基于问题矩阵的翻转课堂在C程序设计教学中的应用研究

摘  要： 为了破解C程序设计教学中教师对学习者的困惑了解不深、解决不及时且缺乏针对性等问题，构建了基于问题矩阵的翻转课堂教学模式，并基于该模式开展三轮教学实践。通过成绩分析及问卷调查发现，基于该模式开展教学，学习者的学习成绩、满意度、学习体验均有较大幅度提升与改善。该模式对优化课堂教学，提高教学质量有一定借鉴意义。

关键词： 翻转课堂; 问题矩阵; C程序设计; 教学模式

中图分类号：TP311;G642          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）07-62-04

Abstract： In order to solve the problems in the teaching of C programming that teachers don't have a deep understanding of the learners' confusion， can't answer the confusions in time and lack of pertinence， a problem matrix based flipped classroom teaching mode is constructed in this paper，and three rounds of teaching practice have been carried out based on the mode. Research shows that based on the mode， learners' learning achievement， satisfaction and learning experience can be greatly improved. The mode can be used for reference to optimize classroom teaching and improve teaching quality.

Key words： flipped classroom; problem matrix; C programming; teaching mode

0 引言

自翻转课堂被引入我国以来，结合学科特点开展教学实践逐渐成为研究者的旨趣所在，在计算机教育领域亦是如此。如渠慎明[1]等在数据结构教学、程红霞[2]等在操作系统教学中开展翻转课堂实践等。学者们的实证研究于计算机教育教学改革及质量提升大有裨益。

C程序设计是教育技术学专业的基础课程，也是计算機类、通信工程类专业的基础课程。该课程知识点多，课程容量大，有一定难度。在传统教学中，教师以讲授为主，学生多为被动学习，教师对学生学习过程中存在的问题了解较少，问题解决不及时且缺乏针对性，教学效果一般。本研究以C程序设计为载体，构建基于问题矩阵的翻转课堂教学模式，开展实践应用，以期提高该课程的教学效果。

1 基于问题矩阵的翻转课堂教学模式构建

Brain认为“能及时记录学生学习过程中的疑问”[3]是实施翻转课堂的关键。因此，翻转课堂设计需要做到“真正了解学生学习过程中的问题、困惑与体验”，这是成功实施翻转课堂的前提。出于此种考虑，笔者设计了基于问题矩阵的翻转课堂教学模式，如图1所示。

该模式分为课前、面对面课堂（课中）两个阶段。在课前，教师制作微视频、设计作业和学习任务单等。学生依据任务单，观看教学视频、完成并提交作业、撰写学习体验、反馈问题等。教师通过批改作业、整理反馈问题、从学习体验文本中析出问题等方式，形成本次教学的问题矩阵，并在此基础上设计面对面课堂。面对面课堂包含四个环节，环节一为回顾与梳理;环节二为基于问题矩阵进行答疑释惑;环节三将根据学生掌握情况弹性安排，或设置探究性任务，促进合作交流，或让学习者上机调试程序，促进学习经验提升和知识迁移;环节四为学生自查，给学生留5分钟左右时间进行查漏补缺，夯实对知识的掌握。

在该模式中，形成问题矩阵是核心，也是其特色所在。首先，问题矩阵架起课前和课中的桥梁。如何有效衔接课前、课中，一直是困扰翻转课堂实践者的难题，该模式通过问题矩阵，将课前与课中有效打通，较好地实现翻转教学前后的完整性和一致性。其次，问题矩阵架起教师和学生交流的桥梁。传统课堂中由于缺乏有效沟通，老师往往是基于“经验”而非“事实”开展教学，“问题失焦、缺乏针对性”等现象时有发生，课堂低效、缺乏吸引力。问题矩阵汇聚了学生学习过程中的问题与困惑，为老师全面了解学生、设计面对面课堂活动提供直接依据。第三，问题矩阵为过程性评价提供支撑。当代教学评价逐渐超越终结性评价，向过程性评价转型，问题矩阵是学习者学习过程的真实反映，为过程性评价提供直接依据。第四，问题矩阵为教学经验的迭代积累提供直接依据。基于多轮次的问题矩阵，教师对教学内容重难点的把握及处理策略将会精益求精，课堂活动组织将更加得心应手，教学经验迭代积累，将教学从“技术”逐渐提升至“艺术”水准。问题矩阵样式如表1所示。

矩阵中问题来源具有多样性。一是作业中暴露出的问题;二是学生反馈的问题;三是学习体验中内隐的问题。还需指出的是，面对面课堂中的“生成性问题”具有很高的教学价值，有助于全面把握学情，经甄别后也会被纳入问题矩阵，如图1中虚线所示。

对于矩阵中的问题，笔者以“共性-个性、重点-非重点”为坐标轴作象限划分，形成“共性的重点问题、共性的非重点问题、个性的重点问题、个性化的非重点问题”四类问题，对不同种类的问题采取不同的解决策略。对于面对面课堂中的生成性问题，若问题较为简单，则当堂解决;若问题较为复杂，经甄别后被纳入问题矩阵，亦按照“共性-个性、重点-非重点”进行类型划分。不同类型问题处理策略如表2所示。对生成性问题的处理，教师既要有充分的教学预设，也要有良好的教学机智[4]。

2 基于问题矩阵翻转课堂的教学实践

2.1 实施对象与教学平台

依托本文所构建的教学模式，笔者分别在2016-2017、2017-2018、2018-2019三个学年的第一学期开展教学实践，每轮实施10周。需要特别说明的是，由于每届仅1个自然班，为研究需要，笔者将课堂分成两段，前半段（包含初识C程序、算法、数据类型、顺序结构、选择结构，相对简单）实施传统教学，后半段（包含循环、数组、函数和指针，相对较难）实施翻转教学。

2.3 问卷调查

为获取学习者翻转学习行为数据，笔者设计调查问卷。问卷为混合型问卷，部分题项为常规性问题，如视频观看方式、观看次数、学习时长等;部分题项为量表，如满意度、影响因素等，此类题项设计采用李克特五级量表，统计软件为SPSS18.0。

2.4 实施效果分析

2.4.1 学习成绩分析

笔者将实验班该课程成绩与对照班该课程成绩进行多方位比较。在平均分方面，与对照班相比，三个实验班平均分依次提高5.46、8.92、8.74;在高分方面，实验班最高分达到98分，高于对照班的93分;对于“90分以上的人数占比”，三个实验班依次为40%、41.3%、51.5%，远高于对照班的26.67%。如表3所示。

2.4.2 问题消解情况分析

基于问题矩阵的翻转课堂教学模式旨在提高教师对学生指导的有效性、针对性和时效性。笔者在问卷中专门设置题项考察此内容，并对相应数据进行独立样本T检验。统计发现，对于“问题消解程度”，实施翻转课堂前后均值分别为2.84、4.01，p值为0.000，小于0.05，说明学习者问题的消解程度有显著提升;对于“问题消解是否及时”，实施翻转课堂前后均值分别为3.04、3.66，p值为0.000，小于0.05，结合均值可以发现，虽然问题消解的及时程度还有待进一步提升，但较之实施翻转课堂前已有了显著改善;对于“问题解答方式满意度”，实施翻转课堂前后均值分别为3.03、4.17，p值为0.000，小于0.05，这说明学习者对问题解答方式认可度远远高于实施前的解答方式。综上可知，基于此模式开展翻转教学，学习者问题消解程度显著提，且更为及时，解答方式认可度高，具有良好的问题消解效果和较高的个性化教学达成度。

2.4.3 课堂满意度分析

课堂满意度在一定程度上反映教学改革成效。经统计发现，在实验班内，实施翻转课堂阶段的满意度明显高于同年度未实施翻转课堂阶段的满意度，也明显高于参照班的课堂满意度。如表6所示。

2.4.4 学习体验分析

体验是由个体的感受、理解、联想、领悟等心理要素构成的一种特殊的心理活动。“关注学习者的媒体应用体验”[5]是教育技术人本主义流派的观点与主张。笔者以此为指导，每轮结束后，让学习者撰写翻转教学应用体验，三轮下来，共收集109份体验文本。基于此文本，笔者对其进行词频分析，并将词频统计结果导入图表秀，生成翻转课堂应用体验可视化图，如图2所示。由统计可知，学习者对翻转课堂实践的认可度比较高，针对性强、主动性、个性化学习、自主学习占据词频统计的前四项，参与性强、积极性、因材施教、加强沟通交流、学习轻松愉快等肯定性词汇亦排在前列。当然学习者也反映翻转课堂存在“花费时间较多、受网络限制、受学生自制力限制”等问题，这些问题为笔者优化翻转课堂实践提供指导。

3 结束语

基于问题矩阵的翻转课堂能及时有效地消除学习者学习中的困惑，提高课堂教学的针对性和满意度，优化学习体验，提高C程序设计的学习成绩，对其他相近课程的教学也有借鉴价值。但基于该模式开展翻转教学时，形成问题矩阵需花费较多的时间和精力，教师可通过聘用助教、形成翻转共同体等方式破解此难题。当然，随着人工智能技术的快速发展，翻转教学平台若能引入人工智能技术[6]，智能化批阅习题并自动生成问题矩阵，将教师从机械劳动中解放出来，亦不失为一条可行之策。

参考文献（References）：

[1] 渠慎明，劉珊，王青博，梁胜彬.数据结构课程中的翻转课堂教学模式研究[J].计算机时代，2018.9.

[2] 程红霞，孔珊.基于翻转课堂的操作系统课程教学模式研究[J].计算机时代，2018.1.

[3] 汪晓东，张晨婧仔.“翻转课堂”在大学教学中的应用研究——以教育技术学专业英语课程为例[J].现代教育技术，2013.8.

[4] 吴玲，郭孝文.有效教学：让课堂生成与课前预设互动共生[J].中国教育学刊，2007.11.

[5] 汪基德，郝兆杰.关于教育技术应以人为本的论证与思考[J].电化教育研究，2013.2.

[6] 郝兆杰，潘林.高校教师翻转课堂教学胜任力模型构建研究——兼及“人工智能+”背景下的教学新思考[J].远程教育杂志，2017.6.