仇麗青+陳卓艷+丁長(zhǎng)青

摘 要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，開(kāi)展程序設(shè)計(jì)課程改革，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融入到課程改革中，構(gòu)建了基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的程序設(shè)計(jì)改革模式。以《Java程序設(shè)計(jì)》課程為例，將整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為需求分析、過(guò)程設(shè)計(jì)和考核評(píng)價(jià)3個(gè)階段。實(shí)踐結(jié)果證明，該模式在很大程度上改善了課堂教學(xué)質(zhì)量，提高了教學(xué)效果，建立了良好的教學(xué)學(xué)習(xí)氛圍。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；翻轉(zhuǎn)課堂；程序設(shè)計(jì)；Java程序設(shè)計(jì)

DOIDOI：10.11907/rjdk.162073

中圖分類號(hào)：G433

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-7800（2016）012-0185-04

0 引言

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”正在顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，教育行業(yè)也在進(jìn)行著深刻變革。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”采用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)教育深度融合，衍生出一系列新的教學(xué)模式，包括微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等[1]。在這樣的大背景下，如何充分運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”重新配置和整合教學(xué)資源，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)效果，是值得深入研究的問(wèn)題。

以程序設(shè)計(jì)課程為例，該課程是計(jì)算機(jī)、軟件工程等專業(yè)的核心課程之一。由于該課程具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性，按照目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行授課，難以取得很好的效果[2]。而且，很多學(xué)生反映程序設(shè)計(jì)課程比較枯燥乏味，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。程序設(shè)計(jì)課程已經(jīng)成為師生普遍認(rèn)為難學(xué)、難懂、難教的一類課程。鑒于此，有必要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革，而翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)模式給我們提供了一種新方法。實(shí)踐結(jié)果表明，充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計(jì)課程改革是行之有效的。

1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是近幾年來(lái)國(guó)際上較為先進(jìn)的一種教學(xué)方法[3]，被稱為21世紀(jì)影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革。翻轉(zhuǎn)課堂最大的特點(diǎn)是“課下學(xué)習(xí)知識(shí)，課堂內(nèi)化知識(shí)”，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式翻轉(zhuǎn)，分割理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)的時(shí)間。它主要采用課下學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識(shí)，在課堂上進(jìn)行只是內(nèi)化、鞏固和吸收的教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂最初是由美國(guó)兩位高中老師Jon Bergmann和Aaron Sams提出的，他們創(chuàng)建視頻，由學(xué)生課下學(xué)習(xí)視頻，課堂上則進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)和概念掌握的練習(xí)[4]。由于翻轉(zhuǎn)課堂極大地提高了課堂效率，促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的提升，同時(shí)適應(yīng)了社會(huì)的發(fā)展、新技術(shù)的應(yīng)用，因此被迅速普及開(kāi)來(lái)。后來(lái)，哈佛大學(xué)教授Eric Mazur又進(jìn)一步整合翻轉(zhuǎn)課堂與同伴教學(xué)法，課前學(xué)生通過(guò)觀看視頻、閱讀文章或調(diào)動(dòng)自己原有知識(shí)思考問(wèn)題來(lái)作準(zhǔn)備，教師對(duì)各類問(wèn)題進(jìn)行梳理總結(jié)；課堂上學(xué)生提出問(wèn)題，教師和學(xué)生相互協(xié)作解決問(wèn)題。其它比較著名的案例還有薩爾曼·可罕創(chuàng)立的可罕學(xué)院，利用受歡迎的教學(xué)視頻和課堂練習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐，以及斯坦福大學(xué)提出了共同學(xué)習(xí)模式與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合等。

目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有精品課程網(wǎng)、中國(guó)中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)等多個(gè)專業(yè)的教學(xué)視頻網(wǎng)站。另外，網(wǎng)易公開(kāi)課、微課網(wǎng)等也積累了豐富的教學(xué)視頻，為開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革提供了豐富的素材。北京、上海等多個(gè)省市區(qū)已經(jīng)針對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行了有意義的探索，例如重慶聚奎中學(xué)、深圳南山實(shí)驗(yàn)學(xué)校，以及廣州天河區(qū)實(shí)施的“天云項(xiàng)目”等，說(shuō)明我國(guó)開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革已經(jīng)取得了初步成效。

將翻轉(zhuǎn)課堂融入程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革是一種新思路，具有開(kāi)創(chuàng)性意義。以《Java程序設(shè)計(jì)》為代表的程序設(shè)計(jì)課程要求學(xué)生掌握實(shí)際編程能力，若僅依靠教師的課堂教學(xué)，很難幫助學(xué)生真正了解實(shí)際程序設(shè)計(jì)的具體操作流程和應(yīng)用。運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)可以讓學(xué)生在課下主動(dòng)學(xué)習(xí)，并通過(guò)師生之間的課堂討論交互，讓學(xué)生真正融入到程序開(kāi)發(fā)中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，提高了教學(xué)效果。

2 基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計(jì)課程改革

結(jié)合已有的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[5]，根據(jù)程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，構(gòu)建出適合計(jì)算機(jī)、軟件工程等專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)支持的程序設(shè)計(jì)課程改革。從教師的角度看，該模式將整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為需求分析、過(guò)程設(shè)計(jì)和考核評(píng)價(jià)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(xué)生分析，二是內(nèi)容分析。學(xué)生是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的主體，通過(guò)對(duì)學(xué)生的分析可以了解掌握學(xué)生的興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)效果等個(gè)性化差異，同時(shí)兼顧專業(yè)特點(diǎn)，并以此作為選取、制作視頻的重要依據(jù)；內(nèi)容分析是重中之重，并不是所有內(nèi)容都適合進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱，選擇適合的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行視頻的選取。通常應(yīng)該選取學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和疑點(diǎn)。

以《Java程序設(shè)計(jì)》課程為例，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷、學(xué)習(xí)測(cè)試、線上線下溝通等多種途徑，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合全面的分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作并不熟悉，很多同學(xué)甚至沒(méi)有使用過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于經(jīng)典的小型數(shù)據(jù)庫(kù)MySql也不了解。而教學(xué)大綱中明確規(guī)定了學(xué)習(xí)目標(biāo)是要求學(xué)生“掌握創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的各個(gè)重要環(huán)節(jié)，掌握使用JDBC API提供的接口和類連接MySql數(shù)據(jù)庫(kù)、執(zhí)行Sql語(yǔ)句、處理結(jié)果集等操作方法。”上述情況是開(kāi)展目標(biāo)設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)、考核評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。

2.2 過(guò)程設(shè)計(jì)

2.2.1 課前準(zhǔn)備

課前準(zhǔn)備需要由教師、學(xué)生雙方共同完成。首先，教師根據(jù)之前的需求分析選取或制作合適的學(xué)習(xí)視頻，力求做到短小精悍、技術(shù)規(guī)范。同時(shí)設(shè)計(jì)一些值得探究的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；然后將這些視頻和問(wèn)題上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，由學(xué)生自主下載學(xué)習(xí)；學(xué)生通過(guò)下載觀看視頻，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，并按照自己的時(shí)間安排、學(xué)習(xí)風(fēng)格開(kāi)展學(xué)習(xí)。如果學(xué)習(xí)中存在疑惑，可以與教師進(jìn)行線上線下的溝通。具體流程如圖2所示。

以《Java程序設(shè)計(jì)》的“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”為例，筆者總結(jié)了8個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并針對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)制作了8個(gè)視頻，如表1所示。

然后設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考：①如何安裝啟動(dòng)MySql數(shù)據(jù)庫(kù)？②如何使用JDBC API連接數(shù)據(jù)庫(kù)？ ③如何使用JDBC API實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、改、查？

學(xué)生在課前根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，碰到不懂的地方可以反復(fù)重播回放觀看，或者查閱參考資料及上網(wǎng)搜索，還可以借助QQ、飛信等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與其他同學(xué)或教師交流。教師需要把學(xué)生反饋的問(wèn)題記錄下來(lái)，然后總結(jié)幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題以備課堂上詳細(xì)講解，如：①在安裝配置MySql數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)出現(xiàn)無(wú)法安裝的情況；②對(duì)使用JDBC API操作數(shù)據(jù)庫(kù)的整個(gè)流程不清晰；③對(duì)Statement接口、PreparedSstatement類的具體操作理解不透徹；④對(duì)批處理、事務(wù)的概念理解不透徹。

2.2.2 課堂實(shí)踐

根據(jù)課前準(zhǔn)備階段學(xué)生反饋的問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性的講解說(shuō)明。然后演示一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，介紹項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，劃分項(xiàng)目小組，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)踐。在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中遇到問(wèn)題，可以與同學(xué)、老師討論解決。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)完成后，教師組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目演示以及交流評(píng)價(jià)。

仍然以《Java程序設(shè)計(jì)》中的“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”為例，整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程分為“解決問(wèn)題—項(xiàng)目講解—學(xué)生實(shí)踐—交流評(píng)價(jià)”4個(gè)階段：首先，教師對(duì)學(xué)生反饋的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性講解，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提煉、分類、總結(jié)歸納，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握。重點(diǎn)講解以下內(nèi)容：MySql數(shù)據(jù)庫(kù)安裝過(guò)程、JDBC API操作數(shù)據(jù)庫(kù)的整體流程以及主要接口和類的使用；

其次，教師講解項(xiàng)目案例，將知識(shí)點(diǎn)融入案例中，只需告訴學(xué)生需要實(shí)現(xiàn)什么功能，而對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)、如何編寫(xiě)不予講解。例如，選取一個(gè)簡(jiǎn)單的“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”的后臺(tái)管理部分（教師事先編寫(xiě)好前臺(tái)部分），要求構(gòu)建學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生管理系統(tǒng)的增、刪、改、查；然后，學(xué)生根據(jù)該案例進(jìn)行同步上機(jī)實(shí)踐，通過(guò)動(dòng)手可以幫助其理解理論知識(shí)、鞏固知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)學(xué)生獨(dú)立探索，教師輔助指導(dǎo)，可培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，讓課堂氣氛更加活躍生動(dòng)；最后，教師組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目演示及交流評(píng)價(jià)。因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生或小組對(duì)項(xiàng)目的理解不同，所以可能有多種實(shí)現(xiàn)手段。在課堂上進(jìn)行有益的交流評(píng)價(jià)，有利于擴(kuò)展學(xué)生思路，擴(kuò)充學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.2.3 課后總結(jié)

課后總結(jié)是十分必要的。首先，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的課前準(zhǔn)備、課堂實(shí)踐情況，布置相關(guān)作業(yè)供學(xué)生更好地固化知識(shí)；其次，需要與學(xué)生進(jìn)一步交流，并及時(shí)給予指導(dǎo)回復(fù)；最后，也是最關(guān)鍵的一步，一定要對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。因?yàn)椴捎梅D(zhuǎn)課堂教學(xué)方法的最大弊病在于如何保證學(xué)生課前認(rèn)真準(zhǔn)備，否則無(wú)法保證教學(xué)效果。因此，必須對(duì)學(xué)生的本次課堂成績(jī)進(jìn)行有效評(píng)估，以激勵(lì)其認(rèn)真學(xué)習(xí)。如圖4所示。

2.3 考核評(píng)價(jià)

采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革，必須建立一套完善的績(jī)效考核制度，以提高教學(xué)質(zhì)量。由于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式比較注重課前準(zhǔn)備和課堂實(shí)踐，因此對(duì)學(xué)生的考核評(píng)價(jià)也需要綜合考慮學(xué)生課前準(zhǔn)備和課堂實(shí)踐的表現(xiàn)，建立具備可量化指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程與結(jié)果給出一個(gè)客觀公正的評(píng)價(jià)。

筆者采用的考核評(píng)價(jià)體系包含課前準(zhǔn)備、課堂實(shí)踐兩個(gè)指標(biāo)，各指標(biāo)所占比重為課前準(zhǔn)備50%，課堂實(shí)踐50%，如圖5所示。影響自我評(píng)價(jià)的因素主要包括個(gè)人在課前準(zhǔn)備、課堂實(shí)踐等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)和完成情況，教師評(píng)價(jià)的因素主要包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)積極性、課前準(zhǔn)備情況、線上線下交互情況、課堂表現(xiàn)、項(xiàng)目實(shí)踐情況等。

3 教學(xué)效果

應(yīng)用“基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的程序設(shè)計(jì)課程改革”完成教學(xué)任務(wù)后，對(duì)實(shí)施對(duì)象2014級(jí)軟件工程1班和2班的學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研分析。其中1班采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，2班采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，調(diào)研主要從問(wèn)卷調(diào)查、試卷分析、作業(yè)調(diào)查3個(gè)方面展開(kāi)。

（1） 問(wèn)卷調(diào)查。問(wèn)卷調(diào)查主要從教學(xué)效果、動(dòng)手能力、自主學(xué)習(xí)能力、師生交互等4個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比。調(diào)查結(jié)果顯示，相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，同學(xué)們普遍認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)了師生之間的交流。說(shuō)明翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)于促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力、協(xié)作能力、動(dòng)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(jī)、筆試成績(jī)最高分、筆試成績(jī)最低分、機(jī)試平均成績(jī)、機(jī)試成績(jī)最高分、機(jī)試成績(jī)最低分6個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比。筆者發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，無(wú)論筆試還是機(jī)試成績(jī)都有了顯著進(jìn)步。

（3）作業(yè)調(diào)查。在軟件1班上交的作業(yè)中，重復(fù)率達(dá)到40%，上機(jī)檢查程序僅有5個(gè)人能正確完成最后的編程綜合題，有6個(gè)人的編程中語(yǔ)法錯(cuò)誤特別嚴(yán)重。而在軟件2班上交的作業(yè)中，重復(fù)率僅有7%，并且每個(gè)學(xué)生都有自己的編程風(fēng)格，在上機(jī)檢查中有超過(guò)2/3的學(xué)生可以正確完成編程題。

筆者還注意到，許多同學(xué)使用了教師并未講授過(guò)的知識(shí)，如數(shù)據(jù)庫(kù)Dao模式設(shè)計(jì)、Bootstrap框架、Mybatis框架等進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，充分說(shuō)明了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生的編程能力，讓學(xué)生可以真正地把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的日臻成熟，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已經(jīng)成為高校教師研究的新熱點(diǎn)，成為“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代大學(xué)生課程學(xué)習(xí)，特別是程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的新趨勢(shì)。

筆者在自身經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上提出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并以《Java程序設(shè)計(jì)》為例，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革，旨在探索出一種適合高校學(xué)生的新型學(xué)習(xí)模式。在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，以翻轉(zhuǎn)課堂的核心特點(diǎn)展開(kāi)教學(xué)改革，并在教學(xué)應(yīng)用中取得了良好的教學(xué)效果，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。由于本研究選取的課程是《Java程序設(shè)計(jì)》，沒(méi)有涉及到其它程序設(shè)計(jì)課程，因此研究結(jié)果存在局限性。同時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式本身也存在一些不足，例如學(xué)生的自律性和主動(dòng)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(xù)研究和應(yīng)用中進(jìn)一步改善。

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（責(zé)任編輯：黃 健）