基于在线开放课程的翻转课堂设计与实践

黄巧玲

(集美大学计算机工程学院，福建 厦门 361021)

一 引 言

互联网+教育是目前高校教育改革的方向，基于在线开放课程的混合式教学正是实现这个改革的重要方式[1]。而基于在线开放课程的混合式教学模式最流行的方式是翻转课堂教学模式,所谓翻转课堂[2]，就是要求学生在课前通过网络观看教学视频自主学习，完成知识准备，而课上通过教师重难点讲解和讨论交流，达到知识内化。课堂上以学生为主体，教师为主导，突破了教师讲课为主的传统教学模式[3]。但这样的课程课堂模式，各个环节的设计直接关系到课程教学效果，近几年高校很多基础公共课程乃至专业课程很多采用翻转课堂教学，但其教学效果褒贬各异。有些认为翻转课堂以问题引入引导学生自主学习，充分调动学生学习自主性，这种自主学习驱动下的课堂教学效果更好，而另外一些则认为翻转课堂适合自觉性高的学生，自觉性差的学生可能学习效果很低。笔者认为翻转课堂并不适合所有课程，课程要采用翻转课堂教学应进行详细分析，分析课程知识结构的学习是否适合翻转课堂这种教学模式，学生自主学习的部分是否能有效的进行。

《大学信息技术基础》是面向高校非计算机专业开设的计算机基础课程，该课程包含理论课与实践课两大部分，授课对象主要是全体大一新生(除体育、音乐、美术、计算机、软件、网络专业学生之外)，其中理论知识部分主要是讲授计算机科学的相关知识，如：信息与信息技术、计算与计算机系统、软件定义的时代、媒体信息的智能处理、数据科学、算法与程序、计算机通信与网络技术、“互联网+”时代、信息安全与数据加密、人工智能与机器学习。实践课程的主要内容是Windows7基本操作、Word2010、Excel2010、PowerPoint2010等。理论部分基本上是一个计算机专业本科生的专业基础课，对于非计算机专业的学生来讲，要想理解这些内容需要大量的学时，但很多高校对该课程的学时都是相对较少的[4]。在2015年前，我校大学信息技术基础都是采用多媒体教室线下讲授理论知识，实验室讲授并演练实践课程部分。学时为40个学时，其中28个学时用于理论教学，12个学时用于实践教学，但内容繁多，课时太过紧张。多数同学反映理论知识理解不透彻，实践课时太少，实践掌握不熟练，学生总体成绩也确实不理想。在线开放课程的优点就是，学习资源放置于线上，只要有网络，学生可以随时随地的重复观看，不用局限于课堂有限的教学时间。而大学信息技术基础很多知识点都是计算机领域的基本概念、方法及应用，这些知识大部分都是比较直观也比较容易理解，把这些知识点放置于线上，学生自己能看懂又能反复多次学习，有助于更深入的理解。而线下翻转课堂重点放在热点讨论及难点分析上，如此，基于在线开放课程的翻转课堂教学模式十分适合大学信息技术基础这门课程。

2015年1月开始课程组老师开始讨论课程教学改革，分析了教学改革方向及在线学习资源，经过分析讨论，决定自己创建在线学习资源，2015年秋季完成第一期在线课程视频并在超星平台上线，并于2017年进行了扩充和完善。在线视频内容是经过仔细斟酌讨论并设计，基本覆盖课程所有知识点。2017年秋季大学信息技术基础课程理论学时压缩到10个学时，采用基于在线课程的翻转课堂教学模式，实践课程学时提高到18学时，实践课时的增加让学生有充足的时间进行实践操作。翻转课堂教学效果与在线学习视频质量、课堂翻转设计、成绩评定方法等紧密联系，以下从在线视频制作设计、翻转课堂实践、成绩评定方法制定等方面进行介绍，并对课程教学效果进行定性定量评价。

二 基于在线开放课程的大学信息技术基础翻转课堂实践

(一)在线学习视频的设计与制作

2015年经过讨论和设计，课程组从教材中提取了9个知识点，涉及8个章节的主要热点知识，制作了11个视频，时长共152分钟。知识点涉及计算软硬件系统、数据库技术、程序设计与算法、网络技术等。计算机软硬系统的学习目的在于提高学生对信息技术与计算机的基本原理、基本理论的了解与掌握，为后续的程序设计课程或专业课程应用奠定基础。数据库技术、程序设计及算法、网络技术的学习旨在提高学生使用计算机获取信息、加工信息、传播信息和应用信息的能力。因此，在线视频知识点的抽取和设置都是基于这两个主要的学生信息技术能力培养目标设置的。在线视频以“引入—知识点介绍—应用案例分析”为主线进行拍摄[5]，引入为问题引入，视频的开始便提出知识点的相关问题，如加密解密算法中开篇提出，如果你要发送一封信，信的内容不想让人获取，这时如何解决，从而引出了加密解密的相关知识点介绍。知识点介绍后便是应用案例的分析，引入有趣实用的案例从而加深学生对知识点的理解。

2017年1月，课程组设计并扩充视频知识点，于2017年5月设计并完成了第二期视频制作，整合后的视频学习知识点主要包括： 信息技术的“四基元”、冯·诺依曼型计算机的基本机构、微型计算机系统基本结构、虚拟现实技术和可穿戴技术、软件系统的分层结构、操作系统、操作系统的分类、光盘存储系统、图像处理、声音处理、数据库技术、算法、程序设计、计算机网络、IP地址的介绍、无线通信技术、物联网与云计算、大数据、加密解密算法。视频内容涵盖的知识点更加丰富，并增加了物联网与云计算、大数据等热门应用，为学生将来应用信息技术解决自己专业领域的前沿技术问题奠定良好的基础。

课程的线上学习资源以视频学习和章节课后测验为主，但加大讨论区的作用，教师按进度在讨论区发布问题或课后学生发布问题进行讨论。此外，将课程的全部电子课件上传至线上，作为学生的辅助学习资源。

(二)翻转课堂实践

2017年秋季开始，课程采用翻转课堂教学模式，课程教学分三个部分：慕课在线学习、理论课堂翻转教学、windows基本操作和office实践教学。翻转教学主要是课内翻转，课内根据知识点提出问题，学生根据问题自主学习线上慕课视频，并完成对应的测验题，教师根据测验题的得分情况来把握学生自主学习的学习效度，然后，回到课堂时针对事先设置的问题及测验题存在的问题进行讨论。课堂研讨部分根据知识点结合热点问题进行问题的设置，例如，信息与信息技术、计算与计算机系统这两部分知识，其主要内容为：信息的度量、信息技术、微型计算机系统等。我们翻转课堂布置如下研讨问题：信息量如何计算，信息熵计算的应用、生活中有哪些“四基元”应用实例、可穿戴技术对今后生活各方面的影响、如何配置一台计算机等问题，这些问题带领学生观看线上视频并做相应的思考。回到课堂时，学生以小组方式进行讨论，小组以组长为代表发表问题综述，教师最后对每个小组进行总结和点评。

这样的翻转课堂教学模式把学生的学习被动性变为主动性，学生先按照教师设计的问题在线上学习并总结问题，然后在课堂上进行讨论，结合自己的学习和见识发表自己的看法，老师在最后总结并讲解相关难点重点知识，课后学生在课程慕课平台的讨论区进行提问及讨论，这种模式的学习方式，改变了课堂填鸭式教学模式的缺点，学生学习的主动性增强，问题理解和知识点的学习更为透彻、深入。

(三)成绩评定方法

课程第一期在线学习资源是在2015秋季上线的，2015年和2016年为试运行，线上学习只作为辅助学习部分，学生参加福建省计算机等级考试，并把等级考试成绩作为课程最终成绩。这种一考定最后成绩的方式缺乏过程考核，学生忽视平时课堂的表现，学生学习目的变成以通过等级考试为目的，与课程教学目的相违背。

2017年秋季开始课程实行改革，成绩评定改为：慕课在线学习及测验成绩占20%，平时课堂翻转教学中的表现占20%，实验考核占60%。在线学习及测验成绩主要包括视频观看完成度占40%、测验成绩占60%。这样的成绩评定方法重点关注学习过程及过程中的表现及评价，目的是培养学生对计算机知识的理解和应用，提高学生对信息技术的学习兴趣，真正达到使大学信息技术基础课程为后续专业应用及创新奠定坚实的基础。

三 翻转课堂实践评价

基于在线开放课程的翻转课堂教学模式在大学信息技术基础课程教学中已经实施了三期，为了全面调查这种课程教学模式的应用效果，同时收集了定性和定量数据。在2019秋季一个学期的教学结束后，采用Hung[6]的翻转课堂问卷调查学生的学习体验和课堂满意度，从在线视频内容质量、课堂内容设计、成绩评定方法和学习体验四个维度对学生的翻转课堂学习进行简单描述性统计。问卷答题采用Likert四级量表[7]：1=非常不同意，2=不同意，3=同意，4=非常同意，调查了120名学生，收回有效问卷113份，得出的数据整理成见表1。

表1 学生对翻转课堂教学的认知

从表1看来，在线视频内容的设置和知识点的分布上，有62%的学生非常同意内容新颖且有吸引力，说明本课程在线视频内容以问题引入开头还是比较吸引学生。翻转课堂设计这项有67%的学生同意其设计合理且学习高效，39%的学生非常同意其效果，可见翻转课堂的教学模式还是得到大多数学生的认可和喜爱。在成绩评定方法上，这种侧重过程考核的方式更受学生的欢迎，有69%的学生非常同意、38%的学生同意这种成绩评定方法，认为这种评定方法合理。此外，50%的学生同意，45%的学生非常同意这样的翻转课堂教学调动了他们的学习主动性，扩宽了专业应用视觉。可见，本课程在线视频内容的设置、知识点的分布、翻转课堂的设计、成绩评定方法和学习模式评价等均受到学生的肯定。

在线课程建设跨越两个成绩评定阶段，一个是以福建省等级考试的成绩作为最终成绩；一个是注重过程考核的新的评定标准，考核内容及难度相似。下面以2014年至2019年同一专业学生的大学信息技术基础成绩作为样本数据进行定量分析，分析学生成绩的及格人数变化情况，采用Python程序对样本数据进行图表分析如下。

从图1我们看到，2015年和2016年采用在线辅助学习，由于学生课后可以多次观看视频，知识点的理解更为深刻，不合格人数比2014年传统课堂教学较之减少了。2017年开始采用翻转课堂教学模式，学生的主动学习加强，思考和总结更多，对课程各知识点的理解更为透彻。从图2 可以看到学生的不及格人数再次降低，说明课程理论和实践部分均比之前掌握的更好且更透彻。实验windows基本操作和office教学没有采用在线视频学习辅助，仍然采用课堂讲解、实例演练的方式进行授课，对此，做了问卷调查，有效问卷结果如下：是否有必要录制实践慕课视频：65.91%认为非常有必要，34.09%认为没必要，实验课堂案例讲解及实验教材就够了。问卷调查结果如图3所示：

图1 2014年到2016年成绩柱状图

图2 2017年到2019年成绩柱状图

综上，学生对在线学习视频内容比较认可，认为翻转课堂设计比较合理，赞同新的成绩评定方法，翻转课堂教学效果良好，且学生成绩反而较之前提高。而实践教学环节目前没有上线教学视频，后续将组织课程组教师设计并录制相关学习视频，为学生提高综合实践操作能力提供学习和复习的平台。

图3 实践课程录制慕课视频调查

四 课堂设计与实践的启示、缺点及改进措施

如果想有效的传授课程知识，主要的方式是借助于课堂教学策略与方法，通过打造更有效或者更有趣的课堂教学，来达到提高课堂教学效率的目的[8]。本课程的翻转课堂设计与实践正是出于此思路进行构建的，结合知识点的应用角度进行问题的设置，以此来激发学生学习视频探究知识真相的兴趣。在这种兴趣的驱使下，学生自然会去认真的观看视频并学习相关资料，来准确回答问题并进行深入的讨论。课程经过三期的实践，笔者发现如果在线视频知识点讲解清晰，视频内容有趣，每个知识点设置有相关的测试题目，翻转课堂问题设计合理，这些对激发学生的兴趣都是非常有帮助的。在这些问题科学合理的设置下，教师再组织打造有趣的课堂教学，学生就会自然而然的融合进入课堂并达到较高的参与度和较高学习效率。对此，总结了我校大学信息技术翻转课堂实践存在的问题及改进措施如下：

(一)在线学习资源的进一步优化，我校大学信息技术的在线学习视频是“引入—知识点介绍—应用案例分析”为主线进行设计并拍摄的，这个基本满足激发学生兴趣的要求。但测验题设置比较死板，问题内容不够广阔，与信息技术应用视觉结合较少，而且量也比较少，每个章节10道到15道选择题不等，题型也比较单一，不足以引起学生的兴趣和思考。接下来将组织课程组教师重新设计测验题以期待更好的学习效果。

(二)翻转课堂问题设置设计：翻转课堂问题的设置应根据不同专业的不同特点设置与专业相关的问题，以此来调动学生学习的热情和积极性。

(三)改进课堂组织模式，引导学生全员参与问题讨论。大学信息技术基础基本上是大班教学，而翻转课堂教学以小组讨论为主。大班分成的小组过多，教师很难把握各组的情况并很难进行一一的指导。今后可以采用教师——助教模式进行小组翻转教学，每个小组的助教从小组中选出，充当助教作用，助教课前接受教师培训，让其有效的组织、记录和反馈小组翻转教学情况。

(四)进一步加强线上讨论区的使用。翻转课堂学时有限，学生的讨论应该扩充到线上讨论区，教师应多鼓励学生在讨论区发言提问或者发表学习体验，教师和学生多回答或评论相关问题，让讨论区成为学习者与学习者、学习者与教师互动的课堂延伸区域。