“互联网+”背景下基于翻转课堂教学模式的程序设计课程改革

仇丽青+陈卓艳+丁长青

摘 要：在“互联网+”背景下，开展程序设计课程改革，将翻转课堂教学模式融入到课程改革中，构建了基于翻转课堂教学的程序设计改革模式。以《Java程序设计》课程为例，将整个教学过程分为需求分析、过程设计和考核评价3个阶段。实践结果证明，该模式在很大程度上改善了课堂教学质量，提高了教学效果，建立了良好的教学学习氛围。

关键词：互联网+；翻转课堂；程序设计；Java程序设计

DOIDOI：10.11907/rjdk.162073

中图分类号：G433

文献标识码：A文章编号：1672-7800（2016）012-0185-04

0 引言

伴随着互联网，特别是移动互联网技术的发展，“互联网+”正在颠覆传统行业，教育行业也在进行着深刻变革。“互联网+教育”采用现代信息技术手段，使互联网技术与传统教育深度融合，衍生出一系列新的教学模式，包括微课、慕课、翻转课堂等[1]。在这样的大背景下，如何充分运用“互联网+”重新配置和整合教学资源，进而优化教学模式，提高课堂教学效果，是值得深入研究的问题。

以程序设计课程为例，该课程是计算机、软件工程等专业的核心课程之一。由于该课程具有较强的理论性、实践性，按照目前传统的教学模式进行授课，难以取得很好的效果[2]。而且，很多学生反映程序设计课程比较枯燥乏味，学生被动接受知识，缺乏学习的积极性、主动性和创造性。程序设计课程已经成为师生普遍认为难学、难懂、难教的一类课程。鉴于此，有必要对传统的教学模式进行改革，而翻转课堂等新的教学模式给我们提供了一种新方法。实践结果表明，充分运用互联网技术，进行基于翻转课堂教学模式的程序设计课程改革是行之有效的。

1 翻转课堂

翻转课堂教学模式是近几年来国际上较为先进的一种教学方法[3]，被称为21世纪影响课堂教学的重大技术变革。翻转课堂最大的特点是“课下学习知识，课堂内化知识”，将传统的课堂教学模式翻转，分割理论学习和实践学习的时间。它主要采用课下学生自主学习知识，在课堂上进行只是内化、巩固和吸收的教学模式。

翻转课堂最初是由美国两位高中老师Jon Bergmann和Aaron Sams提出的，他们创建视频，由学生课下学习视频，课堂上则进行协作学习和概念掌握的练习[4]。由于翻转课堂极大地提高了课堂效率，促进了学生综合能力的提升，同时适应了社会的发展、新技术的应用，因此被迅速普及开来。后来，哈佛大学教授Eric Mazur又进一步整合翻转课堂与同伴教学法，课前学生通过观看视频、阅读文章或调动自己原有知识思考问题来作准备，教师对各类问题进行梳理总结；课堂上学生提出问题，教师和学生相互协作解决问题。其它比较著名的案例还有萨尔曼·可罕创立的可罕学院，利用受欢迎的教学视频和课堂练习系统进行翻转课堂的实践，以及斯坦福大学提出了共同学习模式与翻转课堂相结合等。

目前，我国国内已经拥有精品课程网、中国中小学教育教学网等多个专业的教学视频网站。另外，网易公开课、微课网等也积累了丰富的教学视频，为开展翻转课堂教学改革提供了丰富的素材。北京、上海等多个省市区已经针对翻转课堂进行了有意义的探索，例如重庆聚奎中学、深圳南山实验学校，以及广州天河区实施的“天云项目”等，说明我国开展翻转课堂教学改革已经取得了初步成效。

将翻转课堂融入程序设计课程教学改革是一种新思路，具有开创性意义。以《Java程序设计》为代表的程序设计课程要求学生掌握实际编程能力，若仅依靠教师的课堂教学，很难帮助学生真正了解实际程序设计的具体操作流程和应用。运用翻转课堂教学可以让学生在课下主动学习，并通过师生之间的课堂讨论交互，让学生真正融入到程序开发中，弥补了传统课堂教学的不足，提高了教学效果。

2 基于翻转课堂教学模式的程序设计课程改革

结合已有的翻转课堂教学模式[5]，根据程序设计课程的特点，构建出适合计算机、软件工程等专业的翻转课堂教学模式，开展互联网支持的程序设计课程改革。从教师的角度看，该模式将整个教学过程分为需求分析、过程设计和考核评价3部分，如图1所示。

2.1 需求分析

需求分析包括两部分，一是学生分析，二是内容分析。学生是翻转课堂教学中的主体，通过对学生的分析可以了解掌握学生的兴趣爱好、学习习惯、学习效果等个性化差异，同时兼顾专业特点，并以此作为选取、制作视频的重要依据；内容分析是重中之重，并不是所有内容都适合进行翻转课堂教学，应根据教学大纲，选择适合的知识点进行视频的选取。通常应该选取学习内容的重点、难点和疑点。

以《Java程序设计》课程为例，通过调查问卷、学习测试、线上线下沟通等多种途径，对学生进行综合全面的分析，发现学生对数据库的基本操作并不熟悉，很多同学甚至没有使用过数据库，对于经典的小型数据库MySql也不了解。而教学大纲中明确规定了学习目标是要求学生“掌握创建数据库应用程序的各个重要环节，掌握使用JDBC API提供的接口和类连接MySql数据库、执行Sql语句、处理结果集等操作方法。”上述情况是开展目标设计、过程设计、考核评价的重要依据。

2.2 过程设计

2.2.1 课前准备

课前准备需要由教师、学生双方共同完成。首先，教师根据之前的需求分析选取或制作合适的学习视频，力求做到短小精悍、技术规范。同时设计一些值得探究的问题，引导学生积极思考，激发学生学习兴趣；然后将这些视频和问题上传到网络教学平台，由学生自主下载学习；学生通过下载观看视频，明确学习任务，并按照自己的时间安排、学习风格开展学习。如果学习中存在疑惑，可以与教师进行线上线下的沟通。具体流程如图2所示。

以《Java程序设计》的“数据库程序设计”为例，笔者总结了8个知识点，并针对每个知识点制作了8个视频，如表1所示。

然后设计了以下几个问题，引导学生进行深入思考：①如何安装启动MySql数据库？②如何使用JDBC API连接数据库？ ③如何使用JDBC API实现对数据库的增、删、改、查？

学生在课前根据自己的实际情况进行自主学习，碰到不懂的地方可以反复重播回放观看，或者查阅参考资料及上网搜索，还可以借助QQ、飞信等网络平台与其他同学或教师交流。教师需要把学生反馈的问题记录下来，然后总结几个热点问题以备课堂上详细讲解，如：①在安装配置MySql数据库时出现无法安装的情况；②对使用JDBC API操作数据库的整个流程不清晰；③对Statement接口、PreparedSstatement类的具体操作理解不透彻；④对批处理、事务的概念理解不透彻。

2.2.2 课堂实践

根据课前准备阶段学生反馈的问题，进行针对性的讲解说明。然后演示一个简单的项目，介绍项目评价标准，划分项目小组，并设计相应的问题引导学生开展项目实践。在项目开发中遇到问题，可以与同学、老师讨论解决。项目开发完成后，教师组织学生进行项目演示以及交流评价。

仍然以《Java程序设计》中的“数据库程序设计”为例，整个课堂教学过程分为“解决问题—项目讲解—学生实践—交流评价”4个阶段：首先，教师对学生反馈的问题进行针对性讲解，对知识点进行提炼、分类、总结归纳，加深学生对知识点的理解与掌握。重点讲解以下内容：MySql数据库安装过程、JDBC API操作数据库的整体流程以及主要接口和类的使用；

其次，教师讲解项目案例，将知识点融入案例中，只需告诉学生需要实现什么功能，而对于如何实现、如何编写不予讲解。例如，选取一个简单的“学生信息管理系统”的后台管理部分（教师事先编写好前台部分），要求构建学生信息数据库，并实现对学生管理系统的增、删、改、查；然后，学生根据该案例进行同步上机实践，通过动手可以帮助其理解理论知识、巩固知识点。通过学生独立探索，教师辅助指导，可培养学生独立的知识体系结构，发挥创造力和想象力，让课堂气氛更加活跃生动；最后，教师组织学生进行项目演示及交流评价。因为每个学生或小组对项目的理解不同，所以可能有多种实现手段。在课堂上进行有益的交流评价，有利于扩展学生思路，扩充学习内容。

2.2.3 课后总结

课后总结是十分必要的。首先，教师应根据学生的课前准备、课堂实践情况，布置相关作业供学生更好地固化知识；其次，需要与学生进一步交流，并及时给予指导回复；最后，也是最关键的一步，一定要对学生的表现进行评估。因为采用翻转课堂教学方法的最大弊病在于如何保证学生课前认真准备，否则无法保证教学效果。因此，必须对学生的本次课堂成绩进行有效评估，以激励其认真学习。如图4所示。

2.3 考核评价

采用翻转课堂教学模式进行改革，必须建立一套完善的绩效考核制度，以提高教学质量。由于翻转课堂教学模式比较注重课前准备和课堂实践，因此对学生的考核评价也需要综合考虑学生课前准备和课堂实践的表现，建立具备可量化指标的评价体系，从而对学生的学习过程与结果给出一个客观公正的评价。

笔者采用的考核评价体系包含课前准备、课堂实践两个指标，各指标所占比重为课前准备50%，课堂实践50%，如图5所示。影响自我评价的因素主要包括个人在课前准备、课堂实践等环节的表现和完成情况，教师评价的因素主要包括学生的学习态度和学习积极性、课前准备情况、线上线下交互情况、课堂表现、项目实践情况等。

3 教学效果

应用“基于翻转课堂教学模式的程序设计课程改革”完成教学任务后，对实施对象2014级软件工程1班和2班的学生进行了调研分析。其中1班采用传统教学模式，2班采用翻转课堂教学模式，调研主要从问卷调查、试卷分析、作业调查3个方面展开。

（1） 问卷调查。问卷调查主要从教学效果、动手能力、自主学习能力、师生交互等4个方面进行对比。调查结果显示，相较于传统教学模式，同学们普遍认为翻转课堂教学模式取得了较好的教学效果，提高了学生的动手能力和自主学习能力，增强了师生之间的交流。说明翻转课堂教学模式对于促进学生自学能力、协作能力、动手能力的提升具有积极作用。

（2） 试卷分析。试卷分析主要从笔试试卷平均成绩、笔试成绩最高分、笔试成绩最低分、机试平均成绩、机试成绩最高分、机试成绩最低分6个方面进行对比。笔者发现，与传统教学模式相比，采用翻转课堂教学模式，无论笔试还是机试成绩都有了显著进步。

（3）作业调查。在软件1班上交的作业中，重复率达到40%，上机检查程序仅有5个人能正确完成最后的编程综合题，有6个人的编程中语法错误特别严重。而在软件2班上交的作业中，重复率仅有7%，并且每个学生都有自己的编程风格，在上机检查中有超过2/3的学生可以正确完成编程题。

笔者还注意到，许多同学使用了教师并未讲授过的知识，如数据库Dao模式设计、Bootstrap框架、Mybatis框架等进行程序开发设计，充分说明了翻转课堂教学模式能够有效调动学生的学习积极性、提高学生的编程能力，让学生可以真正地把所学知识运用到实践中。

4 结语

随着“互联网+”技术的日臻成熟，翻转课堂教学模式已经成为高校教师研究的新热点，成为“互联网+”时代大学生课程学习，特别是程序设计学习的新趋势。

笔者在自身经验积累的基础上提出翻转课堂教学模式，并以《Java程序设计》为例，进行翻转课堂教学模式改革，旨在探索出一种适合高校学生的新型学习模式。在程序设计教学中，以翻转课堂的核心特点展开教学改革，并在教学应用中取得了良好的教学效果，提升了学生的学习主动性和积极性。由于本研究选取的课程是《Java程序设计》，没有涉及到其它程序设计课程，因此研究结果存在局限性。同时，翻转课堂教学模式本身也存在一些不足，例如学生的自律性和主动性存在差异、教师的工作量加大等，这些不足之处还需要在后续研究和应用中进一步改善。

参考文献：

[1] 曾明星，周清平，蔡国民，等.软件开发类课程翻转课堂教学模式研究[J].实验室研究与探索，2014（2）：203-209.

[2] 金陵.翻转课堂与微课程教学法[M].北京：北京师范大学出版社，2015：210-215.

[3] 刘东霞.高校翻转课堂的建设研究[J].宜春学院学报，2014（7）：129-131.

[4] 刘健智， 王丹.国内外关于翻转课堂的研究与实践评述[J].当代教育理论与实践， 2014（2）：68-71.

[5] 陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术，2014， 24（2）：49-54.

（责任编辑：黄 健）