基于慕课的程序设计类课程翻转课堂教学模式探索与实践

李文彬, 潘 理, 杨 勃, 吴岳芬



基于慕课的程序设计类课程翻转课堂教学模式探索与实践

李文彬, 潘 理, 杨 勃, 吴岳芬

(湖南理工学院信息与通信工程学院, 湖南岳阳 414006)

针对地方高校教学中普遍存在 “知识讲授主导课堂” 的现象, 探索信息化环境下翻转课堂教学模式, 提高课堂知识内化效率、提升学生学习能力. 以学习平台资源建设、翻转课堂教学设计、学习分析和评价为主要内容, 提出基于慕课的翻转课堂教学模式, 并探讨该模式在程序设计类课程教学中的应用. 对实践过程中的教学资源建设、翻转课堂运用和评价体系进行研究, 为程序设计类课程翻转课堂教学模式改革提供新思路.

慕课; 翻转课堂; 教学模式

引言

目前在一些高校、特别是地方高校中, 主导课堂的仍然是以讲授为主的教学形式, 学生在课堂内不能有效进行知识内化以及无法保证课堂外自主学习的时间, 严重影响课堂教学效果, 导致学生培养质量下降. 同样, 在我校程序设计类专业课程教学中, 也存在一些普遍性问题亟待解决:

(1) 知识的讲解和传授占据课堂内的大部分时间, 且教师课堂中重点关注知识讲解、传授和课堂管理、维护, 无法在课堂中做到对学生的了解与定向指导.

(2) 学生在课内进行思考、与同学之间互动讨论的时间有限, 学习过程还是比较依赖教师讲解, 自主学习和主动探索精神不足, 是知识接受者, 而不是知识的建构人.

(3) 师生之间课内的互动时间不足, 教师无法充分获得学生学习的反馈信息; 课外师生之间的交流十分有限, 难以做到跟踪了解, 因材施教.

因此, 改革“知识讲授主导课堂”的传统教学模式, 提高学习效率, 已成为地方高校应用型课程教学改革的重要课题. 本文以电子信息类专业程序设计类课程为对象, 借鉴翻转课堂教学理念, 以任务驱动为主要手段, 有效协同教师、学习者、探究主题、学习资料和教学情境等教学要素, 构建混合式学习空间. 通过慕课结合翻转课堂教学模式的实践, 完成课堂内外知识传授与知识内化的重心翻转, 改变“知识讲授主导课堂”的教学模式, 实现真正意义上“以学生为中心”的课程教学, 为“互联网+”背景下应用型课程教学改革提供参考.

1 慕课与翻转课堂

慕课是新近出现的集成开放教育资源、注重交互监控的混合式在线学习平台[1]. 翻转课堂是一种新型课堂教学形式, 是将传统教学模式颠倒过来, 学生充分利用课外时间完成知识的学习, 将传统的课堂变成老师与学生之间互动的场所, 知识传授一般通过信息化学习环境辅助在课前完成, 课堂上则运用各种教学形式帮助学生完成知识内化, 从而实现对传统课堂的翻转[2]. 这种教学模式使学生真正实现在学习资源和环境的支撑下完成知识的自我建构过程, 变被动学习为主动学习, 使得教师不再受课堂时间的约束而弱化与学生的交流.

慕课利用网络信息技术, 为学生自主学习提供了便利、丰富和优质的教学资源, 调动了学生的学习积极性, 使教育突破了时空限制, 消除了地域性. 翻转课堂的实施是建立在学生能够在课前完成知识学习的基础之上, 如何使学生进行自主学习、有效学习是翻转课堂实施的关键所在. 慕课的出现和网络技术的飞速发展和终端设备的日益普及, 为翻转课堂的实施提供了有力保障. 国内对基于慕课的翻转课堂教学模式的探索与实践研究刚刚起步, 仍处于探索、学习的阶段. 张红艳[3]等就翻转课堂在本土化过程中面临的挑战进行了分析. 宋朝霞[4]等详细论述了基于翻转课堂的项目式教学模式. 李凌霞[5]提出将案例教学法和项目驱动教学法融入“慕课+翻转课堂”的教学设计, 推动应用型本科院校人才培养研究. 胡鸿志[6]等从大学生自主性学习和教学评价体系两个方面, 研究高校探索和实践翻转课堂及慕课过程中存在的问题. 田志娟[7]等探讨了如何在护理教学中应用“慕课＋翻转课堂”教学模式. 黄慧[8]将“慕课”与“翻转课堂”在雅思课程教学中进行实践.

翻转课堂的实施是建立在学生能够在课前完成知识学习的基础之上的, 如何使学生进行自主学习、有效学习是翻转课堂实施的关键所在. 慕课的出现、移动网络技术的发展和移动终端设备的日益普及, 不仅学生可以在课下进行自主学习, 而且教师能同时获得学生学习的反馈信息, 做到有的放矢, 因材施教, 提高课堂教学效果. 本文基于程序设计类课程, 利用慕课平台的信息化手段和先进数据挖掘技术, 探索结合翻转课堂与慕课的多要素协同教学模式, 为地方高校应用型课程教学模式改革提供一种新的探索途径.

2 教学模式设计

“翻转课堂”是将传统教学模式颠倒过来, 学生充分利用课下时间完成知识的学习, 将传统的课堂变成老师学生之间互动的场所, 是教师、学生、主题、资源等要素协同的课堂结构, 学习平台、学习资源、平台、课堂管理缺一不可. 我们以学习平台资源建设、翻转课堂教学设计、学习分析与评价为主要内容, 开展程序设计类课程建设和课堂教学改革, 形成一套面向慕课的三阶段翻转课堂教学模式, 各研究内容之间的关系如图1所示. 课程资源平台为学生提供优质学习资源, 翻转课堂为学生知识内化提供有效途径, 评测反馈为学生学习效果评估和个性化辅导提供量化参考, 三者共同构建“以学生为中心”的混合式教学模式.

通过多元混合式教学模式, 促进学生对知识的记忆、理解、应用、分析、评估和创造, 实现从知识传授到知识内化、从浅表学习到深层学习的跨越. 多元混合式学习的构建主要包括5个方面:

(1) 课程资源建设: 课程知识结构梳理和构建, 构建课程知识体系; 选择课程内容, 知识点的分解和细化, 设计教学课件; 分析课程的重点、难点、热点、疑点和应用点, 从中提炼适合视频教学的知识点; 教学视频录制, 教学脚本的创作与编写; 辅助教学资源建设(电子书籍、动画演示、参考文献、国际标准、程序、应用案例等).

(2) 在线学习设计: 设计在线学习路径和进阶进程; 精心设计课程视频节段中的提问、小测试等学习监测节点; 设计在线作业、在线主题讨论和在线答疑; 根据学生在线学习数据, 开展在线学习统计, 分析学习困难、知识难点等.

(3) 翻转课堂教学: 根据在线学习效果测评结果, 设计课堂探究主题; 采用探究式、讨论式、任务驱动式教学方法, 设置课堂学习小组, 开展学习竞赛和互评, 鼓励学习成果展示与分享.

(4) 创新拓展活动: 教师设计实践创新训练实验项目, 鼓励学生开展课后创新拓展活动; 鼓励学生参与课外科技活动, 开展学科竞赛培训; 鼓励学生参与教师科研项目和产学研合作项目实践, 锻炼学生工程应用能力.

(5) 教学评价反馈: 通过采集学生在线学习数据, 开展学习行为要素、行为特征、学习类型、学习差异性分析, 进行学习效果评估; 设计教学调查问卷, 开展在线教学调查; 根据学习评测和调查结果, 设计学习优化路径, 改进教学方案, 进行教学调整等.

3 翻转课堂教学过程实践

3.1 课程建设

以“C语言程序设计”、“Java基础”、“数据结构与算法”等程序设计类专业课程为对象开展慕课建设, 图2为建设的课程网站. 每门课程的主要建设内容包括: (1) 教学资料建设, 包括知识点、习题库、试卷库等; (2) 互动教学设计, 包括作业、论坛、答疑等; (3) 小组学习设计, 包括小组管理、任务分配、学习进度跟踪等; (4) 网站设计与管理, 包括网站栏目设计、栏目内容设计、网站管理维护等.

3.2 三阶段翻转课堂教学实施

结合程序设计类课程特点, 以任务驱动为主要手段, 从“线上课程—线下课堂—线上线下混合方式”三个阶段协同构建多种教学要素的多元混合式学习模式.

(1) 线上课程自主学习阶段. 该阶段包含两部分: ①教师进行平台资源建设, 根据知识点提前将精心制作的PPT课件、教学视频、练习测试和辅助资料发布到慕课平台上; ②学生进行自主学习, 完成在线交互测试, 提出问题. 教师在线组织学生进行问题讨论和问题引导, 开展协作学习, 针对课程难点, 提出疑问, 并收集出现的错误和存在的疑问, 整理分类.

(2) 线下课堂翻转教学实施阶段. 通过收集学生自主学习阶段线中的反馈信息以及学生遇到的普遍性问题, 确定课内交流互动的主题. 学生在教师的组织下进行小组协作、竞争与汇报, 培养探究问题、解决问题的能力. 针对共性问题, 由教师完成知识讲解, 问题解答, 帮助学生构建完整的知识网络.

(3) 线上线下混合课后知识拓展阶段. 线下课堂教学阶段结束后, 教师对学生容易出现的问题进行整理、分类, 对课内学生学习反馈进行分析, 对教学方案进行评价与优化, 发布相应的实践创新活动和项目. 学生根据教师发布的活动项目进行知识巩固补充, 并在平台中分享学习体会和学习经验.

3.3 基于数据日志的学习分析与评价

以“数据结构与算法”为例, 授课时间为2015年上学期和2016年上学期, 每个学期1个班级. 统计得到, 网站总访问量为43108次, 如图3所示. 网站用户群体包括: 本校教师、本课程教师、本校学生、本课程学生、社会公众. 由于本课程采用在线开放形式, 社会公众占到总访问量的17%, 说明课程具有一定开放度.

如图4所示, 学生利用慕课网站进行课程学习, 主要时间花费在课程观摩和课程互动上, 分别占整个学习时间的49.6%和47.4%. 由于聘请了两位学生助教, 还有约2%时间用于辅助老师开展课程和教学管理.

如图5所示, 对2015年上学期的班级进行学习分析发现, 随着课程网站访问次数的增加, 学生作业的完成质量越来越好.

使用Pearson(皮尔逊)相关分析方法, 对学生访问网站次数和作业平均分进行相关分析. Pearson相关系数计算公式为

4 结束语

基于慕课的翻转课堂教学模式是现代信息技术与网络信息技术快速发展下的一种教学改革, 是一种创新型的教学模式. 本文在提出以慕课为导向的翻转课堂教学模式基础上, 探讨该模式在程序设计类课程教学改革中的应用, 形成一套三阶段混合式翻转课堂教学模式. 通过学校网络课堂学习平台, 利用现代信息与移动网络技术实现教学改革和创新, 进一步推动程序设计类课程教学效果的提高, 为程序设计类课程教学改革提供了一个新思路.

[1] 康 嘉. 慕课在中国研究进展情况的文献分析[J]. 出版广角, 2016, (279): 80~82

[2] 张金磊, 王 颖, 张宝辉. 翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志, 2012, 30(4): 46~51

[3] 张红艳, 龙荣培. 试析翻转课堂在国内本土化实践过程中的挑战[J]. 文教资料, 2013, (14): 158~159

[4] 宋朝霞, 俞启定. 基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J]. 远程教育杂志, 2014, (1): 96~104

[5] 李凌霞. “慕课+翻转课堂”推动应用型本科院校人才培养研究[J]. 黑龙江高教研究, 2016,(6): 136~138

[6] 胡鸿志, 管 芳, 郭 庆. 基于翻转课堂与慕课的高校教学模式研究与实践[J]. 实验技术与管理, 2016, 33(12): 189~192

[7] 田志娟, 金瑞华, 刘春凤. “慕课”和“翻转课堂”在护理教学中的应用和展望[J]. 中国医学创新, 2015(22): 73~75

[8] 黄 慧. “慕课”与“翻转课堂”在创新雅思课程教学中的应用探究[J]. 英语广角, 2017,(1): 86~87

Programming Courses of Flipped Classroom Teaching Research and Practice Based on MOOCs

LI Wenbin, PAN Li, YANG Bo, WU Yuefen

(College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China)

In view of phenomenon “Knowledge Taught in the classroom”, which is prevalence in local colleges and universities, the flipped classroom teaching mode under the information environment is explored to improve the classroom knowledge’s internalization efficiency, and promote the capacity of student’s learning. Taking the learning platform resource construction, flipped classroom teaching design, learning analysis and evaluation as main content, we present a flipped classroom teaching mode based on the MOOCs and carries out such mode applying with in the teaching of programming courses. we study teaching resource construction of practice process, flipped classroom applying and evaluation system and provide a new way idea for the reformation of the flipped classroom teaching mode of programming courses.

MOOCs, flipped classroom, teaching mode

G642

A

1672-5298(2017)01-0091-04

2016-09-21

湖南省教育厅科学研究重点项目(15A079); 湖南省科技计划项目经费资助(2016TP1021); 湖南省高校信息化教学应用项目(湘教科研通[2016]28号); 湖南省教育科学规划项目(XJK016BXX008); 湖南理工学院教研教改项目(校政通[2016]26号)

李文彬(1981− ), 男, 湖南岳阳人, 硕士, 湖南理工学院信息与通信工程学院讲师. 主要研究方向: 多目标优化方法

潘 理(1975− ), 男, 湖南平江人, 博士, 湖南理工学院信息与通信工程学院副教授. 主要研究方向: 软件形式化方法