)的應(yīng)用情景中，拋出問題，組織學(xué)生分組討論。教師引導(dǎo)小組討論方向，完成一對一或一對多的輔導(dǎo)，注意控制討論時(shí)間，討論完成后，小組進(jìn)行匯報(bào)和答辯，最終教師總結(jié)與評價(jià)。

（七）課后案例拓展

課后拓展案例需在課前、課上案例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步向縱深方向拓展。比如筆者在“現(xiàn)代信息技術(shù)”部分，以“蘋果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”作為拓展案例，首先讓學(xué)生采用與課堂案例分析相同的方法，對案例中涉及的主要信息技術(shù)進(jìn)行剖析，再進(jìn)一步分析每種技術(shù)主要解決了什么問題，解決問題的方法是什么，最終畫出系統(tǒng)功能草圖并進(jìn)行標(biāo)注。通過這樣的實(shí)踐，學(xué)生更好地理解了現(xiàn)代信息技術(shù)的作用、地位與應(yīng)用等，提高了解決問題的能力。

（八）課后交流

教師借助線上平臺和線下面對面交流，聽取學(xué)生對基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的感受，了解課前學(xué)習(xí)任務(wù)單設(shè)置是否合理、學(xué)生對課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的建議，對后續(xù)教學(xué)模式實(shí)施和提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量具有重要的作用。筆者在實(shí)施過程中，收到了許多學(xué)生的反饋意見，他們普遍認(rèn)為這種教學(xué)模式極大激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，參與感很強(qiáng)，自主學(xué)習(xí)能力得到了較大提升；真實(shí)案例的融入，能讓他們更真切地體會(huì)到“計(jì)算思維”與解決現(xiàn)實(shí)問題之間的映射關(guān)系，所學(xué)知識更具有完整性和系統(tǒng)性。

（九）評價(jià)與改進(jìn)

第一輪基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施之后，教師通過問卷調(diào)查、考試、面對面交流等形式，多方位全面評價(jià)該教學(xué)模式的有效性。筆者在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中，通過問卷調(diào)查、期末考試、平時(shí)測驗(yàn)等，對自己所帶的兩個(gè)班級進(jìn)行對比評價(jià)，其中一個(gè)班是實(shí)驗(yàn)班，采用基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式；另一個(gè)班是傳統(tǒng)班，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。

結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)班的考試平均成績比傳統(tǒng)班高出8.5分，且學(xué)生滿意度較高（如表1所示）。針對改革過程中存在的不足，從案例設(shè)計(jì)、課前任務(wù)單設(shè)計(jì)、課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)組織等方面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，修改與完善教學(xué)模式實(shí)施策略，為下一輪的應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

表1 學(xué)生滿意度問卷調(diào)查結(jié)果

四、反思

（一）建立高質(zhì)量的特色案例庫

案例庫建設(shè)是保障基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式順利實(shí)施的基礎(chǔ)。案例除了具有完整性、真實(shí)性、啟發(fā)性和趣味性的特點(diǎn)外，還應(yīng)結(jié)合學(xué)校專業(yè)特點(diǎn)，搜集與整理特色案例，形成具有學(xué)校專業(yè)特色的案例庫，更好地貼近學(xué)生專業(yè)，使學(xué)生了解現(xiàn)代信息技術(shù)在專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，為后續(xù)個(gè)人專業(yè)發(fā)展做好準(zhǔn)備。

（二）提高教師的專業(yè)素養(yǎng)

基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式需要教師在課前投入大量的精力和時(shí)間完成課程規(guī)劃，設(shè)計(jì)案例、課程資源、任務(wù)單、課堂活動(dòng)方案等。這對教師提出了更高的要求，他們必須具有扎實(shí)的專業(yè)知識、擁有極大的教學(xué)熱情、具備較強(qiáng)的課堂組織能力和良好的溝通交流能力等。

（三）構(gòu)建多元化評價(jià)體系

多元化的評價(jià)體系能有效推動(dòng)基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施。如何督促學(xué)生完成課前任務(wù)的學(xué)習(xí)？課堂上如何激發(fā)學(xué)生積極思考、參與討論？這些問題的解決，需依靠合理、有效的多元化評價(jià)方式，教師需針對學(xué)生、課程特點(diǎn)，建立與教學(xué)模式相匹配的評價(jià)體系。

（四）有效利用現(xiàn)代信息技術(shù)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的改革實(shí)踐，可以借助MOOC/SPOCs等現(xiàn)代信息技術(shù)平臺，將課程資源上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，提供給學(xué)生線上自由的學(xué)習(xí)時(shí)間與空間，并完成在線測試，及時(shí)掌握學(xué)生課前自學(xué)情況。而線下課堂應(yīng)注重碎片化知識的串聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生通過討論、交流、匯報(bào)等形式，完成知識的自我構(gòu)建。

本文將案例教學(xué)法融入到翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中進(jìn)行了實(shí)踐探索，以真實(shí)的應(yīng)用案例驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。筆者在案例設(shè)計(jì)、課前學(xué)習(xí)資源制作、任務(wù)單制作與發(fā)放、課前討論及報(bào)告單反饋等方面進(jìn)行討論，指出了基于案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施的要點(diǎn)。

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