翻转课堂教学模式在计算机基础课程教学中的研究与实践

徐 甜，吴 华

(安阳师范学院 公共计算机教学部，河南 安阳 455000)

0 引言

随着互联网的普及和手机功能的加强，在线学习变得触手可及，为翻转课堂教学注入了新的活力。我校引入了泛雅在线课程，通过在线课程这个平台和手机端的使用，老师可以在线管理课程，上传课程资料、更新课程内容，查看学生在线学习情况，布置习题和测试；学生可以随时观看视频，学习在线资料，进行在线测试等。

在学校泛雅在线课程平台的基础上，笔者进行了本课题的研究，以培养学生计算思维能力为目标，探索适合大学计算机基础课程的翻转课堂教学模式；在大学计算机基础课程中进行翻转课堂教学模式的教学设计和实践，为其他相关课程的课堂教学改革和创新提供借鉴。

1 翻转课堂教学模式简介

翻转课堂(Flipped Classroom，Inverted Classroom)是一种基于互联网技术和信息技术的教学模式。翻转课堂教学模式将知识传授和知识内化的顺序颠倒了，也就是颠倒了传统课堂教学在课上授课、课下作业的模式。在传授知识的基础上，翻转课堂教学模式给了学生更多的自由和自主学习空间，有利于培养学生学习的自主能力，更好地体现了教学过程中学生的主体地位。[1]

典型的翻转课堂教学模式如图1所示。从教育学的理论，教学活动中仍然要以“教师为主导，学生为主体”为教学理念。从时间顺序上，将整个翻转过程分为课前、课中和课后三个阶段，分别以教师活动和学生活动为主线，呈现教与学活动的教学准备、知识传递、知识获取、知识内化等若干个环节。教师活动主要包括教学准备、知识传递、指导内化和教学反思四个环节，学生活动主要包括知识获取、知识内化和学习总结三环节。课前，教师的知识传递与学生的知识获取过程都在网络环境中发生。

翻转课堂是将课前学习和课堂教学相结合的一种“混合式”学习方式。

图1 典型的翻转课堂教学模式

2 大学计算机基础课程的教学现状

计算机基础课程主要目标是培养学生计算思维能力，是大学通识教育的重要组成部分。在教学中普遍存在以下问题：

1.学生入校计算机基础水平参差不齐。传统的教学方式会导致基础较差的学生失去学习信心，情绪消极；而对有一定基础的学生，课堂失去获取知识的兴趣，影响学习积极性。

2.学生对课程认识不够，自主学习能力较弱。大学计算机课程是学生进校就要学习的一门课程。学生对课程认识不够，绝大部分学生课前几乎不预习，课后也很少去复习，自主学习的意识不强。

3.课程内容较多，学生接受力较弱。计算机基础课程内容抽象、繁杂。由于课时量限制，学生课前不预习，很多学生上课跟不上老师节奏。

4.主要采用传统教学方式。教师主要采用传统的教学方法。虽然也使用过翻转教学模式，但是由于原来的课程网站只能使用电脑上网，大大限制了翻转效果。

3 大学计算机基础课程的翻转课堂教学模式

根据翻转课堂的基本模式，结合大学计算机基础课程的特点，探索出一个适合大学计算机基础课程的翻转课堂教学模式是很有意义和必要的。

3.1 大学计算机基础课程翻转课堂教学模式的基本模型

大学计算机基础课程既要学习基本知识点，还要进行实验和实践。教师上课前既要发布知识点的学习任务，还要发布实验或实践任务，还可适时提供在线指导。在课堂教学中，教师已经提前了解了学生的学习困难，就可以给予有效的辅导，学生间相互交流也更有利于知识的吸收内化。这样课堂教学就以问题为线索，以知识内化为目标。实验课上教师可以有的放矢，进行个性化指导。学生课前的自主学习和实验，有收获和疑问。课堂上就可以提出问题、讨论问题。[2]

结合大学计算机基础课程的特点和典型的翻转课堂模式，以教师和学生这两个角色活动为主线，根据课前、课中和课后的时间顺序，就可以设计出适合大学计算机基础课程的翻转课堂教学模式的基本模型，如图2所示。

图2 大学计算机基础课程翻转课堂教学模式的基本模型

3.2 教师课前准备和发布视频、资料与任务

首先教师根据教学内容，选择适合实施翻转课堂教学的知识点，录制或收集学习视频和资料，设计好学生课前的实验或实践任务，将资料和任务及时发布。

在大学计算机基础在线课程中，教师已经上传了录制的视频、PPT、课前练习和实验任务、测试等资料。

3.3 学生课前线上学习和自主实验或实践

学生在课前获得教师发布的视频、资料和任务，进行自主学习，自主完成实验或实践任务。自主、自由的线上学习和实验，给了学生更大学习空间和思考空间，更易于知识内化。在这个过程中，教师也可以在合适的时间，以某种方式进行线上指导。提前了解学生在哪些知识点上理解有困难，课堂上就可以有的放矢。

在课前这个知识获取的环节当中，鼓励学生组成学习小组，以小组为单位开展讨论学习，这样一些问题就可以在小组成员的互相帮助下得到解决。[3]

3.4 课堂活动的组织

实施翻转课堂教学，视频和资料自然重要。但是，比视频更重要的是如何支配课堂上的时间。怎样设计和组织课堂活动，决定了知识内化的质量。结合大学计算机基础课程的特点，在课堂活动中主要采用课堂测验、课堂讨论、课堂作业等方式。

在课堂教学中，可以先安排十分钟左右的课堂测验。通过课堂测验，及时了解学生知识的掌握情况。

课堂讨论以小组方式来组织。在学期开始前，就确定小组成员个数，学生可以自由组合，成员确定后，整个学习期间保持不变。在课堂讨论中，形成组内合作、组间竞争的氛围。

课堂作业可以类似课堂测试的安排，也可以将课堂作业安排在课堂讨论过程。

总之，在课堂活动中，教师通过设计一些简单题目，帮助学生加深对视频和文档中所学知识的理解，学生带着自己的思考结果或疑问进入课堂；通过问题讨论，教师可以评估学生对知识的理解；教师可以把重点、难点或其他知识点设计成一个一个的问题，通过问题将传统学习转化为任务驱动、问题导向的自主学习和合作学习。

3.5 课内实验管理

学生已经进行课前自主实验或实践，在课内实验课上，老师可让学生演示和讲解自己的设计，修改设计中的数据进行验证，然后再设定较高的任务目标。

3.6 考核中加入过程考核

最后的课程考核可以适当的加大学习过程的分值比例，比如，期末成绩60%，平时成绩20%，实践作业成绩20%。

4 翻转课堂模式在计算机基础课程中的设计和实践

根据大学计算机基础课程翻转课堂教学模式的基本模型，要想更好的实施这种教学模式，教师要根据教学内容，进行教学设计，并付诸实践。

4.1 教学设计

教师根据教学内容，选取合适的知识模块，按照翻转课堂的教学模式来教学设计。下面以程序设计模块中循环语句知识点的学习为例来进行教学设计。循环语句知识点的教学设计如表1所示。

4.2 教学实践

循环结构是结构化程序设计的基本结构之一，是非常重要的内容。循环语句主要有while循环、do-while循环和for循环。下面以while循环和do-while循环这两个知识点为例来讲解如何进行教学实践。

1.教师课前的教学准备。教师课前要精心准备，录制或收集与知识点相关学习的视频和资料，设计好学生课下的实验或实践任务。将课前课后学习的资料和任务，通过网站及时发布给学生。

2.教师适时进行线上指导。通过多种方式，选择合适的时间，适时进行线上指导。

表1 循环语句知识点学习内容的设计

3.学生自主学习和自主实验实践。学生自由线上、线下学习，自主完成实验或实践任务。前置的线上知识学习给学生带来的自主、个性化体验，也放大了学生思考的空间，使知识更易于内化。

4.课堂活动组织。在这次课中，第一节采用的是布置课堂作业的形式。布置2-3个编程题，要求学生使用while或do-while循环完成，在完成课堂作业的过程中可以小组讨论，也可以寻求教师的帮助。

编程题目如下：

编程1：显示Fibonacci数列的前40项。

编程2：输入10个数，输出其中的最大值和最小值。

第二节课，教师可以展示有创意的作业，及时指出发现的问题，对典型的问题统一讲解，可以再进一步引申。

5.课内实验管理。课内实验课上，老师可让学生演示自己的设计，修改设计中的数据，然后再设定较高的任务目标。拿出一个案例，指导学生分小组讨论，学生间首先交流，然后让学生们自主完成，对较难的地方教师可以及时给予解答。

4.3 教学效果及分析

2018-2019学年度第1学期，选取同一个专业的两个教学班级进行实验。这两个教学班的学生，都是大一新生，他们的高考入学成绩相差不多，分班又采用随机分班，所以在知识水平、能力水平、学习态度等方面没有明显差异。在其中一个班中选取循环语句、递归、数组等部分知识点内容进行了翻转课堂教学实践，在另一个班中仍然采用传统的课堂教学。

从两个教学班的期末成绩来看，并没有明显差异，采用翻转课堂教学的一班，期末成绩稍好一些。原因可能是：我们只是在几个知识点上采用了翻转课堂模式的尝试，在其他知识点上仍采用传统教学模式。但是从学生对那几个知识点的知识掌握和反映来看，翻转课堂教学模式在知识内化、学生为主体等方面好于传统教学模式。

5 结束语

翻转课堂是一种以学习者为中心的教学模式。这种模式重新调整了学生课前和课堂的学习活动时间，学生先学，教师后教。将翻转课堂教学模式应用到大学计算机基础课程中，可以提高学生的学习兴趣，培养学生的思维能力。翻转课堂教学模式符合大学计算机基础课程的培养目标，对优化课程教学具有实践价值和现实意义。

由于经费、周期、师资力量等多方面因素，在本教学研究的教学实践中只选择循环语句、递归、数组等几个知识点进行了一些实践和尝试。如何促使学生更积极进行课前学习，如何更好地调动学生来参与课堂讨论，如何有效地组织和设计好课堂教学，这些都对教师提出了更高的要求。下一步，项目小组成员将主要从增加教师视频录制、细化知识点和任务、课堂设计更细致等几个方面加大教学实践的力度和广度。