基于SPOC的翻转课堂在JAVA程序设计课程应用研究

陈实 汪一百

摘要：随着现代信息技术和教育理念的不断发展，传统的教学模式越来越不能满足当前我国高等教育的发展。该文通过对基于SPOC的翻转课堂在JAVA程序设计课程教学中的应用研究来为教学提供新的思路。首先分析了SPOC理论和翻转课堂概念;其次对SPOC+翻转课堂教学模式进行了构建;最后在构建的教学模式上进行JAVA程序设计课程应用。该文对于一线教学工作者具有积极的作用。

关键词：SPOC;翻转课堂;JAVA

中图分类号：G642      文献标识码：A      文章编号：1009-3044（2018）35-0163-03

随着互联网技术的不断提高，各行各业对于互联网的依赖程度越来越高。在高等教育领域，利用互联网和传统的教学相结合，已经逐步推广，如远程教学、网上作业、网上考试等各种形式的网络教学活动已经在各个院校得到实现。但这些一系列的活动，并没有改变“以老师为中心”的传统教学模式，一切教学的中心仍然围绕老师进行，采取“灌输”式的教育方式。改变传统的教学模式，加快教育改革，培养具有创造力、个性化的专业人才，是当前教育行业迫切的需求。

1 SPOC与翻转课堂

1.1 SPOC理论

SPOC（小规模限制性在线课程）是Small Private Online Course的英文缩写，是在2013年，由美国加州大学的Amando Fox教授提出来的一种新型教学手段。

SPOC的原理是由老师根据教学任务的安排，将教学资源上传到指定的网站，引导学生根据学习进度去下载相关的资源进行学习。这与我们传统的网络教学不一样的是，SPOC涉及的学生范围非常小，一般控制在一百人以内，即传统的三个班级以内的学生数;SPOC具有限制性（Private），教学资源的受众群体小，是根据当前学生的特点而进行的针对性设计。

SPOC整个教学活动分为课前、课内、课后三个环节。课前：由老师准备教学资源，录制教学视频，将这些资料上传至指定网站以供学生下载学习，学生则在课前根据自己时间的安排进行资源下载及学习，并将自己学习的情况通过网站反馈给老师;课内：根据学生在网站上学习的情况及反馈，将学生遇到的问题通过个别指导、分组讨论、集中解答等形式进行解决;课后：通过进行个人评价、小组评价及教师评价相结合的方式对学生进行客观评价，进而得到更为完整的学生学习信息，另外可以利用互联网对个别学生进行一对一的专门辅导，及对学生提出更深层次的问题讨论，以加强学生的学习印象，进而提高教学质量。

1.2 翻转课堂

一直以来，我国的教学模式都是“以老师为中心”，以“填鸭式”的教学手段作为主要手段，随着社会的不断发展和进步，提高学生的创造力和个性化发展成为当前社会需求的主流。特别是对于大学生来说，学生学习的侧重点不在于背诵和记忆，培养学生的独立思考能力显得更为重要。

翻转课堂是由英语Inverted classroom或Flipped class model翻译的，也有译为“颠倒课堂”或“反转课堂”，经过近几年在国内学术的不断讨论，译为翻转课堂得到了普遍的认同。但对于其概念的解释，专家学者有着不同的理论。

本文结合国内外学者的观点，将翻转课堂定义为：以互联技术为依托，利用各类现代信息技术设计和制作教学资源，学生在课前对教学资源（PPT、音频、视频等）进行学习，形成对教学内容的初步认知和思考，在课堂上老师以提问、讨论、分析、解答的形式完成课堂教学，课后学生深入思考，与同学、老师交流以巩固和完善学习内容的一种新型的“以学生为中心”的教学模式。

2 构建SPOC+翻转课堂的教学模式

一个完整SPOC+翻转课堂的教学模式（如图1所示）由教学准备、教学实施两大部分组成，教学准备主要是分析学习者、环境及内容，并对各类学习资源进行设计;教学实施是在教学准备的基础上，通过课前、课中、课后三部分形成的有机整体，对学生进行全方位的教育，达到提高教学质量的目的。

2.1 教学准备

随着现代信息技术和教育理念的不断发展，由“以老师为中心”的教学模式向“以学生为中心”的教学模式上发展，在教学过程中，要充分发挥学生学习的积极性和自主性。在进行新的教学模式以前，要对本校本专业的学生进行充分的了解，不仅仅要掌握学生当前的学习状态和知识状态，更应该了解学生的心理特征及个性表现等情感方面。

在教学以前，要明确教学目标，通过SPOC教学，对教学大纲进行分解，将其内容按章节设计成一个个的具体小目标，通过小目标的达成最终完成整个课程的教学目标。在教学内容上要更加详细，对不同的内容采用不同的教学方法。

对学生的教学资源，不能单纯以讲解的小视频为主，不然就又回到了传统教学的老路上。在教学资源上，内容要多样化，包括文字、图片、音频等，一个教学资源的内容涉及的知识点要尽可能地小，让学生可以用较短的时间学习完毕或掌握，使学生可以有效地利用碎片化的时间，即有利于找出空余时间，又可以在短时间内集中精神，提高学习的效率。避免长时间的观看或学习，产生视觉或精神上的疲劳，降低了学习效果。

2.2 教学实施

1） 课前

利用SPOC+翻转课堂的教学模式，在课前时，就需要老师和学生共同参与进来，老师需要在至少一周以上的时间将教学资源上传至SPOC平台，学生可以有一周的自由时间来安排自己的学习，其思考的内容不仅仅限制于老师提供的题目，需要可以从不同的角度提出自己的问题，用各种不同的方法去解决问题，并与同学积极讨论自己的想法、思路及困惑，加強对问题分析的热情。

2） 课中

由于学生在课前，对于知识已经有了初步的掌握和理解，因此在课堂上，老师不再和传统的教学方式一样，而是以提问、小组讨论、师生交流、个别辅导等方式形成师生之间的互动，老师在课堂上通过引导的方式让学生主动思考问题，主动去分析解决问题的办法，进而加强学生对知识点的掌握。

3） 课后

通过知识点的课前主动学习和课中的交流之后，课后学生需要根据课堂的讨论分析对自己的知识点掌握情况进行复习和巩固。在课后，老师需要在SPOC平台上布置作业及知识点的测试。老师需要根据学生完成作业的情况，对学生进行有针对性的提出建议或专门的辅导，学生也可以通过平台与同学进行商讨以巩固自己的知识。

3 SPOC+翻转课堂在JAVA程序设计课程中的应用

3.1 JAVA程序设计教学准备

JAVA程序设计课程是计算机专业的一门专业基础课，在学习JAVA程序设计以前，绝大多数学生都已经学过《计算机应用基础》这门课程，能够熟练地进行计算机及网络操作，而且基本上所有的学生都拥有移动终端（智能手机、个人电脑、平板等），对于移动设备的应用主要集中在QQ交流、微信通信、网络下载等服务上，因此学生利用计算机或移动终端进行资源下载及通信交流没有任何的障碍。

JAVA程序设计课程主要涉及JAVA开发工具、编程基础、类与对象、接口、多线程、API、GUI、数据库编程、网络编程等一系列任务，主要让学生掌握面向对象的编程思想，能够熟练应用编程工具，并开发出小型的应用系统。将每个章节的学习划分为若干个小的任务，并对每个任务设计教学资源。

JAVA程序设计需要进行大量的编程实践，才能真正地掌握编程技巧，因此，在进行资源的设计时，老师不仅要结合教材进行知识点的讲解，更重要的是鼓励学生进行动手实践的操作，并根据每节课的特点，设计出具有一定代表性、趣味性的编程试题让学生进行操作或思考。

另外，需要加强师生之间的交流，在教学以前，设计和完成基于JAVA的教学互动网站，便于在课下时间提高学习效率，提高师生之间的沟通。互动网站的总体设计如图2所示：

设计的教学网站采用NET环境，前台采用ASP设计，数据库使用SQL 2008，可以满足当前学生的使用，又可以为未来网站的扩展打下基础。本文由于篇幅所限，无法给出网站设计的所有示例及代码，在此仅给出教学网站的核心代码。

if cwbj=0 then

if zsdz<>"edit" then

zqcz=zqcz&"课程添加成功|"

else

zqcz=zqcz&"课程修改成功|"

end if

if zsdz<>"edit" then

zsNum=getId（）

c.execute（"insert into [lesson] （[lid]，[lbh]，[lname]，[lhours]，[ltarget]，[lstarttime]，[lteacherid]，[lremark]，[lstate]） values（'"&zsNum&"'，'"&tmpKcbh&"'，'"&tmpKcmc&"'，'"&tmpKcxs&"'，'"&tmpKczy&"'，'"&tmpKcsj&"'，'"&tmpTeacherID&"'，'"&tmpBz&"'，'"&zscourse&"'）"）

else

if zscourse="不启用" and isMarkedLesson（zsNum，""，tmpTeacherID） then

zscourse="启用"

zqcz=zqcz&"课程已评分，不能""不启用""。|"

end if

c.execute（"update [lesson]  set [lbh]='"&tmpKcbh&"'，[lname]='"&tmpKcmc&"'，[lhours]='"&tmpKcxs&"'，[ltarget]='"&tmpKczy&"'，[lstarttime]='"&tmpKcsj&"'，[lteacherid]='"&tmpTeacherID&"'，[lremark]='"&tmpBz&"'，[lstate]='"&zscourse&"' where [lid]='"&zsNum&"' and [lteacherID]='"&tmpTeacherID&"'"）

end if

3.2 JAVA程序设计教学实施

本文以介绍对象章节为例，展开教学实施。

1） 课前

巩固学生编程基础内容的基础上，提前一周时间将对象章节的内容上传至服务器，以供学生及时下载学习，整个面向对象章节主要让学生掌握面向对象的程序设计思想，包括类的设计、对象的创建、类的封装、继承及多态，以及this、static等关键词的使用等。将整个章节分为若干个知识点，每个知识点在视频播放时间上不超过5分钟。

了解学生对于学习资源下载后学习情况的反馈，特别是涉及下节课需要共同分析的知识点需要重点关注。

2） 课内

首先对上个章节的内容进行回顾，并展示编程实验完成较好同学的作品，对上一环节表现突出的学生或小组进行表扬。

其次，引入本节知识点的内容，通过玩具模型及各种不同的玩具来说明类与对象的关系，引导学生展开讨论，还有哪些类与对象的实例。说明为什么要面向对象的编程思想更符合人类的思维习惯。

与编程基础的章节进行比较，采用面向对象的好处有哪些，展开小组讨论，积极引导学生发言，让学生能够在轻松的环境中描述自己对问题的理解。

通过实例编写出类与对象的具体实例，布置学生的任务，让每个学生根据自己提出的类与对象的关系编写出相应的程序。

3） 课后

加强对学生作业的检查，特别是实践动手方面的检查，引导学生进行个人评价、小组评价，让每个人能够较清晰地认识到自己学习中的不足。针对学生的作业及编程情况，对个人学生提出有针对性的建议，并督促学生独立完成编程任务。

4 小结

笔者教授的两个班级，一个采用传统教学，一个采用基于SPOC的翻转课堂教学模式的实验班，经过一学期的学习，采用第三方考核的方式对两个班级的学生进行同一时间考核，实验班的学生成绩明显传统班级，特别是90分以上的优秀率方面，以32%的优秀率大大强于传统班的11%。另外实验班的学生在编程学习过程中，具有更强的团队合作精神和独立思考能力，能够提出更多不同的方法和见解。通过实践证明，基于SPOC的翻转课堂在JAVA程序设计课程教学上具有较大优势，可以在全院范围内逐步推广。

参考文献：

[1] 张金磊， 张宝辉. 游戏化学习理念在翻转课堂教学中的应用研究[J]. 远程教育杂志， 2012（2）：73-78.

[2] 姜中元. 高师现代教育技术公共课中实施混合式学习的教学模式研究[D]. 辽宁师范大学， 2009（3）.

[3] 楊丽， 张立国. SPOC 在传统高校教学中的应用模式研究[J]. 现代教育技术， 2016（5）：56-62.

[4] 胡建平. 高职院校SPOC 课程建设研究[J]. 教育探索， 2016（4）：124-127.

[5] 战德臣， 聂兰顺， 张丽杰， 等. 大学计算机课程基于MOOC+SPOCs的教学改革实践[J]. 中国大学教学， 2015（8）：29-33.

[通联编辑：张薇]