基于翻转课堂的软件工程专业方向课程教学改革研究

刘欢 张爽 高俊锋

摘    要：在新工科建设的背景下，许多地方性教学研究型大学更多地侧重工程型人才培养。随着信息技术不断革新与教学主体需求的改变，“学与教”的关系也逐渐发生了改变。翻转课堂作为以学习者为中心的教学方式，成为软件工程专业方向课程适应需求的教学改革方向之一。文章以“Oracle”课程为例，介绍了哈尔滨理工大学软件工程专业方向课程基于翻转课堂的教学改革研究和实施过程。

关键词：翻转课堂;软件工程;教学改革;Oracle课程

中图分类号：G642          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2019）01-0022-02

一、引言

2016年新工科建设的概念首次被提出，至今已经有两年的理论推演和实践检验，在我国高校中不断推广、方兴未艾、前景看好。新工科的内涵是基于国家战略发展新需求等方面引导我国工程教育改革方向。而新工科建设将阶段推进，需要重点把握学与教、实践与创新创业、本土化与国际化三个任务[1]。随着信息技术不断革新与教学主体需求的改变，“学与教”的关系也逐渐发生了改变。很多地方性教学研究型大学目前正将办学定位重心向工程型人才培养转移。而这类高校中软件工程专业人才培养目标多涵盖“自主学习能力”“团队合作精神”和“培养应用型人才”等方面[2]。

另外，近几十年来，信息技术领域出现了一系列新的创新和改进。互联网的出现、更便宜和更易于访问的存储、增加的计算能力、智能手机、平板电脑和其他移动设备等新设备都是一种突破，這些突破有助于推动新的数字体验，并引导和改变学生的日常生活与学习习惯。学生对教育方式有着不同于之前的需求和期望，因此教学思维方式不可避免地需要改变。

在这样的背景下，需要将软件工程专业方向课程教学从传统的教学和学习，转向以学生为中心的积极的学习策略，并帮助学生更好地融入他们新的学习环境中。

二、翻转课堂的概念、背景和教学方法

（一）翻转课堂的概念

翻转课堂最简单的定义是：将诸如课堂讲授这些传统的在课堂上做的事情，转移为课下活动;而将课后作业和项目这些传统的课下活动，转移为课上活动。因此，学生在课下观看教育视频，而大部分上课时间在教师的指导下做作业或项目[3]。

（二）翻转课堂的背景

翻转课堂由两位中学教师Jonathan Bergmann和Aaron Sams于2007年发起。两人录制了讲座，帮助缺席的学生跟上课程。就此而言，他们还使用软件和PowerPoint录制课程，并通过YouTube访问课程。不久之后，他们观察到课堂活动发生了意想不到的变化：一些学生因为课前观看了教学视频，在课堂不愿意也不需要听教师重复讲授，两位教师索性以学生在家看视频为基础，节省出课堂时间让学生做作业或做实验。这个过程有利于教师更好地理解和指导学生的教学和作业。教师的角色也发生了变化。现在，他们不再专注于教学，而是开始观察小组中的学生，并确定哪些小组和学生需要更多的帮助与指导[4]。

（三）翻转课堂的教学方法

由于翻转课堂的成功取决于学生的课外表现，因此应该促使他们保持动力并且独立完成。使用翻转课堂方式，学生的动机水平作为学习环境的结果在满足其基本认知需求方面起着重要作用。翻转课堂可以用来管理认知负荷并改善学习。以最简单和最明确的形式，在课堂上接触课程材料可以减轻课堂时间的认知负担，这可以用于主动学习活动。

在翻转课堂里，学生在教师的指导下观看在线课程，在线讨论进行协作，或者在家中进行研究，同时在课堂上参与讨论。翻转课堂有意将教学转移到以学习者为中心的模式，在该模式中，课堂内能更深入地探索主题并创造更有开放性的学习机会，而在线视频等教育技术则用于在课堂外“传递内容”。在翻转课堂里，“内容传送”可能有多种形式。尽管可以使用在线协作讨论，数字研究和文本阅读，但通常使用由教师或第三方准备的视频课程来提供内容[5]。

三、软件工程专业方向课程以翻转课堂形式

进行课程改革

适用于翻转课堂形式的课程形态通常符合两个条件：“知识点是固定的规律性的讲解”和“学生自学起来容易学会。”而软件工程专业方向课程多具备这两个条件。以哈尔滨理工大学软件工程专业为例，其培养目标为“培养具有扎实的数学、自然科学、软件工程专业基础知识和人文社会科学素质、自主学习能力、创新意识和团队合作精神，能够适应软件产业发展的需求，胜任软件系统的分析、设计、实现、测试、维护和管理等工作，成为软件工程领域具有国际视野的应用型、复合型高级人才”。该专业实施“定制式”就业模式，学生从第5学期开始专业方向课程的学习。专业方向课程包括“应用软件开发技术方向课程”“嵌入式软件开发技术方向课程”“移动计算软件开发技术方向课程”“大数据技术方向课程”和“专业任选课程”五类方向，共30余门。

以“Oracle”课程为例，该课程属于专业任选课。按照翻转课堂形式，该课程通过案例教学，结合原理方法引导和实践。考核成绩的构成：总成绩100分，其中平时成绩占40%，期末成绩占60%。其中，平时成绩包括课下学习10%（包括课下学习时长、次数和线上互动）、课堂表现10%（包括考勤、课堂讨论和笔记）、作业考核10%（包括课堂测验和课后作业）、实验考核10%（包括实验情况和实验报告）;期末考试为闭卷考试或上机考试，按60%比例折合后计入学生总成绩。教学过程按下述三部分实施。

（一）课堂教学前

教师准备“Oracle课程教学大纲”“本学期的教学日历”“教案”“记分册”和“教学内容”等课程资源。不同的教学内容，可以以视频、课件、思维导图等不同的形式按不同的大小展现。例如，“PL/SQL编程基础”章节包括12个课程视频、两张思维导图和1份PPT课件;其中“%TYPE和%ROWTYPE定义变量及区别”由长度为6分钟的视频介绍，而“PL/SQL中的流程控制语句的用法”由长度为15分钟的视频介绍。另外在网络平台上上传面向学生的课程资源，并组织学生课前学习。

（二）课堂教学

课堂教学中教师主要采用“重难点解析”“小组讨论”和“小组项目”等形式开展。“重难点解析”是将以往经验可知的或多数学生反映的重点难点以“例题”“案例”“往年面试题”等形式着重介绍。“小组讨论”和“小组项目”是将开放性的题目或者小项目布置在4—8人的小组中，学生可以在讨论与合作中对于自己的问题互相解惑。

（三）课堂教学后

课堂教学后，教师布置作业和随堂测验来检验学生课前自学和课堂学习的教学效果。共布置10次作业，在课堂教学之前或者实验课上收取;共布置8次随堂测验，课堂教学下课前收取。作业和测验不仅作为平时成绩的一部分，而且很大程度上能够帮助教师了解学生知识点的掌握情况，进而调整后续教学安排等。

四、结语

实践表明相比于传统授课方式，大部分学生更加积极参与“翻转课堂”学习，他们可以随时暂停、倒带和复习课程视频等，以便能够更加有准备地进入课堂;在更多地思考在做什么的同时，还培养了他们的自主性和独立性。在以学生为中心的“翻转课堂”中，学生承担了学习的重点和责任;教师不仅起到“指导”的作用，而且更多起到“促进”的作用。教师提供多样和实际的学习环境，以支持学生努力分析问题和解决问题。综上所述，“翻转课堂”这种教学方式在软件工程专业方向课程教学中，能够在一定程度上改善学习效果，提高学生学习积极性，培养学生创新和探索能力。

参考文献：

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，（3）.

[2]孟大伟，吴秋凤，刘胜辉，等.“定制式”培养应用型创新人才的探索与实践[J].中国高教研究，2008，（9）.

[3]Yunglung Chen，Yuping Wang，Kinshuk，et al.Is FLIP enough Or should we use the FLIPPED model instead[J].  Computers & Education，2014，（79）.

[4]Phillip Dawson.Motivation and cognitive load in the flipped classroom：definition，rationale and a call for research[J].   Higher Education Research & Development，2015，（1）.

[5]張爽，刘欢.翻转课堂下计算机基础课程教学的研究与应用[J].时代教育，2017，（7）.